ACK Acknowledgement Xỏc nhận thành cụng ACIR Adjacent channel interference ratio Tỉ lệ nhiễu kờnh kề cận AICH Acquisition indication channel Kờnh chỉ thị bắt ALCAP Access link control ap
GIỚI THIỆU XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG 3G VÀ
Lịch sử phát triển của thông tin di động và giới thiệu hệ thống thông tin IMT -
Ngày nay, thông tin di động được chia thành ba thế hệ, trong đó thế hệ thứ nhất (1G) là hệ thống di động tương tự hoặc bán tương tự, được phát triển vào những năm 80 với các ví dụ như NMT và AMPS 1G chủ yếu cung cấp dịch vụ thoại và các dịch vụ liên quan, nhưng không có khả năng tương thích lẫn nhau do thiếu tiêu chuẩn phổ biến Các hệ thống này được xây dựng dựa trên thỏa thuận giữa các nhà điều hành viễn thông và công ty cung cấp dịch vụ mà không có quy định kỹ thuật chung.
Với sự gia tăng nhu cầu về thông tin di động, các tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế đã phát triển hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai - 2G (Second Generation) Hệ thống 2G tập trung vào khả năng tương thích và đồng nhất toàn cầu, cho phép người dùng truy cập dịch vụ ở bất kỳ đâu trong khu vực, như châu Âu So với hệ thống 1G, 2G không chỉ cung cấp dịch vụ thoại truyền thống mà còn hỗ trợ truyền dữ liệu và các dịch vụ bổ sung khác, làm cho nó trở nên hấp dẫn hơn Tuy nhiên, do các tiêu chuẩn chỉ áp dụng trong phạm vi khu vực, khái niệm thông tin di động toàn cầu vẫn chưa thể thực hiện, dẫn đến sự tồn tại của nhiều hệ thống di động 2G, trong đó GSM là hệ thống phổ biến nhất.
I.1.2 Hệ thống thông tin di động 3G theo IMT-2000
Một số yêu cầu chính về IMT 2000 được- ITU đề ra như sau:
Tốc độ truyền dữ liệu cao 144kbps hoặc 384kbps cho vùng phủ rộng ngoài trời và 2Mbps cho vùng phủ hẹp trong nhà
Chất lượng thoại tương đương mạng hữu tuyến
Hỗ trợ cả dịch vụ chuyển mạch kênh và gói, truyền dữ liệu không đối xứng
Có thể cung cấp cả dịch vụ di động và cố định
Có khả năng chuyển vùng quốc gia và quốc tế, hỗ trợ cấu trúc cell nhiều lớp
Cơ cấu tính cước mới theo dung lượng truyền thay cho thời gian như hiện nay
ITU-R đã phát triển bộ chỉ tiêu kỹ thuật IMT 2000 nhằm thiết lập một cơ sở hạ tầng thông tin vô tuyến toàn cầu, bao gồm hệ thống mặt đất, vệ tinh và các phương thức truy cập cố định, di động cho mạng công cộng và cá nhân Để hiểu rõ quá trình chuẩn hóa công nghệ thông tin di động 3G và sau 3G, cần nắm bắt sự phát triển của các công nghệ qua từng giai đoạn Bài viết sẽ tập trung vào sự tiến triển từ 2G lên 3G và sau 3G, phân tích theo hai nhánh chính: cdma2000 và WCDMA, đồng thời cung cấp hình ảnh tóm tắt quá trình phát triển này.
Hình 1.1 Quá trình phát triển lên 3G của 2 nhánh công nghệ chính
Hai phương án chuyển đổi được chú ý nhiều nhất là từ GSM và CDMA IS-95 Các phương án này được tóm tắt và chi tiết hóa trong các hình ảnh sau đây.
Hình 1.2 Tuỳ chọn các phương án chuyển đổi từ GSM và CDMA IS-95.
Nâng cấp từ CDMA IS-95 (cdmaOne) lên 3G
Hệ thống CDMA IS-95 có cấu trúc tương tự như các hệ thống di động khác, bao gồm cả GSM Các đặc điểm chính của hệ thống CDMA IS-95 bao gồm tính năng và khả năng tương thích với các công nghệ di động hiện có.
CDMA IS-95 đã được tối ưu hóa cho thị trường Mỹ nhằm khắc phục những hạn chế của hệ thống AMPS thế hệ đầu Hệ thống hoạt động trên cùng băng tần với AMPS, sử dụng phương pháp song công phân tần FDD với độ rộng kênh 25kHz Băng tần cho đường lên và xuống lần lượt là 869MHz đến 894MHz và 824MHz đến 849MHz Các máy di động hỗ trợ CDMA có thể hoạt động trên các kênh AMPS từ 1013 đến 1023, 1 đến 311, 356 đến 644, 689 đến 694 và 739 đến 777 Kênh CDMA được xác định thông qua tần số và chuỗi mã, với 64 hàm Walsh dùng để phân biệt kênh đường xuống và các tập bù mã PN dài để phân biệt các kênh đường lên.
Bảng 1.1 Đặc tính điều chế và mã hóa của IS -95 CDMA §iÒu chÕ QPSK
Tốc độ dữ liệu chuẩn
1,2288Mcps 9,600 bps tốc độ đủ với RS1 1,25MHz
Chập với mã Viterbi 20-ms
Mã hoá và điều chế kênh đường xuống và đường lên có sự khác biệt quan trọng Tín hiệu hoa tiêu được phát ra trong mỗi cell, giúp máy thu phát vô tuyến di động dễ dàng thâm nhập và duy trì kết nối với tín hiệu đường xuống từ cell.
Các nhà khai thác mạng cdmaOne đang tìm kiếm các khả năng mới trong xử lý dữ liệu để cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng, tận dụng công nghệ hiện tại và tương lai Sự phát triển công nghệ gần đây đã khiến Internet và Intranet trở thành công cụ thiết yếu cho hoạt động kinh doanh hàng ngày Do đó, các doanh nghiệp có xu hướng thiết lập văn phòng vô tuyến để hỗ trợ nhân viên sử dụng thiết bị di động Hơn nữa, phát triển công nghệ cung cấp thông tin trực tiếp đến đầu cuối di động có tiềm năng tạo ra nhiều nguồn doanh thu mới cho các nhà khai thác.
Hình 1.3 Kế hoạch triển khai phát triển mạng cdmaOne
Hướng phát triển theo nhánh WCDMA từ GSM
Nhà khai thác mạng GSM có nhiều lựa chọn để phát triển mạng của mình, trong đó GPRS là bước tiến quan trọng, thay đổi cấu trúc mạng thông tin di động với phần chuyển mạch gói trong mạng lõi IP, giúp cung cấp dịch vụ dữ liệu hiệu quả với tốc độ trung bình Để cung cấp dịch vụ 3G đầy đủ với tốc độ dữ liệu lên đến 2Mbps, việc triển khai hệ thống WCDMA mới là điều cần thiết.
Công nghệ EDGE là lựa chọn tối ưu cho các nhà khai thác GSM, giúp cải thiện việc phát triển mạng di động Với những cải tiến về máy thu phát vô tuyến, EDGE cho phép cung cấp dịch vụ dữ liệu tốc độ cao hơn và tăng dung lượng hệ thống mà không cần thay đổi lớn cấu trúc mạng.
Các mạng WCDMA được phát triển dựa trên thành công của công nghệ GSM, đồng thời tận dụng cơ sở hạ tầng hiện có của các nhà khai thác mạng GSM.
2000 2001 trình phát triển về dịch vụ và mạng là từ mạng GSM hiện nay, qua giai đoạn phát triển GPRS và cuối cùng tiến lên mạng WCDMA
I.3.1 GPRS Điều kiện đặt ra là nhà khai thác đã phải có một mạng GSM rộng khắp Nhu cầu dịch vụ dữ liệu của thuê bao chủ yếu là các dịch vụ dữ liệu tốc động trung bình (tới 115 kbps) Hạ tầng mạng đã triển khai là rất lớn, nhà khai thác muốn tận dụng tối đa hạ tầng hiện có cho dịch vụ dữ liệu
GPRS là hệ thống 2.5G được nâng cấp từ GSM, chủ yếu tập trung vào mạng lõi theo nguyên tắc chuyển mạch gói Hệ thống này cung cấp kết nối dữ liệu chuyển mạch gói đầu cuối đến đầu cuối, với tốc độ tối đa lên đến 171,2 kbps và hỗ trợ các giao thức Internet như TCP/IP và X.25 Mạng truy cập của GSM được giữ nguyên, chỉ cần nâng cấp phần mềm cho BTS và BSC, trong khi MS cần có chức năng GPRS Hệ thống mạng lõi được bổ sung thêm phần chuyển mạch gói với hai nút chính: SGSN và GGSN Qua đó, với nâng cấp tối thiểu, GPRS cung cấp dịch vụ dữ liệu gói cho thuê bao di động, rất phù hợp cho các dịch vụ dữ liệu không đối xứng Các nhà khai thác GSM cần thực hiện các bước cần thiết khi triển khai GPRS.
Bảng 1.2 Th c hi n tri n khai GPRS ự ệ ể h hiệ Mới Mạng lõi chuyển mạch gói(SGSN, GGSN )
Giao diện m i Gb gi a BSC-ớ ữ SGSN Điều chỉnh
Phần c ng và ph n m m BSC, tính cư c ứ ầ ề ớ
Mạng lõi chu ển y mạch kênh (MSC/HLR/AuC)
Giao diện vô tuy n (MS-ế BTS)
Hình 1.4 Triển khai GPRS trên nền mạng GSM
I.3.2 EDGE Để tiếp tục tối ưu hoá hệ thống GSM của mình, nhà khai thác có thể sử dụng công nghệ EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) EDGE là một một bước phát triển cao hơn của GPRS nhằm tiếp cận gần hơn với yêu cầu của 3G, nó có thể triển khai trên phổ tần sẵn có của các nhà khai thác TDMA và GSM So với GPRS, EDGE tập trung vào các cải thiện phần truy nhập vô tuyến bằng cách sử dụng các phương thức điều chế mức cao và một số kỹ thuật mã hoá tiên tiến khác Nhờ vậy tốc độ dữ liệu tối đa của người sử dụng trên một sóng mang 200 kHz có thể đạt được là 473,6 kbps
Thay HW& SW cho GPRS
Um mạng số liệu khác PSTN
Việc quy hoạch mạng vô tuyến sẽ ít bị ảnh hưởng khi triển khai công nghệ EDGE, với việc các BTS vẫn được sử dụng và các nút chuyển mạch gói GPRS không bị ảnh hưởng do chức năng độc lập với tốc độ bit của thuê bao Toàn bộ thay đổi đối với các nút chuyển mạch chỉ cần nâng cấp phần mềm, trong khi thiết kế cũng cho phép đầu cuối EDGE nhỏ gọn và có giá cạnh tranh.
Các kênh truyền dẫn trong EDGE có khả năng hỗ trợ dịch vụ GSM mà không phân biệt giữa EDGE, GPRS hay GSM Các nhà khai thác nên ưu tiên triển khai dịch vụ EDGE tại các khu vực có nhu cầu cao, sau đó mở rộng dần Việc nâng cấp phần cứng BSS theo công nghệ EDGE giúp mở rộng mạng để đáp ứng sự phát triển của thuê bao Khả năng 3G băng rộng có thể được thực hiện từng bước thông qua việc triển khai giao diện vô tuyến mới trên mạng GSM hiện tại, đảm bảo an toàn đầu tư cho nhà khai thác Các nhà khai thác có giấy phép băng tần 2 GHz có thể sớm triển khai IMT-2000 tại các khu vực có nhu cầu lớn về dịch vụ 3G Đầu cuối hai chế độ EDGE/IMT 2000 cho phép thuê bao chuyển vùng và chuyển giao giữa các hệ thống So với việc xây dựng mạng 3G hoàn toàn mới, phát triển dần trên mạng GSM sẽ tiết kiệm thời gian và chi phí hơn Các bước trung gian GPRS và EDGE cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc nâng cấp lên 3G.
Để tăng tốc độ dữ liệu trên giao diện vô tuyến, cần thiết phải thiết kế lại các phương thức truyền dẫn vật lý, khuôn dạng khung và giao thức báo hiệu tại các giao diện mạng khác nhau Việc nâng cấp hệ thống nhằm cải thiện tốc độ dữ liệu trên các giao diện A-bis sẽ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể về tốc độ dữ liệu.
Với các nhà khai thác GSM/GPRS khi triển khai EDGE thực hiện:
Bảng 1.3 Th c hi n tri n khai EDGE ự ệ ể
Thực hiện Mới Điều chế, mã hoá, máy thu phát vô tuy n ế Điều chỉnh
Phần c ng và ph n m m, nâng c p m ng ứ ầ ề ấ ạ lõi gói,
Dùng lại Độ ộ r ng băng sóng mang, qui ho ch ạ mạng vô tuyến
I.3.3 WCDMA Điều kiện trển khai là nhu cầu dịch vụ dữ liệu chiếm phần lớn trong lưu lượng Để triển khai mạng một cách nhanh chóng và hiệu quả, hệ thống phải tương thích ngược với mạng lõi GSM MAP của GSM Chung hệ thống báo - hiệu, đầu cuối di động có thể chuyển vùng với hệ thống GSM hiện có Điều
Nâng cấp HW& SW cho EDGE
Mạng số liệu khác Mạng lõi E- GPRS
Nâng cấp phần mềm choEDGE này đòi hỏi phải có máy cầm tay hai chế độ GSM/GPRS hoặc GSM/GPRS/WCDMA
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) là công nghệ truy nhập vô tuyến của UMTS, hoạt động trên băng tần 5MHz với tốc độ bit 3.84 Mcps và phương thức FDD Công nghệ này hỗ trợ cả dịch vụ chuyển mạch kênh và dịch vụ chuyển mạch gói tốc độ cao, cho phép hoạt động đồng thời của các dịch vụ hỗn hợp một cách hiệu quả Đối với nhà khai thác GPRS hoặc EDGE, việc triển khai WCDMA cần tuân thủ theo tiêu chuẩn R99.
Bảng 1.4 Th c hi n tri n khai WCDMA ự ệ ể
Giao diện vô tuy n WCDMA (UE Node B) ế
Giao diện m ng truy nh p vô tuy n RAN (Iub (Node ạ ậ ế B-RNC) và Iur(RNC RNC))-
Giao diện m ng lõi: Iu (MSC-RNC và SGSN-RNC) ạ Điều chỉnh MSC và SGSN cho giao diện Iu
Nâng cấp m g lõi ạ Dùng lại Mạng lõi chuyển mạch kênh (HLR AuC)-
Mạng lõi chuyển mạch gói (GGSN)
Hình 1.6 Minh hoạ cấu trúc mạng UMTS R99
Chuẩn WCDMA hiện thời sử dụng phương pháp điều chế QPSK, cung cấp tốc độ số liệu đỉnh là 2Mbps với chất lượng truyền tốt trong vùng phủ rộng
WCDMA là công nghệ truyền dẫn vô tuyến tiên tiến, sử dụng mạng truy cập vô tuyến UTRAN, bao gồm các thành phần mạng mới như RNC (Radio Network Controller) và NodeB, là trạm gốc mới trong hệ thống UMTS.
Mạng lõi GPRS/EDGE có khả năng tái sử dụng, và các thiết bị đầu cuối hỗ trợ nhiều chế độ như GSM/GPRS/EDGE và WCDMA đã được xác định rõ Hơn nữa, quá trình chuyển giao và chọn lại cell giữa các hệ thống này đã được thiết lập.
Thêm mới Nâng cấp ph mềm ần
PSTN Nâng cấp phần mềm
Hướng phát triển tiếp theo của WCDMA
Tổ chức 3GPP đã thực hiện chuẩn hóa cho công nghệ WCDMA Đến nay, lộ trình chuẩn hóa các tính năng của mạng di động theo cấu trúc NGN của 3GPP đã được xác định và liệt kê rõ ràng.
Release 99, hoàn thành vào tháng 12/2000, đã đề xuất giải pháp chuyển đổi nhằm tận dụng tối đa hạ tầng GSM và GPRS hiện có Mạng lõi của 3G bao gồm cả phần chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh, cho phép tích hợp phần chuyển mạch kênh của GSM sau khi bổ sung cho 3G Hệ thống mạng lõi với hai nút mới là SGSN và GGSN của GPRS trước đây được sử dụng lại hoàn toàn Do đó, phương án này rất phù hợp cho thị trường có cả dịch vụ yêu cầu chuyển mạch kênh (như thoại, hình) và dịch vụ dữ liệu gói.
Phiên bản 4 đã giới thiệu gói vi GGSN và SGSN với nguyên lý hoạt động mới Trung tâm chuyển mạch di động MSC được chia thành hai phần: phần điều khiển chuyển mạch và phần thực hiện chức năng chuyển mạch đa phương tiện Một bộ điều khiển có khả năng quản lý được nhiều kết nối để tối ưu hóa quá trình chuyển mạch đa phương tiện Việc chuẩn hóa cơ bản đã hoàn tất vào tháng 3 năm 2001.
Release 5 và Release 6 là giải pháp mạng lõi hoàn toàn IP, cho phép truyền tải qua ATM, với vai trò của mạng truy cập vô tuyến chủ yếu là giao diện cho 3G Mạng lõi IP tương thích với nhiều công nghệ truy cập vô tuyến như WCDMA, cdma2000, và EDGE Hệ thống không còn phụ thuộc vào chuyển mạch kênh, và thoại được truyền qua IP Công nghệ này phụ thuộc vào sự phát triển của VoIP và cấu trúc NGN với IMS Các server cuộc gọi đa phương tiện sử dụng giao thức SIP, và việc chuẩn hóa cơ bản đã hoàn thành vào giữa năm 2002 Release 5 chuẩn hóa công nghệ HSDPA cho mạng WCDMA, cho phép tốc độ download đạt 14,4 kbps, trong khi Release 6 giới thiệu HSUPA cho dữ liệu đường lên.
• Release 7, Release : Giớ 8 i thi u HSPA +,ệ áp dụng công nghệ MIMO, nâng cao tốc đ ộ download và upload.
Lộ trình chuẩn hóa IMS của 3GPP cho thấy HSDPA đã bắt đầu được chuẩn hóa từ phiên bản Release 5, hoàn thành vào giữa năm 2002 Tính đến thời điểm hiện tại, đã có tổng cộng 4 phiên bản được chuẩn hóa kể từ Release 5.
Phiên bản Release 6 của 3GPP giới thiệu HSUPA và bổ sung một số tính năng dịch vụ IMS, đồng thời hoàn thiện các tính năng về cước và chất lượng dịch vụ từ phiên bản Release 5 Các kết quả chuẩn hóa IMS trong Release 6 đã được chuyển giao cho ETSI TISPAN để chuẩn hóa phiên bản NGN R1 Đặc trưng nổi bật của phiên bản Release 7 là chuẩn hóa tính năng hỗ trợ truy cập mạng băng rộng cố định.
Từ tháng 6 năm 2007, ETSI TISPAN đã chuyển giao các yêu cầu về cấu trúc IMS cố định cho 3GPP nhằm chuẩn hóa một lõi IMS chung Việc này giúp giảm thiểu sự khác biệt giữa các chuẩn IMS di động và IMS cố định Cấu trúc IMS chung đã được chuẩn hóa trong các phiên bản bắt đầu từ Release 8 của 3GPP.
Bảng 1.5 Tóm tắt tiến trình phát triển các chuẩn của 3GPP
Hình 1.7 Minh họa lộ trình phát triển cho các hệ thống của 3GPP
Bảng 1.5 Tiến trình phát triển các chuẩn của 3GPP
Phiên bản Thời điểm hoàn tất Tính năng chính / Thông tin
Release 99 Quí 1/2000 Giới thiệu UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) và WCDMA (Wideband CDMA) Release 4 Quí 2/2001 Bổ sung một số tính năng như mạng lõi dựa trên IP và có những cải tiến cho UMTS Release 5 Quí 1/2002 Giới thiệu IMS (IP Multimedia Subsystems) và HSDPA (High-Speed
Kết hợp với Wireless LAN, thêm HSUPA (High-Speed Upload Packet Access) và các tính năng nâng cao cho IMS như Push to Talk over Cellular (PoC)
Release 7 Quí 4/2007 Tập trung giảm độ trễ, cải thiện chất lượng dịch vụ và các ứng dụng thời gian thực như VoIP Phiên bản này cũng tập trung vào HSPA+ (High Speeed Packet Evolution) và EDGE Evolution
Giới thiệu LTE và kiến trúc lại UMTS như là mạng IP thế hệ thứ tư hoàn toàn dựa trên IP
Hình 1.7 Lộ trình phát triển cho các hệ thống của 3GPP
HSDPA, được mô tả trong Release 5 của 3GPP, là công nghệ đa phương tiện với tốc độ tải xuống lên đến 14,4 Mbps Nó áp dụng nhiều kỹ thuật tiên tiến như mã hóa và điều chỉnh kênh, cũng như giao thức ARQ lai để cải thiện hiệu suất truyền tải dữ liệu Các đặc điểm chi tiết của HSDPA sẽ được trình bày ở các phần sau.
Công nghệ HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) là một cải tiến quan trọng trong mạng UMTS, giúp tăng tốc độ truyền tải dữ liệu lên cao, từ 729,6 Kbps lên tới 5,76 Mbps, đồng thời cải thiện khả năng và giảm độ trễ trong quá trình truyền tải gói dữ liệu.
HSDPA mang lại nhiều lợi ích cho đường xuống, là yếu tố chính trong việc truyền tải dữ liệu 3G Trong Release 6, cải tiến cho đường lên, được gọi là HSUPA, sẽ được giới thiệu HSUPA sử dụng các đặc điểm chính tương tự như HSDPA, bao gồm HARQ, TTI ngắn và lịch biểu nút B Các thử nghiệm cho thấy HSUPA mang lại hiệu suất tốt hơn trong việc nâng cao tốc độ truyền tải dữ liệu lên.
Cải thiện 50 70% thông lượng sector đường lên -
HSPA+ (HSPA Evolved) được phát triển nhằm tối ưu hóa hiệu suất băng rộng di động và cung cấp đa dạng dịch vụ Công nghệ này mang lại tốc độ dữ liệu cao hơn, thời gian chờ và phản hồi nhanh hơn, cùng với tuổi thọ pin dài hơn, đảm bảo kết nối liên tục so với các mạng di động thế hệ hiện tại.
Tiến hóa mới nhất của công nghệ WCDMA, HSPA+ Release 7, sẽ cung cấp tốc độ truyền dữ liệu lên đến 42Mbps trên đường truyền xuôi, và đến
HSPA+ cho phép truyền dữ liệu với tốc độ 23Mbps trên đường truyền ngược nhờ vào việc sử dụng nhiều kỹ thuật tiên tiến và nhiều kênh Công nghệ này tương thích ngược với các thế hệ trước của WCDMA mà không cần băng tần mới để triển khai Các nhà khai thác có thể nâng cấp tài nguyên mạng và băng tần hiện có để cung cấp băng thông và năng suất di động thế hệ tiếp theo.
4.4 3G- LTE
Cụm từ 3GPP LTE (The Third Generation Partnership Project Long Term Evolution) đề cập đến một công nghệ di động mới đang được 3GPP phát triển và chuẩn hóa từ cuối năm 2004, nhằm duy trì tính cạnh tranh của mạng 3G trong 10 năm tới Mặc dù 3GPP đã phát triển HSDPA và HSUPA để tăng dung lượng truyền lên khoảng 14.4 Mbps, nhưng công nghệ 3G HSPA vẫn không đủ khả năng cung cấp các dịch vụ như Video và TV Để đối phó với sự cạnh tranh từ IEEE 802.16e (WiMAX) với tốc độ hứa hẹn đạt khoảng 70 Mbps, 3GPP buộc phải phát triển 3G LTE để giữ vững vị thế trên thị trường.
Hình 1.8 Kiến trúc mạng của 3GPP LTE Đăc điểm nổi bật mà 3G LTE mang lại :
Dung lượng truyền trên kênh downlink có thể đạ t 100 Mbps và trên kênh uplink có thể đạt 50 Mbps
Tăng tốc đ truy n trên cả user + control planes ộ ề
S ẽ không còn circuit mode Tất cả ẽ ựa trên IP packet VoIP ẽ dùng - s d s cho dich vụ tho i ạ
Kiến trúc mạng 4G LTE đơn giản hơn so với mạng 3G hiện tại, nhưng vẫn có khả năng tích hợp dễ dàng với mạng 3G và 2G hiện có Điều này rất quan trọng cho các nhà cung cấp dịch vụ mạng, giúp họ triển khai 3G LTE mà không cần thay đổi toàn bộ cơ sở hạ tầng mạng đã có.
OFDMA và MIMO được sự ụng trong 3G LTE thay vì d CDMA như trong 3G.
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ HSDPA (HIGH–SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS)
Giới thiệu công nghệ truy nhập gói đường xuống tốc độ cao
HSDPA là một công nghệ trong Phiên bản 5 của 3GPP, giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu tối đa và nâng cao chất lượng dịch vụ QoS Công nghệ này cải thiện hiệu quả sử dụng phổ tần đường xuống không đối xứng, đáp ứng nhu cầu gia tăng các dịch vụ dữ liệu gói HSDPA có khả năng cùng tồn tại với hệ thống truyền dẫn phiên bản 99 WCDMA, cho phép tích hợp dễ dàng và tiết kiệm chi phí vào mạng WCDMA hiện tại HSDPA được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng dịch vụ dữ liệu.
Dịch vụ cơ bản: tải tệp, phân phối email.
Dịch vụ tương tác: trình duyệt web, truy nhập server, truy tìm và phục hồi cơ sở d ữ liệu.
Dịch vụ Streaming : dịch vụ audio/video…
Hình 2.1 Hiệu quả phổ HSDPA
Hình 2.2 Độ trễ tín hiệu trên đường truyền đối với các công nghệ khác nhau Các khía cạnh kỹ thuật trong nội dung HSDPA bao gồm:
Mã hoá và điều chế thích nghi AMC (Adaptive Modulation and Coding)
Yêu cầ ặ ạ ự độu l p l i t ng h n h p nhanh H-ARQ (Fast Hybrid Automatic ỗ ợ Repeat Request)
Trình tự nhanh và h p lý t i Node B ợ ạ
Lựa chọn vị trí ô tế bào nhanh FCSS (Fast Cell Site Selection)
Khoảng th i gian truy n d n ng n TTI (Short Transmission Time ờ ề ẫ ắ Interval)
Mục đích của HSDPA là cung cấp truy cập gói đường xuống tốc độ cao thông qua kênh chia sẻ đường xuống HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel), đồng thời hỗ trợ thoại trên kênh DCH (Dedicated Channel) và dữ liệu tốc độ cao trên cùng một sóng mang Nguyên lý hoạt động của HSDPA được minh họa trong hình.
Hình 2.3 Mô tả đơn giản nguyên lý hoạt động của HSDPA
Node B truyền dữ liệu mà người dùng yêu cầu xuống cho UE (User
Thiết bị qua kênh HS DSCH cho phép UE nhận các khối dữ liệu và kiểm tra chất lượng của chúng, xác định xem có lỗi hoặc thiếu sót nào không Sau đó, UE gửi tín hiệu phản hồi về việc nhận dữ liệu cho Node B Tại Node B, nhờ vào định trình nhanh và thông tin về chất lượng kênh cũng như yêu cầu chất lượng dịch vụ, cùng với các kỹ thuật như điều chế và mã hóa thích ứng, quá trình phát và phát lại dữ liệu khi có lỗi diễn ra một cách nhanh chóng.
Chất lượng kênh đường xuống cho từng người dùng độc lập được xác định qua tỷ lệ công suất ký hiệu trên tạp âm (Es/No) và hiệu suất của bộ tách UE Node B ước lượng tốc độ dữ liệu cho mỗi UE bằng cách giám sát các lệnh điều khiển công suất phát (TCP) qua kênh dành riêng (DCH) UE cũng được yêu cầu phát giá trị chỉ thị chất lượng kênh (CQI) trên kênh điều khiển vật lý tốc độ cao (HS-DPCCH), kênh này còn mang thông tin báo hiệu chấp nhận/không chấp nhận (ACK/NACK) cho mỗi liên kết Sau khi ước tính chất lượng kênh, hệ thống chia sẻ tài nguyên mã và công suất HS-DSCH giữa các người dùng khác nhau Lớp điều khiển truy nhập môi trường MAC tại Node B cho phép truy cập nhanh hơn vào các giá trị đo lường tuyến kết nối, định trình gói hiệu quả hơn và điều khiển chất lượng tốt hơn Kênh HS-DSCH hỗ trợ tốc độ dữ liệu đỉnh từ 120Kbps tới hơn 10 Mbps nhờ vào kỹ thuật mã hóa Turbo tốc độ thay đổi, điều chế 16QAM và hoạt động đa mã mở rộng.
II.1.2 Những cải tiến quan trọng của HSDPA so với WCDMA
Hình mô tả các tính năng cơ bản của HS DSCH của HSDPA được bổ - sung hay bị loại đi một số tính năng so với công nghệ WCDMA
HSDPA tích hợp các kỹ thuật tiên tiến như điều chế và mã hóa thích ứng (AMC), yêu cầu phát lại tự động nhanh (HARQ), định trình nhanh và thời gian phát truyền dẫn ngắn (TTI), nhằm nâng cao hiệu suất truyền dữ liệu.
Công nghệ WCDMA đã chuyển mình với kênh truyền tải mới, loại bỏ hai tính năng quan trọng là điều khiển công suất vòng kín và hệ số trải phổ biến thiên Sự khác biệt này đã mang lại tốc độ dữ liệu đường xuống vượt trội hơn hẳn so với WCDMA truyền thống.
Các kỹ thuật được sử dụng trong WCDMA/
Các kỹ thuật không còn được sử dụng trong
Chuyển giao mềm Điều khiển công suất
Công nghệ WCDMA cơ bản
Kỹ thuật được cải tiến trong
Chế độ hoạt động nhiều mã
HSDPA và WCDMA có sự khác biệt trong cơ chế điều khiển công suất Trong WCDMA, việc điều chỉnh công suất nhanh giúp duy trì chất lượng tín hiệu (Eb/No) nhưng lại tạo ra đỉnh công suất phát cao và làm tăng nhiễu đa truy cập, dẫn đến giảm dung lượng mạng Hơn nữa, điều này yêu cầu một mức dự trữ công suất nhất định từ Node B để ứng phó với biến đổi Ngược lại, HSDPA không sử dụng điều khiển công suất, giúp loại bỏ các hiệu ứng tăng công suất và nhu cầu dự trữ, nhưng cần áp dụng các kỹ thuật thích ứng liên kết khác để theo kịp biến thiên của kênh truyền vô tuyến.
Một trong những kỹ thuật thích ứng liên kết quan trọng là điều chế và mã hóa thích ứng (AMC) Kỹ thuật AMC cho phép điều chế và tỷ lệ mã hóa được điều chỉnh liên tục dựa trên chất lượng kênh, thay vì chỉ điều chỉnh công suất Trong quá trình thích ứng liên kết, việc sử dụng nhiều mã Walsh cũng đóng vai trò quan trọng Sự kết hợp giữa hai kỹ thuật này đã hoàn toàn thay thế phương pháp hệ số trải phổ biến thiên trong truyền dẫn vô tuyến tốc độ cao.
HSDPA không còn sử dụng điều khiển công suất vòng kín, mà thay vào đó tối thiểu hóa sự thay đổi chất lượng kênh vô tuyến trong mỗi khoảng thời gian TTI bằng cách giảm độ rộng TTI từ 10 ms ở WCDMA xuống còn 2 ms Kỹ thuật HAQR nhanh được bổ sung cho phép phát lại nhanh chóng các block dữ liệu bị mất hoặc lỗi, kết hợp thông tin "mềm" từ lần phát đầu tiên với các lần phát lại Để thu thập thông tin chất lượng kênh hiện tại, các kỹ thuật thích ứng liên kết và định trình gói theo dõi điều kiện vô tuyến của thuê bao di động liên tục, với chức năng AMC giám sát kênh HS DSCH từ RNC đến Node B Thông tin chất lượng kênh nhanh cho phép Bộ định trình gói phục vụ người dùng khi điều kiện phù hợp Quá trình định trình gói nhanh và tính chia sẻ theo thời gian của kênh HS DSCH có thể xem như phân tập lựa chọn đa người sử dụng, mang lại lợi ích lớn cho việc cải thiện thông lượng của cell Việc chuyển chức năng lập dịch đến Node B là một thay đổi quan trọng trong kiến trúc so với phiên bản Release 99.
II.1.3 Cấu trúc phân lớp HSDPA
II.1.3.1 Giao diện vô tuyến của kênh truyền tải HS-DSCH
Kênh HS DSCH khác biệt so với các kênh truyền tải theo Release 99 khi kết thúc tại Node B thay vì RNC Để điều khiển kênh HS DSCH, lớp MAC (gọi là MAC hs) quản lý tài nguyên ngay tại Node B, cho phép nhận thông tin về chất lượng kênh hiện tại, từ đó giám sát chất lượng tín hiệu cho các thuê bao tốc độ thấp một cách liên tục Vị trí của MAC-hs tại Node B cũng hỗ trợ kích hoạt giao thức HARQ từ lớp vật lý, giúp quá trình phát triển lại diễn ra nhanh chóng hơn.
Hình 2.5 Kiến trúc giao thức giao diện vô tuyến của kênh truyền tải HS-
Lớp MAC-hs trong hệ thống DSCH đảm nhiệm quản lý chức năng HARQ cho từng người dùng, phân phối tài nguyên HS-DSCH dựa trên ưu tiên của các MAC-d, ví dụ như thích ứng liên kết Các lớp giao diện vô tuyến trên MAC vẫn giữ nguyên so với kiến trúc Release 99, do HSDPA chỉ tập trung vào việc cải thiện truyền tải các kênh logic.
MAC-hs lưu trữ dữ liệu của người dùng qua giao diện vô tuyến, tạo ra thách thức trong việc tối ưu hóa dung lượng bộ nhớ đệm của Node B Việc chuyển hàng đợi dữ liệu đến Node B đòi hỏi một cơ chế điều khiển luồng, gọi là HS-DSCH Frame protocol, để duy trì bộ nhớ đệm tại Node B luôn đầy.
HS-DSCH không hỗ trợ chuyển giao mềm do sự phức tạp trong việc đồng bộ hóa quá trình phát từ các cell khác nhau Tuy nhiên, HS-DSCH có khả năng hỗ trợ tùy chọn phủ toàn bộ hoặc phủ một phần cell.
II.1.3.2 Cấu trúc kênh mới trong HSDPA
Trong hệ thống truy nhập vô tuyến WCDMA, kênh DSCH đóng vai trò quan trọng trong việc truyền lưu lượng gói lớn ở đường xuống Kênh này cho phép nhiều người sử dụng chia sẻ tài nguyên nguyên mã qua phương thức ghép thời gian, giúp cải thiện dung lượng và giảm thiểu tình trạng thiếu hụt mã định kênh Khái niệm HSDPA giới thiệu kênh HSDPA như một sự phát triển của kênh DSCH Ngoài ra, một số kênh vật lý mới cũng được giới thiệu, bao gồm kênh chia sẻ đường xuống vật lý tốc độ cao (HS PDSCH) và kênh điều khiển vật lý tốc độ cao (HS-DPCCH).
HS-PDSCH là kênh chia sẻ thời gian và mã giữa người dùng kết nối với Node B, cho phép phát các kênh logic Kỹ thuật này hỗ trợ kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao HS-DSCH và kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao HS-SCCH.
Các tính năng tiên tiến trong công nghệ HSDPA
II.2.1 Kỹ thuật điều chế và mã hoá thích ứng AMC
HSDPA áp dụng các kỹ thuật thích ứng để thay thế các phương pháp điều khiển công suất và hệ số trải phổ biến thiên trong hệ thống WCDMA Để xử lý dải động của Eb/No tại đầu cuối UE, HSDPA điều chỉnh quá trình điều chế, tỷ lệ mã hóa và số mã định kênh theo các điều kiện vô tuyến hiện tại Sự kết hợp của hai kỹ thuật này được gọi là Điều chế và Mã hóa Thích ứng (AMC).
HSDPA kết hợp với phương thức điều chế 16QAM nhằm tăng tốc độ dữ liệu đỉnh cho người dùng trong điều kiện vô tuyến tốt QPSK là phương thức điều chế bắt buộc cho thông tin di động, trong khi 16QAM là tùy chọn cho mạng và thiết bị người dùng (UE) Việc sử dụng đồng thời cả hai phương thức này, đặc biệt là 16QAM, đặt ra thách thức cho độ phức tạp của bộ thu đầu cuối, yêu cầu xác định biên độ của các ký hiệu nhận được, trong khi QPSK chỉ cần tách pha tín hiệu Bộ mã hoá turbo dựa trên Release 99 với tỉ lệ mã hoá 1/3 có thể tạo ra nhiều tỉ lệ mã hiệu quả khác nhau từ 1/6 đến 1/1 thông qua các kỹ thuật ghép, chích và lặp mã, dẫn đến dải tỉ lệ mã lên tới 64 giá trị khác nhau.
Lược đồ Mã hoá và Điều chế (MCS - Modulation and Coding Scheme) là sự kết hợp giữa một kiểu điều chế và một tỉ lệ mã Bảng 2.1 trình bày một số tập MCS phổ biến được áp dụng cho HSDPA, cùng với tốc độ dữ liệu đỉnh tương ứng cho từng MCS.
Ngoài kỹ thuật AMC, phát đa mã là một công cụ thích ứng liên kết hữu ích Khi người dùng có điều kiện kênh vô tuyến tốt, Node B có thể tận dụng điều này bằng cách phát nhiều mã song song, từ đó đạt được thông lượng dữ liệu đỉnh cao Ví dụ, với MCS 5 và một bộ
15 đa mã, có thể đạt được tốc độ dữ liệu đỉnh tối đa lên tới 10,8 Mbps
Kỹ thuật phát đa mã giúp tăng cường dải động của AMC lên khoảng 10.log15 (12 dBs), trong khi dải động thích ứng liên kết kết hợp với phát đa mã có thể đạt tới 30 dB Điều này cho thấy dải động của kỹ thuật hệ số trải phổ biến thiên trong WCDMA chỉ khoảng 20 dB, thấp hơn đáng kể so với các phương pháp khác.
10 dB so với dải động thích ứng liên kết trong HSDPA
Bảng 2.1 Ví dụ về MC của HSDPA và tốc độ bit tối đa khả dụng với mỗi S mã
Hình 2.9 Ưu thế của định trì nhở Node B
Đối với mỗi TTI, bộ định trình quyết định người sử dụng HS-ì DSCH cần được phát triển, yêu cầu áp dụng kỹ thuật thích ứng liên kết, lựa chọn loại điều chế và xác định số lượng mã một cách hợp lý.
Bộ định trì nh đóng vai trò quan trọng trong HSDPA, xác định điểm cuối phát sóng của HS DSCH cho mỗi TTI, cùng với AMC tại tốc độ dữ liệu Khác với các kênh Phiên bản 99, việc định trình được thực hiện tại nút B, mang lại lợi ích đáng kể Hình 2.10 minh họa ưu điểm của định trình tại Node B, cho phép thời gian phát lại nhanh chóng nhờ vào TTI ngắn (2ms) và phản hồi CQI Điều này giúp định trình nhanh kênh UE và thích ứng với tốc độ dữ liệu một cách hiệu quả Các thuật toán định trì như RR (Round Robin), C/I (Maximum Carrier to Interference) và PF (Proportional Fair) có thể được áp dụng để tối ưu hóa quá trình này.
Hệ thống truyền dữ liệu đến các người dùng với điều kiện vô tuyến sử dụng định trình RR theo phương pháp First In First Out (FIFO), đảm bảo độ chính xác cao giữa các người sử dụng Tuy nhiên, phương pháp này tốn kém về thông lượng hoạt động của hệ thống, dẫn đến hiệu quả sử dụng phổ chưa cao, khi một số người dùng vẫn có thể được phục vụ ngay cả khi họ đang nhận tín hiệu yếu.
Sắp xếp tỷ lệ PF đúng cách giúp cân bằng hiệu quả giữa tỷ lệ RR và C/I Bộ định trình PF mang đến cho người dùng chất lượng kênh quan hệ tối ưu nhất.
Trong thuật toán phân bổ tài nguyên, Pi(t) thể hiện ưu tiên người dùng, trong khi Ri(t) là tốc độ dữ liệu tức thời mà người dùng i nhận được khi được phục vụ Thông lượng người dùng λi đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng dịch vụ Thuật toán này tối ưu hóa phục vụ người dùng dựa trên điều kiện kênh vô tuyến tức thời, mang lại lợi ích cho sự thay đổi nhanh chóng của kênh Phương pháp PF phân bổ tài nguyên theo tỷ lệ giữa tốc độ dữ liệu tức thời và tốc độ dữ liệu phục vụ trung bình, đảm bảo mọi người dùng có cơ hội được phục vụ công bằng, bất chấp sự khác biệt về chất lượng kênh Sự sắp xếp này tạo ra sự cân bằng giữa thông lượng hệ thống và tỷ lệ hợp lý, đồng thời thiết lập các chất lượng dịch vụ với những ràng buộc mới cho bộ định trình.
II.2.3 Phát lại nhanh HARQ
HSDPA tích hợp chặt chẽ với chức năng phát lại ở lớp vật lý, giúp cải thiện chất lượng dịch vụ và tăng khả năng chống lỗi liên kết Chức năng HARQ được thực hiện tại thực thể MAC-hs của Node B, cho phép quá trình phát lại các khối nguyên truyền tải diễn ra nhanh hơn so với phát lại ở lớp RLC, do không có sự tham gia của RNC hoặc Iub.
Hình 2.11 H oạt động của giao thức SAW
Giao thức phát lại trong HSDPA được chọn là Dừng và Chờ (SAW - Stop And Wait) nhờ vào sự đơn giản của nó đối với ARQ Trong SAW, bộ phát sẽ phát Block truyền tải cho đến khi nhận được tín hiệu thành công trước khi bắt đầu phát Block tiếp theo Điều này có thể dẫn đến việc phát liên tục tới một UE, với các tiến trình khác nhau diễn ra trong các TTI riêng biệt Mỗi UE có thể tối đa 8 tiến trình SAW-ARQ Theo ước lượng RTT lớp 1, độ trễ giữa lần phát đầu tiên và lần phát lại khoảng 12 ms, yêu cầu 6 tiến trình SAW để phát liên tục tới một UE Giao thức SAW hoạt động dựa trên sự không đồng bộ đường xuống và đồng bộ đường lên, trong đó HS SCCH phải xác định tiến trình HARQ đang phát trên kênh HS DSCH ở đường xuống, và các xác nhận tiến trình SAW liên quan đến việc định thời ở đường lên Hình 2.11 minh họa một ví dụ với N kênh giao thức SAW phát một chuỗi các gói P1, P2,…, P6.
Kỹ thuật HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) khác biệt với kỹ thuật phát lại trong WCDMA, vì bộ giải mã UE kết hợp thông tin "mềm" từ nhiều lần phát lại của cùng một Block ở cấp độ bit Kỹ thuật này yêu cầu UE phải mở rộng dung lượng bộ nhớ để lưu trữ thông tin "mềm" từ những lần phát không thành công Các phương pháp HARQ bao gồm nhiều cách tiếp cận khác nhau nhằm tối ưu hóa quá trình truyền tải dữ liệu.
Kết hợp khuôn (CC: Chase Combining) là một phương pháp trong đó mỗi lần phát lại chỉ đơn giản là sự áp dụng lại của tín hiệu mã được sử dụng trong lần phát đầu tiên Khi thực hiện phát lại, máy thu sẽ thu thập tín hiệu gốc và tín hiệu phát lại để giải mã dữ liệu gói một cách hiệu quả.
Cấu trúc lớp vật lý HSDPA
HSDPA hoạt động tương tự như DSCH với DCH, cho phép tải các dịch vụ yêu cầu độ trễ thấp như thoại AMR Để triển khai HSDPA, ba kênh mới đã được giới thiệu trong lớp vật lý.
HS-DSCH tải dữ liệu của đ i tư ng sử ụng trong hướng xuống với tốc ố ợ d độ đỉ nh lên t i d i 10 Mbps (đi u ch ớ ả ề ế16 QAM)
Kênh điều khiển chung tốc độ cao (HS SCCH) chịu trách nhiệm tải thông tin điều khiển lớp vật lý, giải mã dữ liệu trên kênh HS DSCH và thực hiện tổ hợp lớp vật lý cho dữ liệu được gửi đi trên HS-DSCH, đặc biệt trong trường hợp truyền dẫn lại gói bị lỗi.
Kênh điều khiển lớp vật lý tốc độ cao hướng lên (HS-DPCCH) được thiết kế để tải thông tin điều khiển cần thiết cho hướng lên, bao gồm cả công nhận ARQ với hai phương thức là công nhận âm và công nhận dương, cùng với thông tin hồi tiếp chất lượng hướng xuống.
II.3.1 Kênh chung đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH)
HS-DSCH có những đặc điểm xác định, cho phép so sánh với các kênh Phiên bản 99 hiện có Thời gian truyền (TTI) hay Chu kỳ chèn được xác định là 2 ms (
Trong Phiên bản 99, thời gian phiên có thể là 10, 20, 40 hoặc 80 ms, kết hợp với biểu đồ điều chế bậc cao 16 QAM và vòng dư giải mã thấp hơn, giúp tăng tốc độ dữ liệu đỉnh tức thời SF luôn cố định ở mức 16 và có thể thay thế bằng truyền dẫn đa mã ghép mã cho các đối tượng sử dụng khác nhau Số lượng mã tối đa có thể ấn định là 15, tùy thuộc vào dung lượng kết cuối (UE), với các đầu cuối riêng lẻ có thể nhận tối đa 5, 10 hoặc 15 mã Tổng số mã kênh với hệ số trải 16 là 16, nhưng do cần không gian mã cho các kênh chung HS-SCCH và kênh kết hợp DCH, số lượng mã tối đa được giới hạn ở 15.
Hình 2.16 Ví dụ ghép mã hai đối tượng sử dụng
Trong một kịch bản đơn giản được minh họa, hai đối tượng cùng sử dụng HS DSCH Cả hai đối tượng kiểm tra thông tin từ HS-SCCH để xác định mã HS DSCH cần thiết cho việc giải mã và các tham số khác để sửa lỗi.
II.3.1.1 Điều chế HS -DSCH Điều chế 16 QAM được đề cập ở đây ngoài điều chế QPSK trong Phiên bản 99 Trong giai đoạn nghiên cứu khả thi, 8 PSK và 64 QAM cũng đã được cân nhắc nhưng những biểu đồ này đã bị loại vì lý do phức tạp và chất lượng Hình 2.17 là ví dụ 16 QAM cùng biểu đồ chùm sao có tốc độ dữ liệu đỉnh gấp đôi so với QPSK và có thể lên tới tốc độ dữ liệu đỉnh 10 Mbps với 15 mã SF
Hình 2.17 Các chùm sao 16 QAM và QPSK
Việc sử dụng điều chế bậc cao trong môi trường vô tuyến di động có giá trị nhất định Đối với kênh Phiên bản 99, chỉ cần một tham số ước lượng pha để giải điều chế Khi áp dụng 16 QAM, ước lượng biên độ giúp tách các điểm chùm sao Thông tin pha chính xác rất quan trọng, đặc biệt khi các điểm chùm sao có mức khác pha nhỏ hơn so với QPSK Cuối cùng, HS-DSCH cần ước lượng tỷ lệ biên độ tương đối giữa mức công suất DSCH và mức công suất pilot, yêu cầu Node B không điều chỉnh mức công suất HS-DSCH giữa các khe.
16 QAM trong khung cho thấy rằng khi chất lượng tín hiệu giảm, giá trị hợp thức của ước lượng biên độ từ Kênh Pilot chung (CPICH) cũng bị ảnh hưởng Đồng thời, chênh lệch công suất ước lượng giữa CPICH và HS DSCH không còn giữ giá trị hợp thức, dẫn đến sự suy giảm trong hiệu suất truyền tải.
II.3.1.2 Mã hoá kênh HS-DSCH
Mã hoá kênh HS-DSCH có một số điểm đơn giản hơn so với Phiên bản
99 Chỉ có duy nhất một kênh tải được kích hoạt trong HS DSCH, các khối - liên quan đến ghép kênh cho cùng các đối tượng sử dụng được loại ra Ngoài ra, chỉ chèn các khoảng có một chu kỳ đơn 2 ms và không có phân chia chèn nội khung hoặc liên khung Cuối cùng, mã Turbo là mã duy nhất được sử dụng Tuy nhiên bằng cách thay đổi kích cỡ khối tải, biểu đồ điều chế và số lượng đa mã, ta có thể có các tỷ lệ mã hiệu quả khác ngoài tỷ lệ 1/3 Với cách này ta có thể có các tỷ lệ mã trong dải 0,15 đến 0,98 Bằng cách thay đổi tỷ lệ mã, số lượng bit mỗi mã có thể tăng thêm trong khi độ lợi mã giảm Sự khác nhau cơ bản là việc bổ sung chức năng HARQ như trong Hình 2.18 Khi sử dụng QPSK, ta phải sử dụng bộ chèn kênh Phiên bản 99 và khi sử dụng 16 QAM ta phải sử dụng hai bộ chèn kênh song song Như đã đề cập ở trên, HSDPA Node B chịu trách nhiệm lựa chọn dạng xắp xếp tải phù hợp theo điều chế và số lượng mã trên cơ sở thông tin đã có tại bộ hoạch định Node B
Hình 2.18 Chuỗi mã kênh HS-DSCH
Hình 2.19 Nguyên tắc chức năng HARQ
Các yêu cầu mặc định của bộ nhớ đầu cuối được thiết lập dựa trên tổ hợp mềm và tốc độ dữ liệu tối đa Ở mức tốc độ dữ liệu lớn nhất, chỉ có thể sử dụng tổ hợp mềm, trong khi ở các tốc độ dữ liệu thấp hơn, có thể áp dụng vòng dư tăng.
Trong hệ thống 16 QAM, các bit được ánh xạ vào các ký tự có độ tin cậy khác nhau Để cải thiện chất lượng kết nối trong các tình huống có xử lý ARQ, phương pháp Bố trí lại chùm sao được áp dụng Phương pháp này cho phép các truyền dẫn lại sử dụng các ánh xạ khác nhau cho các bit vào các ký tự 16 QAM, từ đó nâng cao độ tin cậy của tín hiệu.
II.3.1.3 HS-DSCH so với các dạng kênh đườ ng xuống khác đối với dữ liệu gói
So sánh các dạng kênh khác nhau tập trung vào các thuộc tính cơ bản của lớp vật lý cho thấy rằng, ngoại trừ DCH, dữ liệu gói không hoạt động trong môi trường chuyển giao mềm Hơn nữa, hoạt động HARQ với HS-DSCH sẽ được triển khai ở mức RLC khi các bộ định thời ARQ lớp vật lý hoặc số lượng truyền lại bị vượt quá.
Bảng So sánh các dạng kênh khác nhau
Tham số kênh HS-DSCH cố định, 16
DSCH thay đổi (256-4) từng khung
DCH hướng xuống cố định
FACH cố định (256-4) Điều chế QPSK/16
QPSK QPSK QPSK Điều khiển công suất
Cố định/chậm Nhanh, dựa trên DCH kết hợp
HARQ Tổ hợp gói tại
Mức RLC Mức RLC Mức RLC
Kỹ thuật mã hoá kênh
Mã Turbo 2ms Mã xoắn và
Mã xoắn và Turbo 10-80 ms
Mã xoắn và Turbo 10-80 ms
Chuyển giao mềm Đối với DCH kết hợp Đối với DCH kết hợp
Tiêu chuẩn Phiên bản 5 Phiên bản 99 Phiên bản 99 Phiên bản 99
II.3.2 Kênh điều khiển chung tốc độ cao (HS-SCCH)
Kênh điều khiển chung tốc độ cao HS-SCCH tải thông tin cần thiết để giải điều chế HS-DSCH UTRAN cần ấn định số lượng kênh HS-SCCH tương ứng với số lượng tối đa các đối tượng sử dụng sẽ được ghép mã Nếu không có dữ liệu trên kênh HS-DSCH, kênh HS-SCCH sẽ không cần phát Mặc dù có thể ấn định nhiều kênh HS-SCCH từ phía mạng, mỗi đầu cuối chỉ xem xét tối đa 4 kênh tại một thời điểm.
Dung lượng đầu cuối HSDPA và các tốc độ dữ liệu đạt được
HSDPA có 12 loại khác nhau cho các đầu cuối Phiên bản 5, với tốc độ tối đa từ 0.9 đến 14.4 Mbps Dung lượng HSDPA độc lập với các dung lượng dựa trên Phiên bản 99, tuy nhiên, nếu HS-DSCH đã được cấu hình cho đầu cuối, dung lượng DCH trong hướng xuống sẽ bị giới hạn theo giá trị quy định của đầu cuối Một đầu cuối có thể chỉ sử dụng dung lượng DCH 32.
64, 128 hoặc 384 kbps như đã được đề cập ở phần trước
Bảng 2.3 trình bày các cấp dung lượng đầu cuối, trong đó mười loại đầu cuối HS DPA đầu tiên yêu cầu hỗ trợ 16 QAM, trong khi hai loại cuối 11 và 12 chỉ hỗ trợ điều chế QPSK Sự khác biệt giữa các lớp này nằm ở số lượng tối đa các mã song song cần hỗ trợ và yêu cầu thu TTI.
Lớp HSPDA cao nhất hỗ trợ tốc độ lên đến 10 Mbps, bên cạnh các giá trị trong Bảng 2.3, còn có dung lượng bộ đệm mềm với hai nguyên tắc xác định Các chỉ tiêu này là giá trị tuyệt đối, với giá trị cao hơn cho phép hỗ trợ vòng dư tăng tại tốc độ dữ liệu cực đại, trong khi giá trị thấp hơn chỉ cho phép tổ hợp mềm tại tốc độ đầy đủ Khi quyết định áp dụng vòng dư tăng, cần giám sát việc phân chia bộ nhớ cho mỗi xử lý ARQ, với tối đa tám quá trình xử lý ARQ ở mỗi đầu cuối.
Bảng 2.3 Các loại dung lượng đầu cuối HSPDA
Loại Số lượng lớn nhất các mã song song HS-DSCH
Khoảng cách nhỏ nhất giữa các TTI
Các bit kênh truyền tải mỗi TTI
Dạng ARQ tại tốc độ dữ liệu lớn nhất
Tốc độ dữ liệu lớn nhất có thể đạt được
Loại 10 cho phép tốc độ dữ liệu tối đa theo lý thuyết là 14.4 Mbps, tốc độ dữ liệu cơ bản với tỷ lệ mã Turbo 1/3 và “bùng nổ”, dẫn tới tốc độ mã xấp xỉ bằng 1 Đối với loại 9, kích thước khối mã turbo tối đa (từ Phiên bản 99) đã được xem xét khi tính toán các giá trị và vì vậy nó có tốc độ dữ liệu đỉnh 10.2 Mbps với bốn khối mã turbo Cần lưu ý là đối với hoạt động HSDPA, đầu cuối sẽ không báo các giá trị riêng rẽ mà chỉ báo cả loại
Từ góc độ của lớp 2/3, kích cỡ bộ đệm ghi RLC là tham số dung lượng đầu cuối quan trọng, quyết định độ dài cửa sổ của các gói được cấp kênh truyền Điều này đảm bảo dữ liệu được phân phối theo thứ tự tới lớp cao hơn trong đầu cuối Các giá trị tối thiểu cho kích cỡ bộ đệm này nằm trong khoảng từ 50 đến 150 kB, tùy thuộc vào loại dịch vụ.
Tốc độ dữ liệu đầu cuối có thể thay đổi bằng cách điều chỉnh tỷ lệ mã, trong khi giữ số lượng mã cố định Bảng 2.4 trình bày các tốc độ dữ liệu đạt được khi thay đổi tỷ lệ mã và điều chế Bảng 2 cung cấp ví dụ về các tốc độ bit mà không tính đến mào đầu cho bốn loại tổ hợp nguồn và định dạng truyền tải khác nhau.
Bảng 2.4 Các tốc độ bit lý thuyết với 15 đa mã cho các TFRC khác nhau
TFRC Điều chế Tỷ lệ mã Thông lượng tối đa (Mbps)
Tốc độ dữ liệu lý thuyết có thể được phân bổ cho một đối tượng sử dụng hoặc chia sẻ giữa nhiều đối tượng Điều này cho phép mạng kết hợp các nguồn công suất/mã với dung lượng và yêu cầu dữ liệu của các đầu cuối Khác với hoạt động của Phiên bản 99, tốc độ dữ liệu khi kết nối vào mạng lõi thường thấp hơn tốc độ đỉnh trong giao diện không gian Do đó, ngay cả tốc độ kết nối mạng lõi, như 1 hoặc 2 Mbps, lớp vật lý sẽ sử dụng tốc độ dữ liệu đỉnh, ví dụ, 3.6 Mbps, nếu điều kiện cho phép.
Đặc điểm công nghệ HSDPA
Với các kỹ thuật mới được đưa vào trong HSDPA, thì công nghệ này có một số đặc điểm sau:
II.5.1 Cải thiện dung lượng hệ thống
HSDPA có khả năng định trình và phân phối tài nguyên hiệu quả hơn, dẫn đến dung lượng hệ thống lớn hơn so với WCDMA Hệ thống HSDPA tăng dung lượng thông qua nhiều phương pháp khác nhau.
- Phát kênh chia sẻ dẫn đến sự hiệu quả sử dụng các mã có sẵn và tài nguyên công suất trong WCDMA
- Sử dụng TTI ngắn giảm thời gian quay vòng và cải thiện sự theo dõi sự biến đổi kênh nhanh
- Thích ứng liên kết tối đa hóa cách sử dụng kênh và làm cho BS có thể hoạt động gần với công suất nguồn cell cực đại
- Lịch biểu nhanh ưu tiên người sử dụng với các điều kiện kênh thích hợp nhất
- Phát lại nhanh và tổ hợp mềm cũng làm tăng dung lượng hệ thống
Với những đặc điểm nổi bật, việc triển khai tổ hợp có thể cải thiện dung lượng hệ thống từ 2 đến 3 lần so với WCDMA 3GPP Phiên bản 99, đồng thời giảm thời gian truy nhập hiệu quả.
Hình 2.24 So sánh thời gian trễ của 2,5G; WCDMA, và HSDPA
HSDPA đã giảm đáng kể thời gian truy cập nội dung từ mạng, điều này rất quan trọng cho nhiều ứng dụng như game Với độ trễ thấp hơn, HSDPA tối ưu hóa việc sử dụng các ứng dụng luồng và mang lại lợi ích cho các ứng dụng Web Hơn nữa, sự cải tiến về dung lượng của HSDPA mở ra cơ hội mới cho các ứng dụng dữ liệu lớn, điều mà phiên bản 99 không hỗ trợ đầy đủ.
Hình 2.25 Sự phát triển các dịch vụ theo các công nghệ
II.5.3 Khả năng tích hợp với WCDMA
HSDPA tích hợp liền mạch vào WCDMA, cho phép cung cấp dịch vụ di động vùng rộng mà không cần thêm sóng mang Công nghệ này hỗ trợ truyền tải đồng thời cả thoại và dữ liệu trên cùng một sóng mang, mang lại hiệu quả cao hơn HSDPA còn tối ưu hóa việc sử dụng công suất bằng cách khai thác công suất chưa được sử dụng, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động của mạng.
Hình 2.26 Sử dụng công suất không có và có sử dụng HSDPA.
Công suất được điều khiển dành cho kênh dành riêng Công suất được điều khiển dành cho kênh dành riêng
C kê ác nh chung C kê ác nh chung
Cô ng suất kh ng sử ụng ô d
C ấp phát cô ng suất cho các kê nh dành ri ng ê
C ấp phát cô ng suất động cho kê nh HS DSCH -
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HSDPA VÀO MẠNG DI ĐỘNG
Ứng dụng công nghệ HSDPA vào mạng di động Mobifone
III.1.1 Cấu trúc mạng thông tin di động VMS-Mobifone
Mạng thông tin di động Mobifone, thuộc Công ty Thông tin di động VMS, được chia thành 5 Trung tâm khu vực, mỗi Trung tâm phụ trách quản lý một vùng địa lý cụ thể.
Trung tâm I bao gồm Hà Nội cùng các tỉnh miền Bắc, Tây Bắc Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ (đến Hà Tĩnh), với hệ thống mạng lõi được đặt tập trung tại đây.
- Trung tâm II: bao gồm Tp.HCM và các tỉnh Đông Nam Bộ Hệ thống mạng lõi được lắp đặt tập trung tại 3 địa điểm ở Tp HCM
- Trung tâm III: bao gồm Đà Nẵng và các tỉnh miền trung trung bộ từ Quảng Bình đến Khánh Hòa Hệ thống mạng lõi được đặt tập trung tại
- Trung tâm IV: bao gồm Cần Thơ và các tỉnh miền Tây Nam Bộ Hệ thống mạng lõi được đặt tập trung tại Cần Thơ và Mỹ Tho
- Trung tâm V: bao gồm Hải Phòng và các tỉnh Đông Bắc Bắc Bộ Hệ thống mạng lõi được đặt tập trung tại Hải phòng
Sau 16 năm phát triển, mạng thông tin di động Mobifone đã không ngừng nâng cấp để đáp ứng nhu cầu thị trường Cấu trúc mạng VMS của Mobifone đã được cải tiến để mang lại dịch vụ tốt nhất cho người dùng.
- Tổng đài MSC/VLR: 35 (Alcatel, Ericsson, Huawei), tổng dung lượng 17.800ksubs
- Trạm điều khiển vô tuyến BSC: 200 (Alcatel, Huawei, Ericsson), tất cả đều hỗ trợ EDGE
- Trạm thu phát sóng BTS: 7904 (Alcatel, Huawei, Ericsson), tất cả đã hỗ trợ EDGE
- Bộ ghi dữ liệu thuê bao thường trú HLR: 13 (Alcatel, Huawei, Ericsson), tổng dung lượng 56.000 ksubs
- Hệ thống dịch vụ trả tiển trước IN/SCP: 07 node (Alcatel), tổng dung lượng 39.00 ksubs
- Hệ thống nhắn tin SMSC: 12 (Huawei, ZTE, Comverse, Alcatel), tổng dung lượng 18.000 kBHSM
- Hệ thống hộp thư thoại VoiceMail: 02 (Alcatel)
- Hệ thống cung cấp dịch vụ nhắn tin đa phương tiện MMS: 03 (ZTE, Alcatel)
- Hệ thống truy nhập kênh vô tuyến dạng gói GPRS: 04 Node (NSN, Alcatel), tổng dung lượng 4.000 ksubs
- Mạng IP backbone: 7 nodes, dung lượng xử lý 200 Gbps
- Báo hiệu sử dụng trên mạng: MAP version 3; PPS CAMEL Phase 2, CAMEL Phase 3
- Kết nối với mạng PSTN, PLMN: Qua tổng đài Toll VTN, Tandem HN, ĐN, HCM
Bảng 3.1 Bảng sau trình bày chi tiết phân bổ thiết bị mạng lưới:
Khu vực MSC TDM HLR GGSN SGSN IN IP backbone
(ksub) SL DL SL DL
FE, GE, STM-16, STM 4, - STM 1, - E1
Hiện tại mạng di động của VMS đã nâng cấp lên công nghệ EDGE, mô tả cấu hình chung của mạng 2G công nghệ EDGE của VMS Mobifone như - sau:
Hình 3.1 Cấu hình mạng 2G công nghệ EDGE của VMS - Mobifone
Các trạm BTS, BSC, GPRS trên mạng đã được nâng cấp để đáp ứng cho EDGE với tốc độ lý thuyết lên đến 384 Kb/s
Hiện tại, mạng vô tuyến được cấu hình với 01 khe thời gian cố định và 03 khe thời gian linh động, trong đó khe linh động thường được dành cho EDGE Khi xảy ra nghẽn kênh thoại, hệ thống sẽ ưu tiên phục vụ cho thoại trước.
Qua đo đạc chất lượng EDGE tại các thành phố chính, tốc đô data đạt
50 kb/s vào giờ cao điểm và đạt gần 100 kb/s vào giờ thường
Hiện tại, mạng GSM của MobiFone có thể cung cấp cho các thuê bao di động các dịch vụ sau:
Các dịch vụ cơ bản:
Dịch vụ thoại hội nghị
Dịch vụ tính cước cho thuê bao
Dịch vụ không tính cước cho thuê bao
Dịch vụ ấm gọ c i đi/ đ n.ế
Dịch vụ ấm gọi quốc tế c
Các dịch vụ bổ trợ:
Dịch vụ hiển thị ố máy chủ ọi (CLIP) s g
Dịch vụ hiển thị ố máy bị ọ ầ s g i đ u tiên (CALP).
Dịch vụ chờ cuộc gọi (CW).
Dịch vụ giữ cuộc gọi
Dịch vụ ội nghị (MPTY) h
Dịch vụ nhóm thuê bao (CUG).
Dịch vụ cho phép thuê bao chuyển vùng.
Dịch vụ ấm thuê bao chuyển vùng c
Dịch vụ cho phép thuê bao chuyển mạng
Dịch vụ MMS (trên nền GPRS)
Các dịch v nh n tin n i dung trên n n SMPP ụ ắ ộ ề
III.1.2 Đánh giá hiện trạng mạng Mobifone
III.1.2.1 Đánh giá tình hình phát triển thuê bao
Số thuê bao của mạng Mobifone đã tăng trưởng mạnh mẽ từ vài nghìn vào năm 1996 lên gần 1 triệu vào năm 2002, và hiện tại đã vượt qua 19 triệu thuê bao Đặc biệt, lượng thuê bao của Mobifone chủ yếu tập trung ở các thành phố lớn như Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh.
Dự báo phát triển thuê bao đến hết 2008 2010 mạng MobiFone được - trình bày ở bảng dưới đây:
Bảng 3.2 Dự báo phát triển thuê bao
Dự báo hoạt động dựa trên đơn vị cơ bản là thuê bao, không phân biệt loại thuê bao như trả trước hay trả sau, cũng như mức doanh thu khác nhau.
Dự báo cho MobiFone được xây dựng dựa trên tổng số thuê bao hoạt động trong thị trường dịch vụ điện thoại di động Việt Nam Sự tăng trưởng này phụ thuộc vào các yếu tố như dân số có khả năng sử dụng dịch vụ, tốc độ tăng trưởng GDP, tỷ lệ mở rộng vùng phủ sóng theo dân cư, cũng như ảnh hưởng của các chương trình giảm giá, bao gồm cước phí và khuyến mại nhập mạng.
MobiFone xác định thị phần hiện tại, khả năng và mục tiêu tăng trưởng theo từng trung tâm và từng năm Thị trường hiện tại và tiềm năng của mỗi trung tâm được phân tích dựa trên dân số, thu nhập bình quân đầu người và mức tiêu dùng cho dịch vụ thông tin liên lạc tại các tỉnh trong khu vực đó.
Toàn bộ dân số trong độ tuổi đều có nhu cầu sử dụng dịch vụ điện thoại di động Một bộ phận thuê bao sẽ sử dụng đồng thời dịch vụ của cả hai mạng 2G và 3G.
Trong những năm tới, tốc độ tăng trưởng GDP dự kiến đạt 7,5% và sau đó là 8% Điều này dẫn đến sự gia tăng tương ứng của thu nhập bình quân đầu người, phản ánh sự phát triển kinh tế tích cực.
- Về vùng phủ sóng, lộ trình dự tính là đến cuối năm 2010, 93% dân số trên lãnh thổ Việt Nam sẽ được phủ sóng
Trong năm 2008, thị phần của MobiFone so với toàn thị trường tăng trưởng mới là 36.8%, mục tiêu sẽ là 39.4% cho năm 2009 và trên 40% cho các năm tiếp theo
Dựa trên thống kê và dự báo thuê bao, số lượng thuê bao của Mobifone liên tục tăng, kéo theo nhu cầu sử dụng dịch vụ dữ liệu cũng gia tăng Để đáp ứng nhu cầu này, VMS đang triển khai mạng 3G toàn mạng và áp dụng công nghệ HSDPA tại các thành phố lớn Đồng thời, việc nâng cấp và mở rộng phần NSS, GPRS cũng đang được thực hiện để phục vụ cả lượng thuê bao 2G đang tăng và thuê bao 3G mới trong giai đoạn 2009 – 2010.
III.1.2.2 Đánh giá cấu trúc mạng
Mạng Mobifone hiện đã phủ sóng toàn bộ 64 tỉnh thành, tuy nhiên, do đặc điểm địa lý và mật độ dân cư không đồng đều, tình hình phát triển kinh tế ở các khu vực cũng khác nhau Mạng lưới của Mobifone được chia thành năm khu vực tương ứng với năm miền trên cả nước.
Mạng thông tin di động VMS Mobifone sử dụng 02 băng tần:–
• Băng tần GSM900: Độ rộng 8 MHz, gồm 40 tần số từ 84MHz đến 124 MHz
• Băng tần GSM1800: Độ rộng 20MHz, gồm 100 tần số từ tần số 610 MHz đến 710 MHz.
Cấu trúc mạng Mobifone sau khi triển khai 3G như sau:
SƠ ĐỒ KẾT NỐI MẠNG 3G TẠI THỜI ĐIỂM CUNG CẤP DỊCH VỤ CỦA CÔNG TY VMS
Backbone Network TDM, ATM, IP
3G/2G-HLR SCP App Servers 3G/2G-HLR SCP App Servers
Hình 3.2 Sơ đồ logic tại thời điểm triển khai mạng 3G
III.1.2.3 Đánh giá về năng lực mạng
Trong giai đoạn 2009-2010, việc nâng cấp và mở rộng phần NSS và GPRS được triển khai song song với việc trang bị mạng vô tuyến 3G (RAN) nhằm đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của số lượng thuê bao 2G và 3G mới, đồng thời phục vụ cho các thuê bao sử dụng HSDPA.
Mạng lõi di động đang phát triển theo định hướng NGN Mobile, với mục tiêu xây dựng kiến trúc IMS Việc triển khai mạng lõi này nhằm đáp ứng các yêu cầu và mục tiêu quan trọng trong lĩnh vực viễn thông.
- Đảm bảo các chức năng tổng đài chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh cho thuê bao 3G
- Đảm bảo các chức năng tổng đài chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh cho các thuê bao 2G và 2,5G
Mạng MobiFone tại thời điểm triển khai dịch vụ 3G bao gồm:
- 40 tổng đài MSC, trong đó: 23 MSC thế hệ TDM, 17 MSC softswitch với 40 MGW
- 14 HLR, có khả năng quản lý cả thuê bao 2G và 3G Có 01 HLR sẵn sàng cho việc quản lý thuê bao IMS
- 09 hệ thống IN, có khả năng quản lý thuê bao trả trước 2G và 3G
- Hệ thống GPRS cho thuê bao 2G và 3G:
+ 04 GGSN đặt tại Trung tâm I (Hà nội) và Trung tâm II (Tp.HCM)
+ 17 SGSN đặt tại 5 Trung tâm trên toàn quốc
- Mạng IP backbone: có 10 node (router, switch), khả năng xử lý dung lượng 200Gbps, hỗ trợ FE/GE, STM-16, STM-4, STM-1 và E1 (G703
- Số lượng NodeB và RNC đảm bảo dung lượng cho thuê bao 3G
Trong ba năm đầu triển khai mạng Mobifone, diện tích phủ sóng 3G và HSDPA đã đạt 50% tổng diện tích, với số lượng người dùng 3G và HSDPA gần 10% tổng số thuê bao trên toàn mạng.
III.1.2.4 Kế hoạch cung cấp dịch vụ
Lợi ích đối với nhà khai thác và người sử dụng
Song song với việc triển khai mạng 3G HSDPA, các dịch vụ băng rộng cho thuê bao di động cũng đang được phát triển mạnh mẽ Các nhà khai thác mạng HSDPA kỳ vọng sẽ đạt được sự tăng trưởng mạnh mẽ về số lượng thuê bao, từ đó thúc đẩy doanh thu tăng trưởng tương ứng.
Nhờ vào công nghệ mạng mới, các nhà khai thác tự tin rằng tốc độ dịch vụ di động HSDPA có thể đạt lý thuyết lên đến 7,2 Mbps.
III.2.1 Lợi ích Đối v i nhớ à khai thác
HSDPA là giải pháp tối ưu cho việc cung cấp dịch vụ di động cao cấp với tốc độ truyền số liệu cao Việc triển khai HSDPA cho phép nhà khai thác nâng cấp hệ thống GSM/GPRS lên công nghệ thông tin di động 3G, và sau đó tiếp tục nâng cấp lên 3,5G với tốc độ đạt tới 10,8 Mbps.
Các dịch vụ ố liệu tố s c đ cao mở ra cơ hội cho các nhà cung cấp dịch vụ để khai thác thị trường ứng dụng mới, từ đó nâng cao doanh thu và lợi nhuận.
Với nhiều t nh năng ứng dụng sẽ ấp dẫn kh ch h ng mới v tăng l ng í h á à à ò trung th nh cà ủa c c khá ách hàng cũ
Nâng cao hiệu qu s d ng vô tuy n thông qua vi c phân b kênh linh ả ử ụ ế ệ ố hoạt, hi u quệ ả ử ụ s d ng phổ ầ t n rất cao
Cho ph p sé ử ụ d ng các m y đ u cu i công su t th p á ầ ố ấ ấ
Cho ph p cung cé ấp các ng d ng khác nhau v i các t c đ truy n s ứ ụ ớ ố ộ ề ố liệu khác nhau
Giao diện tiêu chu n và m , có th d dàẩ ở ể ễ ng t ch h p v i thi t b c a các í ợ ớ ế ị ủ nhà cung c p khấ ác nhau.
Tốc đ đường xuốộ ng HSDPA đ t đư c là 14,4 Mbps.ạ ợ
III.2.2 Lợi ích Đối với người sử ụ d ng
Người dùng có thể tận dụng các dịch vụ không dây cho điện thoại di động của mình Mạng 3G với HSDPA cho phép truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 14,4 Mbps, hỗ trợ thực hiện nhiều tác vụ khác nhau như được liệt kê trong bảng dưới đây.
Bảng 3.1 Bảng các dịch vụ HSDPA 4
Nhóm dịch vụ Dịch vụ
Dịch vụ giao tiếp cá nhân
- Push to X, Instance Message, MMS
Dịch vụ thông tin giải trí
- Mobile Blogging, Mobile Social Networking, Mobile Searching, Mobile Portal
- Mobile Music, Mobile TV, Mobile Game, Multimedia RBT, Location Based Services
Dịch vụ doanh nghiệp - Internet and email
Dịch vụ tài chính, giao dịch
- Mobile Stock, Mobile Payment (NFC)
Mặc dù giao diện công nghệ có khác nhưng những gì HSDPA mang lại sẽ tương tự với kết nối băng rộng trên máy tính
Mạng 3G với HSDPA đánh dấu bước đột phá quan trọng trong công nghệ truyền video và ứng dụng đa phương tiện qua mạng di động, điều mà trước đây chỉ có thể thực hiện qua Internet tốc độ cao Nhờ HSDPA, điện thoại di động có thể hoạt động như một máy tính xách tay kết nối mạng.
Khả năng truyền tải dữ liệu mạnh mẽ và băng thông rộng lớn mang lại nhiều tiện ích cho người dùng, đặc biệt trong công việc và giải trí Người dùng có thể dễ dàng thực hiện các thao tác như gửi email, tham gia video hội họp, trao đổi dữ liệu với đồng nghiệp và đối tác, cũng như truy cập thông tin một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Điện thoại di động (ĐTDĐ) hiện nay có khả năng trở thành một chiếc TV di động, cho phép người dùng xem các chương trình truyền hình trực tiếp hoặc gián tiếp nhờ vào công nghệ HSDPA.
Cho phép người sử ụ d ng luôn ở ạ tr ng thái truy nh p online ậ
Tốc đ truyền dữ liệu ở ốộ t c đ cao, do độ ó có thể nhận và gửi e mail - ngay tức thời
Có thể ễ d dàng thiết lập kết nối.
Có thể ử ụng nguồn thông tin dồ s d i dào thông qua hỗ trợ cho đa giao thức bao gồm cả giao thức IP
Chỉ ph i tr cư c cho d li u trao đ i, không ph i tr cư c cho th i ả ả ớ ữ ệ ổ ả ả ớ ờ gian truy cập
Mạng thế hệ sau 3G sẽ tiếp tục phát triển trong thời gian dài và mở rộng khắp toàn quốc, nhằm dần dần nhận được sự chấp nhận của khách hàng đối với các dịch vụ phi thoại Những dịch vụ này bao gồm khả năng cung cấp email, dịch vụ định vị trên bản đồ, truy cập thông tin dữ liệu và giải trí.
Sự phản ứng của khách hàng đối với các dịch vụ số liệu trên nền công nghệ chuyển mạch giai đoạn mới (như Internet, Intranet, MMS, WAP, và các trò chơi 3D online) sẽ quyết định con đường phát triển tiếp theo của hệ thống Với nhu cầu dịch vụ số liệu của khách hàng đang tăng trưởng mạnh mẽ, việc triển khai công nghệ sau 3G và có thể là 4G là điều tất yếu, vấn đề chỉ còn là thời gian.
Sự phát triển nhanh chóng của số lượng thuê bao GSM đã tạo ra một thị phần lớn trong tổng số thuê bao di động Điều này cho thấy việc lựa chọn lộ trình phát triển lên WCDMA và HSDPA là cần thiết để cạnh tranh hiệu quả trong môi trường đa dịch vụ và đa nhà cung cấp hiện nay.
Dựa trên kinh nghiệm triển khai công nghệ HSDPA từ các hãng và nhà khai thác toàn cầu, việc áp dụng công nghệ HSDPA vào mạng di động cần chú ý đến các yếu tố quan trọng.
Điều ki n c n: việệ ầ c tri n khai công ngh HSDPA d a trên n n t ng ể ệ ự ề ả mạng truy nhập WCDMA rộng khắp với số lượng thuê bao đủ lớn và ổn đ nh ị
Chiến lược nâng cấp mạng WCDMA lên HSDPA cần được ưu tiên thực hiện ở những khu vực trọng điểm có nhu cầu sử dụng dịch vụ dữ liệu tốc độ cao Việc nâng cấp thiết bị mạng truy cập WCDMA nên được giao cho nhà cung cấp có khả năng cung cấp thiết bị phù hợp với yêu cầu hiện tại.
Thiết bị đầu cuối hỗ trợ HSDPA đang ngày càng trở nên phổ biến, với nhiều lựa chọn giá cả phải chăng Việc sử dụng card học modem không dây kết nối với máy tính là một giải pháp hiệu quả cho việc truy cập internet tốc độ cao Theo thống kê, thiết bị đầu cuối hỗ trợ HSDPA hiện nay có giá thành hợp lý, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận công nghệ này.