phát triển hê thống thông tin di động sau 3G

trình bày về phát triển hê thống thông tin di động sau 3G

MỤC LỤC

A Phân công công việc 2

I Yêu cầu đặt ra 2

II Quá trình thực hiện 2

B Tìm hiểu về CDMA2000 2

I Tổng quan về quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động2 1 Công nghệ tương tự OG và 1G 3

2 Công nghệ số 2G và 3G 4

II Tổng quan về mạng thông tin di động 3G 6

1 Giới thiệu 6

2 Một số yêu cầu của mạng thông tin di động 3G 6

III Lộ trình phát triển lên CDMA2000 từ CDMAONE 7

1 Các giai đoạn phát triển 7

2 1xEV: 1xEV – DO và 1xEV – DV 7

IV Công nghệ CDMA2000 9

1 Giới thiệu về mạng thông tin di động CDMA2000 9

2 Tính năng 10

3 Kiến trúc mạng thông tin di động CDMA2000 12

4 Các lớp chính trong CDMA2000 16

5 Hoạt động của hệ thống thông tin di động CDMA2000 46

6 Điều khiển công suất 52

7 Chuyển giao ( Handoff ) 60

V Hướng phát triển hệ thống thông tin di động sau 3G 68

1 HSPDA ( 3.5G ) 68

2 4G ( fourth generation ) 69

C Kết luận 73

I Những kết luận về mạng thông tin di động 73

II Những việc thực hiện được 73

III Những việc chưa hoàn thành 73

A Phân công công việc

Tìm hiểu, giới thiệu về hệ thống thông tin di động

Tìm hiểu cấu trúc hệ thống thông tin di động

Tìm hiểu về CDMA2000

Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm thực hiện đã làm quen, tìm hiểu và nắm

bắt được khái niệm về các thuật ngữ chuyên ngành hệ thống truyền thông

Nhóm cũng đã đi sâu vào tìm hiểu lịch sử phát triển của mạng thông tin di động

cũng như một số kiến trúc của mạng thông tin di động

Tìm hiểu sâu vào kiến trúc hệ thống CDMA2000 cũng như cách thức hoạt động

của mạng CDMA2000

Bảng phân công công việc

Tìm hiểu lịch sử phát triển, cấu trúc hệ thống thông tin

di động

Tất cả các thành viên trong nhóm

Thực hiện phần cấu trúc Layer Nguyễn Kim Long

Thực hiền phần hoạt động thu phát tín hiệu Thái Hoàng Hữu Nghị

Thực hiện phần điều khiển công suất Nguyễn Thành Phương

Thực hiện phần hướng phát triển Huỳnh Văn Tưng

động

1 Công nghệ tương tự OG và 1G

Có hai thế hệ trong các công nghệ di động được coi là tương tự Các công nghệ này được

gọi là 0G và 1G 1G là công nghệ di động tổ ong (cellular) đầu tiên, còn 0G là công nghệ di động

tiền tổ ong (pre – cellular) Các thiết bị đầu cuối sử dụng trong 0G khó có thể gọi là thiết bị di

động Các mẫu mã đầu tiên rất lớn và thường được gắn vào xe ô tô Sau đó, các thiết bị cầm tay

ra đời, nhưng 0G bị thay thế bởi thế hệ kế tiếp, 1G

Khía cạnh chủ yếu phân biệt giữa 0G và 1G là công nghệ 1G sử dụng mạng tổ ong

(cellullar network) Một mạng tổ ong là một mạng tạo nên bởi một số các cell Mỗi cell này được

phục vụ bởi một máy phát cố định, thường gọi là trạm gốc Trên thực tế, cũng có một vài ví dụ về

việc sử dụng mạng tổ ong trong 0G, nhưng điều làm nên sự khác biệt giữa 1G và 0G là 1G hỗ trợ

việc kết nối liền mạch khi di chuyển từ cell này sang cell khác Điều này có nghĩa là, khi người

dùng ra khỏi tầm hoạt động của một trạm gốc trong khi đang thực hiện cuộc gọi, nếu sử dụng

công nghệ 0G thì người dùng sẽ bị ngắt kết nối, trong khi sử dụng công nghệ 1G người dùng sẽ

không nhận thấy sự ngắt quãng nào Một khía cạnh khác phân biệt 0G và 1G là các công nghệ 0G

thường là bán song công (có nghĩa là việc thu và phát âm thanh không xảy ra đồng thời)

Vào những năm 1970, các mạng sử dụng công nghệ 0G bị quá tải nghiêm trọng Một

chuẩn tương tự khác được giới thiệu, đó là 1G Giống như 0G, 1G sử dụng băng tần vô tuyến

UHF Việc truyền âm thanh được thực hiện mà không có sự mã hóa trên giao diện vô tuyến Điều

này có nghĩa là bất cứ ai có một máy quét đơn giản cũng có thể nghe được các cuộc điện đàm

Các cố gắng của nhà chức trách nhằm ngăn chặn việc xâm nhập bất hợp pháp này đều không giải

quyết được vấn đề Bên cạnh việc bảo vệ thông tin cá nhân, nhược điểm này của hệ thống còn

đưa đến một vấn đề khác Bởi vì dữ liệu truyền được gửi đi mà không mã hóa, các kỹ thuật bảo

mật còn thô sơ dễ dàng lộ ra cho các hacker

Hầu hết các công nghệ 1G chỉ có một dạng bảo mật, một thủ tục nhận thực hết sức thô sơ

Thủ tục này bao gồm việc xác nhận hai số: số nhận dạng di động MIN và số thuê bao điện tử

ESN Quá trình xác nhận này diễn ra khi một thiết bị di động bắt đầu liên lạc với hệ thống Đầu

tiên, sổ đen (blacklist) sẽ được kiểm tra xem thiết bị di động này có bị khóa hay không Tiếp

theo, một bản tin được gửi tới HLR để thông qua sự kết hợp của MIN và ESN Cả hai số này

được truyền không mã hóa qua giao diện vô tuyến Hacker có thể nghe trộm và có thể sử dụng

các số này để tạo ra các bản sao bất hợp pháp mà với chúng, các hacker có thể nhận thực thành

công dưới dạng một thuê bao khác Vấn đề càng trở nên trầm trọng khi nhiều nhà cung cấp thậm

chí không thực hiện việc nhận thực trên các máy di động do việc thiếu hụt sự chuẩn hóa và các lý

do về hiệu suất Điều này gây nên việc sử dụng trái phép vô cùng lớn trong các mạng di động

2 Công nghệ số 2G và 3G

2.1 2G ( second generation )

Mốc đánh dấu quan trọng trong quá trình phát triển của các công nghệ di động là sự ra đời

của xử lý tín hiệu số DSP Nhờ có DSP, chất lượng thoại được cải tiến đáng kể vì thông tin số

không bị ảnh hưởng bởi méo Thêm vào đó, dải phổ có thể được sử dụng một cách hiệu quả hơn

hẳn nhờ có các kỹ thuật hợp kênh Bởi vì các kỹ thuật tương tự sử dụng FDMA, chỉ có một người

dùng có thể sử dụng một tần số xác định tại bất kỳ thời gian nào trong một cell Với công nghệ

2G, vấn đề này được giải quyết bằng cách sử dụng TDMA và CDMA Các kỹ thuật này cho phép

nhiều người dùng chia sẻ cùng một tần số

Cấu trúc bảo mật cũng có những bước cải tiến đáng kể Có hai chuẩn chính trong 2G: GSM

và cdmaOne Cả hai chuẩn này đều sử dụng kỹ thuật đòi hỏi – đáp ứng (challenge – response) để

nhận diện người dùng Khi thực hiện cuộc gọi, thiết bị di động cần tính toán một đáp ứng cho đòi

hỏi (dưới dạng một số ngẫu nhiên) được gửi bởi mạng Đáp ứng này được tính toán sử dụng một

khóa bí mật duy nhất được lưu trên thiết bị di động đó Đáp ứng này sau đó có thể được xác nhận

bởi mạng, vì nó cũng lưu trữ khóa bí mật trùng với khóa lưu tại thiết bị di động của người dùng

Khóa này sau đó có thể sử dụng để thiết lập việc mã hóa trên đường truyền qua giao diện vô

tuyến

Nhìn lại những vấn đề đối với thế hệ tương tự, có thể kết luận rằng ít nhất về mặt lý thuyết

những vấn đề này đã được giải quyết Việc truyền dẫn đã được mã hóa để bảo vệ thông tin cá

nhân người dùng và sự tin cậy, một phương pháp nhận thực tốt hơn được sử dụng Trên thực tế,

lại có một số vấn đề nảy sinh Đầu tiên, các chuẩn này có thể tin cậy được, về một mặt nào đó,

dựa trên sự khó hiểu của các thuật toán của nó Theo thời gian, bí mật về các thuật toán này rò rỉ,

có thể dễ dàng chứng minh rằng các thuật toán này trở nên yếu ớt Thứ hai, các chuẩn này có

nhiều khuyết điểm về mặt giao thức có thể sử dụng để nhận thực bất hợp pháp một máy di động

lậu Một nhược điểm nữa là việc thiếu hụt trong bảo vệ sự toàn vẹn Khi một thiết bị di động

được nhận thực, nhưng không phải trong mạng, một trạm gốc giả có thể sử dụng để nhận việc

nhận thực dữ liệu từ một thuê bao không rõ nguồn gốc

2.2 3G ( third generation )

Thông tin di động thế hệ hai mặc dù sử dụng công nghệ số nhưng vì là hệ thống băng hẹp

và được xây dựng dựa trên cơ chế chuyển mạch kênh nên không đáp ứng được nhu cầu của các

dịch vụ mới, thêm vào đó là có quá nhiều tiêu chuẩn khác nhau, làm cho việc di chuyển của thuê

bao giữa các quốc gia này với các quốc gia khác gặp nhiều khó khăn Chính vì lẽ đó mà các tổ

chức viễn thông trên thế giới thấy cần thiết phải tập hợp lại và đề ra phương án phải có một tiêu

chuẩn thống nhất chung để các hệ thống viễn thông di động tương lai vừa đáp ứng được các yêu

cầu của thời đại mới, vừa mang tính thống nhất chung cho các hệ thống Kết quả là IMT – 2000

do ITU – R xây dựng đã ra đời nhằm đáp ứng các yêu cầu đó IMT – 2000 mở rộng đáng kể khả

năng cung cấp dịch vụ và cho phép nhiều phương tiện thông tin có thể cùng hoạt động, từ các

phương tiện truyền thống cho đến các phương tiện hiện đại và các phương tiện truyền thông đã

có trong tương lai Vào năm 1999, ITU thông qua năm giao diện vô tuyến sử dụng IMT – 2000

Đó là các giao diện:

IMT – DS (Direct Spead) – Trải phổ trực tiếp: còn được biết đến với tên

WCDMA hay UTRA – FDD và được sử dụng trong UMTS

IMT – MC (Multi Carrier) – Đa sóng mang: còn được gọi là CDMA2000

IMT – TD (Time Division) – Phân chia theo thời gian: bao gồm TD – CDMA

và TD – SCDMA, cả hai đều được chuẩn hóa để sử dụng trong UMTS

IMT – SC (Single Carrier) – Đơn sóng mang: còn được gọi là UWC – 136

hoặc EDGE

IMT – FT (Frequency Time): còn được gọi là DECT

Trong năm giao diện này, IMT – DS (hay UMTS) và IMT – MC (hay CDMA2000) được

coi là hai chuẩn chính UMTS được phát triển ở châu Âu và là thế hệ sau của GSM CDMA2000

là thế hệ sau của cdmaOne và được phát triển ở Mỹ

Hình 1: Quá trình phát triển từ công nghệ 2G lên 3G

1 Giới thiệu

3G là thuật ngữ dùng để chỉ các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (Third

Generation)

3G (third generation technology) là tiêu chuẩn truyền thông di động băng thông rộng

thế hệ thứ 3 tuân thủ theo các chỉ định trong IMT-2000 của ITU (Tổ chức viễn thông thế giới)

Chuẩn 3G cho phép truyền không dây dữ liệu thoại và phi thoại (gửi email, hình ảnh, video )

2 Một số yêu cầu của mạng thông tin di động 3G

Hệ thống thông tin di động ba xây dựng trên tiêu chuẩn IMT-2000 Với các tiêu chuẩn

sau:

Sử dụng dải tần quy định Quốc Tế:

♦ Đường lên : 1885 – 2025 MHZ

♦ Đường xuống :2110 – 2200 MHZ

Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến

♦ Tích hợp các mạng thông tin vô tuyến và hữu tuyến

♦ Tương tác với mọi loại dịch vụ viễn thông

Sử dụng được trong các môi trường khác nhau :

♦ Công sở , ngoài đường , vệ tinh …

Có thể hỗ trợ được các dịch vụ khác:

♦ Môi trường ảo

♦ Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện

♦ Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới ra

1 Các giai đoạn phát triển

Một trong những mục đích của chuẩn 3G là tăng cường sự phát triển của hệ thống 2G

hiện tại, tận dụng tối đa cơ sở hạ tầng hiện có CDMA2000 là hệ thống 3G phát triển từ hệ thống

CDMA hiện tại ở Bắc Mỹ là cdmaOne Chuẩn được quy định cho CDMA2000 bao gồm 2 giai

đoạn: 1xRTT và 3xRTT 1xRTT được coi là giai đoạn I của CDMA2000 3G và 3xRTT là giai

đoạn II của CDMA2000 3G

Giai đoạn thứ nhất được định nghĩa là chuẩn có tên 1xRTT Được hoàn tất vào

tháng 7 năm 1999, giai đoạn này của CDMA2000 mang tên là chuẩn TIA theo

IS-2000 và mang tên là chuẩn MC-1X theo ITU 1xRTT cung cấp gấp đôi dung lượng

thoại và thời gian chờ so với IS-95, và cho phép tốc độ dữ liệu lên tới 384 Kbps

(theo lý thuyết) Nó hoạt động ở kênh 1.25 MHz

Giai đoạn thứ hai của CDMA2000 là 3xRTT kết hợp chặt chẽ các khả năng của

1xRTT, có tốc độ dữ liệu lên tới 2Mbps (theo lý thuyết), hỗ trợ tất cả các loại kênh (5

MHz, 10 MHz, vv )

2. 1xEV: 1xEV – DO và 1xEV – DV

1xEV là bước phát triển kế tiếp của 1x Nớ dựa trên công nghệ tốc độ dữ liệu cao

Qualcomm HDR Các xu hướng dẫn đến sự ra đời của 1xEV là:

Trong trình tự phát triển của CDMA2000 1x, khả năng dữ liệu tốc độ cao để hỗ

trợ các dịch vụ dựa trên nền Internet ở hiện tại và trong tương lai sẽ trở nên hết sức

quan trọng

Dải phổ sẽ trở thành một tài nguyên khan hiếm, làm cho hệ thống 1.25 MHz trở

nên hấp dẫn hơn nhiều so với hệ thống 5 MHz (3x), chỉ cần đạt được hiệu suất tương

đương Những nhà khai thác và người dùng sẽ được lợi từ những hệ thống này thông

qua:

♦ Tốc độ cao và dung lượng cao của hệ thống truyền dẫn dữ liệu gói

♦ Hiệu quả sử dụng dải phổ cao hơn cho chuyển mạch gói

♦ Thoại với hiệu quả sử dụng dải phổ cao hơn

♦ Sự nâng cấp và linh hoạt của hệ thống CDMA2000 1x tốt hơn nhiều so với

hệ thống 3x trong việc phát triển lên từ hệ thống 2G hiện tại

♦ Hệ thống CDMA2000 1x tối thiểu hóa tác động trên các thiết bị trong vùng

tế bào và các thiết bị cầm tay trong việc cung cấp các dịch vụ dữ liệu gói tốc độ cao

Để đạt được các yêu cầu của nhà khai thác CDMA2000 trong việc triển khai các dịch vụ dữ

liệu gói tốc độ cao trong sóng mang 1.25 MHz, 1xEV sẽ được định nghĩa trong hai giai đoạn:

Giai đoạn 1: Tối ưu hóa hệ thống cho các dịch vụ dữ liệu gói tốc độ cao, không

thời gian thực.Dịch vụ dữ liệu gói tốc độ cao hoạt động trên một sóng mang Nếu

thuê bao cần thoại hoặc các dịch vụ thời gian thực khác, hệ thống 1xEV sẽ sử dụng

CDMA2000 1x để thực thi dịch vụ đó Mục đích là nhằm làm cho hoạt động dễ hiểu

đối với người dùng

Giai đoạn 2: Hệ thống đồng thời hỗ trợ dữ liệu gói tốc độ cao và dịch vụ thời

gian thực

Trong cách tiếp cận tích hợp, mục đích là để tích hợp khả năng của giai đoạn một trên

cùng một sóng mang, trong khi vẫn còn khả năng duy trì dịch vụ dữ liệu gói trên một sóng mang

riêng biệt

2.1 1xEV – DO

1xEV-DO là một chuẩn trong họ các tiêu chuẩn vô tuyến của CDMA2000 1x EV-DO là

viết tắt của “EVolution, Data-Only" (gần đây được sửa thành “Evolution, Data Optimized”)

1xEV-DO cung cấp tốc độ dữ liệu nhanh gấp 10 lần so với 1xRTT, công nghệ dữ liệu trước đó

của mạng CDMA Không giống như các chuẩn 1x khác, 1xEV-DO chỉ dành cho dữ liệu, không

dùng cho thoại Nó yêu cầu một khoảng phổ dành riêng, tách biệt với mạng thoại sử dụng các

chuẩn như 1xRTT

Có hai phiên bản của 1xEV-DO: "Release 0" và "Revision A"

Release 0 là phiên bản nguyên thủy, và là phiên bản được triển khai rộng rãi đầu

tiên Release 0 cung cấp tốc độ dữ liệu lên tới 2.4 Mbps, trung bình là 300-600 kbps

trong thực tế Tốc độ này nhanh hơn rất nhiều so với tốc độ 50-80 kbps cung cấp bởi

1xRTT Tốc độ dữ liệu của Release 0 tương đồng với tốc độ dữ liệu của 1xEV-DV

Revision C

Revision A tích hợp hầu hết công nghệ dữ liệu từ 1xEV-DV Revision D, và cải

thiện ngấm ngầm Những nâng cao này cho phép các tính năng như VoIP và thoại

video

Mặc dù EV-DO về nguyên bản không có khả năng thoại, Revision A đủ nhanh để cung cấp

công nghệ VoIP tại mức độ dịch vụ bằng hoặc tốt hơn so với công nghệ thoại 1xRTT Đây có thể

là con đường phát triển của CDMA nếu sự phát triển của 1xEV-DV vẫn bị ngừng trệ 1xEV-DO

được dựa trên công nghệ dữ liệu tốc độ cao HDR hoặc dữ liệu gói tốc độ cao HRPD, phát triển

bởi Qualcomm Chuẩn quốc tế gọi là IS-856

2.2 1xEV – DV

1xEV-DV là một chuẩn trong họ các tiêu chuẩn vô tuyến của CDMA2000 1x EV-DV là

viết tắt của “Evolution, Data and Voice” 1xEV-DV kết hợp cả công nghệ tốc độ cao HDR từ

1xEV-DO với chuẩn 1xRTT được triển khai rộng rãi Nó tích hợp liền mạch với 1xRTT, cung

cấp khả năng tương thích với các hệ thống cũ và đồng thời cả thoại và dữ liệu

Có hai phiên bản của 1xEV-DV: "Revision C" và "Revision D"

Revision C cung cấp tốc độ dữ liệu cao chỉ cho chiều xuôi, có nghĩa là tốc độ

download sẽ nhanh hơn Chiều ngược giống như chuẩn 1xRTT

Revision D cung cấp tốc độ dữ liệu cao cho cả hai chiều, lý tưởng cho các ứng

dụng như hội thoại video và tải lên các file dung lượng lớn Revision D cũng tích hợp

việc nhận dạng thiết bị di động MEID.Sự phát triển 1xEV-DV đang bị chững lại, bị

cản trở bởi 1xEV-DO Revision A và công nghệ VoIP

1 Giới thiệu về mạng thông tin di động CDMA2000

Một trong 2 chuẩn 3G quan trọng là CDMA2000, là thế hệ kế tiếp của các chuẩn 2G

CDMA và IS-95 Các đề xuất của CDMA2000 nằm bên ngoài khuôn khổ GSM tại Mỹ, Nhật Bản

và Hàn Quốc CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2, là tổ chức độc lập với 3GPP Có nhiều công

nghệ truyền thông khác nhau được sử dụng trong CDMA2000 bao gồm 1xRTT,

CDMA2000-1xEV-DO và 1xEV-DV

CDMA 2000 cung cấp tốc độ dữ liêu từ 144 kbit/s tới trên 3 Mbit/s Chuẩn này đã được

chấp nhận bởi ITU

2 Tính năng

2.1 Loại lưu lượng

CDMA2000, cũng như các công nghệ 3G khác, hỗ trợ các loại lưu lượng sau ( tốc độ dữ

liệu từ 9.6 kbps đến 2 Mbps)

Thoại truyền thống và VoIP

Các dịch vụ dữ liệu

♦ Dữ liệu gói: Các dịch vụ này dựa trên nền IP với giao thức TCP hoặc UDP

tại lớp giao vận Nằm trong loại này là các ứng dụng Internet, các dịch vụ đa phương tiện loại H.323 vv

♦ Dữ liệu băng rộng mô phỏng kênh (circuit-emulated broadband data): ví dụ

như fax, truy cập dial-up không đồng bộ, các dịch vụ đa phương tiện loại H.321 nơi mà audio, video, dữ liệu, điều khiển và chỉ thị được truyền trên mô phỏng kênh qua ATM

SMS ( Short Messaging Service)

Dịch vụ báo hiệu

Hệ thống 3G được dự kiến cho các môi trường trong nhà và ngoài trời, các ứng dụng bộ

hành hoặc trên xe cộ, và các môi trường cố định như tổng đài nội hạt vô tuyến (wireless local

loop) Kích cỡ tế bào từ vài chục mét (nhỏ hơn 50 m đối với picocell) tới vài chục km (hơn 35

km cho các tế bào cỡ lớn)

2.2 Độ rộng băng

Hệ thống CDMA2000 có thể hoạt động ở các độ rộng băng khác nhau với một hoặc nhiều

sóng mang Trong hệ thống đa sóng mang, các sóng mang cạnh nhau phải cách nhau ít nhất 1.25

MHz Trong hệ thống đa sóng mang thực sự, mỗi sóng mang thường có độ rộng băng 1.25 MHz

và được phân biệt với sóng mang IS-95 bằng mã trực giao Tuy nhiên, khi ba sóng mang được sử

dụng trong hệ thống đa sóng mang, băng thông yêu cầu là 5 MHz Để cung cấp các dịch vụ dữ

liệu tốc độ cao, một kênh đơn có thể có độ rộng băng danh định là 5 MHz với tốc độ chip 3.6864

Mcps ( = 3 x 1.22887 Mc/s) Băng thông BW trong hình 4, ngoài mật độ công suất có thể bỏ qua,

tùy thuộc vào bộ lọc tạo dạng tại băng gốc Nếu bộ lọc cosine tăng được sử dụng, BW = Rc(1 +

α), trong đó Rc là tốc độ chip và α là thừa số cắt lăn (rolloff factor) Nếu α = 0.25, BW = 4.6

MHz, và do đó dải bảo vệ G = 200 kHz Rõ ràng, một lợi thế của băng thông rộng hơn là nó cung

cấp nhiều đường hơn để có thể sử dụng trong bộ thu đa đường để tăng cường hoạt động của hệ

thống

Hình 2: Độ rộng băng trong CDMA2000

2.3 Chất lượng dịch vụ QoS ( quality of service )

Bất cứ lúc nào, đa ứng dụng cũng có thể chạy trên một trạm di động MS Người dùng có

thể yêu cầu chất lượng dịch vụ tùy theo ứng dụng, và mạng được mong đợi là sẽ đảm bảo chất

lượng yêu cầu mà không có sự sút giảm đáng kể trong QoS đã quy ước với khách hàng

2.4 Các dịch vụ dữ liệu gói

CDMA2000 hỗ trợ các dịch vụ dữ liệu gói Từ lúc khởi đầu, nếu có một gói để gửi, người

dùng cố gắng thiết lập các kênh điều khiển dùng chung và dùng riêng sử dụng phương thức đa

truy cập phân khe Aloha Trong phương thức này, một xung nhịp tham chiếu được sử dụng để tạo

ra một dãy các khe thời gian có độ dài bằng nhau Khi người dùng có một gói cần gửi, nó có thể

bắt đầu truyền, nhưng chỉ tại lúc bắt đầu của một khe thời gian chứ không phải tại khoảng thời

gian bất kỳ lúc nào Lưu ý rằng mặc dù người dùng được đồng bộ hóa nhờ xung nhịp tham chiếu,

có một vài xác suất rằng có thể có hai người dùng hoặc nhiều hơn có thể bắt đầu truyền tại cùng

một thời điểm Khi các kênh này được thiết lập, người dùng có thể gửi các gói tin thông qua

kênh điều khiển dùng riêng, và có thể yêu cầu một kênh lưu lượng hoặc một độ rộng băng thích

hợp Một khi kênh lưu lượng đã được cấp, người dùng truyền gói tin, việc bảo trì sự đồng bộ hóa

và điều khiển công suất là cần thiết, và việc giải phóng kênh lưu lượng ngay sau khi truyền xong

hoặc sau một khoảng thời gian nhất định Nếu không còn gói nào để gửi, kênh điều khiển dùng

riêng cũng được giải phóng sau một khoảng thời gian, nhưng kết nối lớp mạng và lớp liên kết vẫn

được duy trì trong một khoảng thời gian để nếu có gói mới đến thì vẫn sẽ được truyền mà không

bị mất thời gian thiết lập kênh Tại cuối khoảng thời gian đó, các gói ngắn và không thường

xuyên sẽ được gửi qua một kênh điều khiển dùng chung Người dùng có thể ngắt kết nối tại thời

điểm đó, hoặc tiếp tục trong trạng thái đó vô hạn, hoặc tái thiết lập kênh điều khiển dùng riêng và

kênh lưu lượng nếu có các gói lớn hoặc thường xuyên cần gửi

3 Kiến trúc mạng thông tin di động CDMA2000

Hình 3: Kiến trúc cơ bản của mạng CDMA2000

3.1 Các thành phần của hệ thống

Trạm di động MS( Mobile Station): là thiết bị cho người sử dụng truy cập vào

mạng MS có thể là điện thoại cầm tay, máy tính…

Trạm thu phát gốc BTS( Base Transceiver Station): chịu trách nhiệm cấp phát

các tài nguyên cho các thuê bao BTS chứa các thiết bị thu phát vô tuyến, nó là giao

diện giữa mạng CDMA2000 và thiết bị của người sử dụng UE (User Equipment)

Bộ điều khiển trạm gốc BSC( Base Station Controller): có nhiệm vụ điều khiển

các BTS gắn với nó và định tuyến các gói đến và đi từ PSDN Ngoài ra, BSC còn làm

nhiệm vụ điều khiển/quản lý chuyển giao

Trung tâm chuyển mạch di động MSC(Mobile Switching Centre): thực hiện vai

trò của chuyển mạch trung tâm, thiết lập và định tuyến cuộc gọi, thu thập thông tin

tính cước, quản lý di động, gửi cuộc gọi tới PSTN/Internet

Bộ ghi định vị thường trú HLR (Home Location Register): là cơ sở dữ liệu lưu

thông tin về thuê bao

Bộ ghi định vị vãng lai VLR (Visitor Location Register): là cơ sở dữ liệu lưu

thông tin thuê bao đang hoạt động trên một MSC nhất định

Trung tâm nhận thực AC (Authentication Centre): xác nhận thuê bao trước khi

cho phép cung cấp dịch vụ cho thuê bao đó

IWF (Interworking Function): cho phép các dịch vụ dữ liệu chuyển mạch kênh

Nút dịch vụ dữ liệu gói PDSN (Packet Data Service Node): chỉ có ở mạng 3G,

cung cấp các dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói

Trung tâm nhận thực, trao quyền và thanh toán AAA (Authentication,

Authorization, and Accounting): là một server cung cấp các dịch vụ nhận thực, trao

quyền và thanh toán cho PSDN, lần lượt chuyển các dịch vụ kết nối với mạng dữ liệu

gói cho người dùng di động

3.2 Các giao thức sử dụng

Trong cấu trúc mạng CDMA2000 ở trên, có các giao diện giữa các thành phần mạng được

thêm vào để cung cấp các dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói Việc định nghĩa các giao diện này

thường được quy định bởi các chuẩn Một số chuẩn quan trọng là:

IS-2000: Các chuẩn này quy định giao diện không trung giữa MS và BSC trong

mạng CDMA2000

IS-2001: Đây là phiên bản 3G của IOS (InterOperability Specification), là

chuẩn định nghĩa giao diện giữa BSC và PDSN Nó cũng định nghĩa giao diện giữa

BSC và MSC, cũng như giao diện giữa các BSC với nhau nhằm quản lý di động

IS-41: Chuẩn này, đã sử dụng ở mạng 2G, cũng vẫn được sử dụng ở mạng 3G

Nó định nghĩa giao diện giữa MSC, HLR, VLR, và AC, cũng như giao diện giữa các

MSC với nhau

3.3 Simple internet protocol ( Simple IP )

Simple IP là 1 giao thức truyền nhận gói dữ liệu đơn giản

Hình 4: Một gói dữ liệu được trao đổi giữa MS và server

Nếu một MS có địa chỉ IP là M,và server có địa chỉ IP là S thì dữ liệu được trao đổi giữa

MS và server.Khi đi từ MS đến server,gói dữ liệu có địa chỉ nguồn là M và địa chỉ đích là S.Và

ngược lại,khi đi từ server đến MS,gói dữ liệu có địa chỉ nguồn là S,địa chỉ đích là M

Nhược điểm:Khi MS di chuyển sang một PSDN khác thì có xảy ra sự chuyển giao

(handoff) giữa các BSC hoặc giữa các MSC nhưng kết nối sẽ bị ngắt

3.4 Mobile internet protocol ( Mobile IP )

Đây là một giao thức truyền nhận dữ liệu động

Chức năng:Duy trì kết nối khi MS di chuyển từ PSDN này sang một PSDN khác

Hình 5: Gói dữ liệu được gửi và nhận khi MS di chuyển

Xuất hiện thêm 2 thành phần mới là home agent (HA) và foreign agent (FA):

Home agent (HA):Xác định PSDN mà MS di chuyển tới và gửi những gói dữ

liệu đến foreign agent

Foreign agent (FA):Nhận các gói dữ liệu từ MS’HA và gửi cho MS tại thời

điểm hiện tại

Khi MS di chuyển từ home PSDN đến foreign PSDN,gói dữ liệu do MS gửi vẫn đến được

server vì gói dữ liệu này mang địa chỉ đến là S.Ngược lại,khi server gửi xuống MS thì server vẫn

lấy địa chỉ là M.Do đó gói dữ liệu được gửi tới HA,và HA có nhiệm vụ gửi tới FA.Cuối cùng FA

sẽ gửi cho MS

Mobile IP có thêm 2 chức năng mới là :

MS’registration with the FA :Khi một MS di chuyển tới 1 PSDN khác thì MS

phải đăng kí với FA.Foreign agent sẽ tạo ra một địa chỉ tạm thời T

FA’registration with the HA :Sau khi FA tạo ra địa chỉ T,FA cần đăng kí địa

chỉ này tới MS’HA

Từ đó đảm bảo HA gửi gói dữ liệu đúng cho MS

4 Các lớp chính trong CDMA2000

Hình 6: Các lớp chính trong mạng CDMA2000

4.1 Lớp vật lý

4.1.1 Giới thiệu

Lớp vật lý chịu trách nhiệm phát và thu các bit thông qua phương tiện vật lý Vì phương

tiện vật lý trong trường hợp này là không trung, nên lớp vật lý phải chuyển đổi bit sang dạng

sóng (điều chế) để cho phép truyền qua không trung Bên cạnh việc điều chế, lớp vật lý còn thực

hiện các chức năng mã hóa để thực hiện các chức năng điều khiển lỗi tại mức bit và mức khung

4.1.2 Kênh xuôi

Các kênh xuôi trong CDMA2000 chia làm kênh báo hiệu và kênh người dùng.Kênh báo

hiệu mang thông tin điều khiển.Kênh người dùng mang dữ liệu

Kênh xuôi trong CDMA2000

F-CACH (Common Assignment Channel) F-CPCCH (Common Power Control Channel) F-SYNCH (Sync Channel)

F-PICH (Forward Hoa tiêu Channel) F-TDPICH (Transmit Diversity Hoa tiêu Channel) F-APICH (Auxiliary Hoa tiêu Channel)

F-ATDPICH (Auxiliary Transmit Diversity Hoa tiêu Channel)

4.1.3 Kênh ngược

Các kênh ngược trong CDMA2000 chia làm kênh báo hiệu và kênh người dùng

Kênh ngược trong CDMA2000

Kênh

báo hiệu

Kênh dùng chung R-ACH (Access Channel)

R-EACH (Enhanced Access Channel) R-CCCH (Reverse Common Control Channel)

Kênh chuyên dụng R-PICH (Reverse Hoa tiêu Channel)

R-DCCH (Reverse Dedicated Control Channel)

Kênh người dùng

R-FCH (Reverse Fundamental Channel) R-SCH (Reverse Supplemental Channel) R-SCCH (Reverse Supplemental Code Channel) 4.1.4 Chức năng truyền dẫn của kênh xuôi

Hình sau minh họa sơ đồ đơn giản của các chức năng truyền dẫn của kênh xuôi của hệ

thống CDMA2000 đơn sóng mang trải phổ trực tiếp Để đơn giản, chỉ có một số kênh xuôi vật lý

được đưa ra trong hình CDMA2000 có hai loại kênh lưu lượng – kênh cơ bản và kênh phụ Một

số tốc độ dữ liệu được hỗ trợ Tùy thuộc vào tốc độ dữ liệu, mã xoắn với tốc độ 1/2, 3/8, 1/3,

hoặc 1/4 có thể được sử dụng Cả hai loại khung 10 ms và 5 ms đều được hỗ trợ Các biểu tượng

của kênh I và kênh Q được nhân với các hệ số tích lũy (gain factor) để cung cấp thêm một số điều

khiển công suất Cũng như trong IS-95, các tế bào được phân tách bởi các độ lệch (offset) của các

dãy PN khác nhau (chu kì của các dãy PN này là 215 – 1 chip) Tuy nhiên, giờ đây, các phương

pháp trải phổ phức được sử dụng bằng cách, đầu tiên, thêm các giá trị thực của dãy I và Q trong

phép cầu phương (quadrature) để kết quả trở thành số phức và sau đó nhân nó với một số phức

khác SI +jSQ, trong đó SI và SQ lần lượt là các PN hoa tiêu của kênh I và kênh Q Kết quả của

phép nhân này là một đại lượng phức có các thành phần đồng pha và vuông pha được biểu diễn ở

góc dưới của hình vẽ

Với việc trải phổ phức, lối ra của bộ lọc tạo dạng sẽ bằng 0 chỉ với xác suất thấp, do đó

cải thiện hiệu quả công suất

Hình 7: Sơ đồ truyền dẫn của kênh xuôi trong CDMA2000

4.1.5 Chức năng truyền dẫn của kênh ngược

Hình 8: Sơ đồ truyền dẫn của kênh ngược trong CDMA2000.

Sơ đồ khối chức năng của kênh ngược của hệ thống CDMA2000 trải phổ trực tiếp được

biểu diễn trên hình 6 Trước tiên hãy xem xét kênh cơ bản Dữ liệu đến trong kênh này được xử

lý theo cách thông thường Tùy thuộc vào tốc độ dữ liệu người dùng, một số bit chỉ thị chất lượng

khung dưới dạng CRC được thêm vào khung Một vài bit đuôi được thêm vào để đảm bảo việc

hoạt động chuẩn xác của bộ mã hóa kênh, có thể là bộ mã hóa mã xoắn hoặc mã khối Biểu tượng

mã được lặp lại, nhưng tùy thuộc vào tốc độ, một vài biểu tượng bị xóa Lối ra của bộ ghép xen

(interleaver) được trải phổ với mã Walsh, ánh xạ tới các biểu tượng điều chế, và nhân với các hệ

số tích lũy (gain factor), kết quả là báo hiệu được gán nhãn Afund Kênh phụ 1 và 2 và các kênh

điều khiển được xử lý cũng theo cách đó, mặc dù chi tiết có thể khác biệt trong một số trường

hợp Ví dụ như, sự bỏ đi các biểu tượng không được thực hiện trên kênh điều khiển dành riêng

Tương tự, kênh hoa tiêu ngược R-PICH, có các chuỗi bit 0 (có giá trị thực là +1), được xử lý

khác bởi vì nó không được mã hóa thành mã kênh, ghép xen theo ghép xen khối, hoặc nhân bởi

mã Walsh Tuy nhiên, một bit điều khiển công suất được thêm vào kênh hoa tiêu cho mỗi nhóm

điều khiển công suất hoặc 16 bit điều khiển công suất trên một khung Đề đơn giản, bỏ qua sự

lặp lại này và chủ yếu quan tâm đến lối ra sau khi xử lý của các kênh này là Asub1, Asub2, Acont,

and Ahoa tiêu Kênh cơ bản và kênh phụ 1 được hợp lại tạo ra lối ra Q Tương tự, các kênh còn lại

được tập hợp riêng biệt, cho lối ra I Chú ý rằng trong trường hợp này, các dãy kênh I và Q tạo

nên bởi mã hóa QPSK là độc lập với nhau bởi vì nó được tạo ra từ các kênh khác nhau và không

phải bởi việc chia dòng dữ liệu của một kênh thành hai dòng phụ Các chuỗi I và Q được trải phổ

bởi mã phức dưới dạng SI + jSQ, trong đó SI và SQ là do người dùng định nghĩa bởi vì nó được

lấy từ mã mặt nạ 42-bit gán cho mỗi người dùng, các dãy PN hoa tiêu kênh I và kênh Q, và mã

Walsh

4.2 Medium Access Layer ( MAC )

4.2.1 Giới thiệu

Là giao diện giữa lớp vật lý, lớp phụ LAC và lớp trên cùng (upper layer).Lớp MAC điều

khiển việc truy cập của các lớp cao hơn vào môi trường vật lý được chia sẽ bởi nhiều người sử

dụng

4.2.2 Phân loại các thực thể chính

Gồm 4 thực thể chính:

Common channel multiplexing sublayer:Lớp con hợp nhất kênh dùng chung

Dedicated channel multiplexing sublayer:Lớp con hợp nhất kênh chuyên dụng

Signaling radio burst protocol (SRBP)

Radio link protocol (RLP)

4.2.3 Chức năng lớp MAC

Hợp nhất các kênh logic về phía các kênh vật lý

Giải hợp nhất các kênh vật lý thành các kênh logic

Xử lý các gói dữ liệu

Xử lý việc báo hiệu trên kênh chung

4.2.4 Data Units

Là 1 đại lượng logic của thông tin báo hiệu và dữ liệu được trao đổi giữa các khối chức

năng ở lớp MAC, với lớp LAC hay lớp Upper

Có 2 loại là:

Payload data unit (PDU) được dùng đề định rõ những data units được chấp

nhận ở nơi cung cấp từ nơi yêu cầu gửi đến

Service data unit (SDU) được dùng đề định rõ những data units từ nơi cung cấp

gửi đến nơi yêu cầu

4.2.5 Primitives

Primitive là một dạng truyền tin giữa lớp chính và lớp con.Trong đó chứa thông tin truyền

tải và thông tin điều khiển

Hai dạng primitive được sử dung nhiều nhất là:

Request primitives được gởi từ dịch vụ yêu cầu đến dịch vụ cung cấp.Một thiết

bị yêu cầu dùng request primitive để yêu cầu sự phục vụ hay một tài nguyên

Indication primitives được gởi từ dịch vụ cung cấp đến dịch vụ yêu cầu để

thông báo thông tin mà dịch vụ yêu cầu đã được thực hiện

Một primitive có thể được viết dưới dạng:

Layer/sublayer-Primitive_name.Primitive_Types (Parameters)

Trong đó:

♦ Layer/sublayer là tên của dịch vụ cung cấp,chỉ có thể là PHY (physical

layer) hoặc MAC (MAC sublayer)

♦ Primitive_name là tên riêng biệt của kênh

♦ Primitive_Types là dạng primitive như request hay indication

♦ Parameters là thông số được mang theo primitive như kích thước của dữ

liệu

Ví dụ: Khi lớp phụ MAC yêu cầu lớp PHY truyền dữ liệu trên kênh F-CCCH,lớp phụ

MAC gửi 1 prequest primitive đến lớp PHY:

PHY-FCCCH.Request (sdu,…,num_bits)

4.2.6 Lớp con hợp nhất

Bao gồm kênh chung và kênh chuyên dụng có nhiệm vụ sắp xếp giữa các kênh vật lý và

các kênh logic

Sự sắp xếp giữa kênh vật lý và kênh logic ở kênh xuôi

ự sắp

xếp giữa kênh vật lý

và kênh logic ở kênh ngược

K

hi truyền,lớp con MAC

sẽ tập hợp các khối

dữ liệu thành các SDU

và gửi xuống cho lớp vật lý để truyền đi

f-csch

f-dsch

f-dtch

Forward common signaling channel

Forward dedicaded signaling channel

Forward dedicaded traffic channel

F-SYNCH F-PCH F-CCCH

Common power control channel Common assignment channel

Forward dedicated control channel Forward fundamental channel Forward dedicated control channel Forward fundamental channel Forward

supplemental channel

r-csch

r-dsch

r-dtch

Reverse common signaling channel

Reverse dedicaded signaling channel

Reverse dedicaded traffic channel

R-ACH R-EACH

Reverse common control channel Reverse dedicated control channel Reverse fundamental channel

Reverse dedicated control channel Reverse fundamental channel

Reverse supplemental channel

Khi nhận,lớp con MAC sẽ nhận các SDU, phân chia thành các khối dữ liệu,và gửi lên

các lớp cao hơn

Hình 9: minh họa ngõ vào và ngõ ra của multiflex sublayers

Quá trình hợp các khối dữ liệu thành SDU

Hình 10: quá trình hợp khối dữ liệu

4.2.7 Radio Link Protocol

Chức năng:

Phân phát và nhận các gói dữ liệu của người dùng

Điều khiển cách thức di chuyển các gói dữ liệu trên kênh chuyên dụng

Phát hiện lỗi và thông báo việc truyền lại nếu dữ liệu nhận bị lỗi

Các cơ chế phát hiện lỗi:

Positive acknowledgement (ACK) :Nếu nhận gói dữ liệu không có lỗi thì phía

nhận sẽ gửi tín hiệu ACK đến phía truyền xác nhận việc nhận đã thành công

Negative acknowledgement (NAK): Nếu nhận gói dữ liệu có lỗi thì phía nhận

sẽ gửi tín hiệu NAK đến phía truyền xác nhận việc nhận chưa thành công

Retransmission:Có nhiệm vụ báo cho phía nhận phải truyền lại khi nhận được

tín hiệu NAK

Việc phân phát và nhận các gói dữ liệu được đảm bảo nhờ các cơ chế này

Hình 11: Sơ đồ phân phát gói dữ liệu

Quá trình truyền ngược lại giữa phía truyền và phía nhận

Trong đó:

• a1,a2,….a15;b1,b2,…,b14 là các thời điểm truyền và nhận

• SEQ là các chuỗi dữ liệu.Ở ví dụ này SEQ gồm 2 bit

• D là khoảng thời gian delay

Có 4 gói dữ liệu được truyền đi vào các thời điểm a1,a2,a3,a4.Tại thời điểm b1,b2,b3,b4

nhận gói dữ liệu tương ứng SEQ 0,SEQ 1,SEQ 2,SEQ 3,SEQ 4.Nhưng tại thời điểm b2 gói dữ

liệu bị lỗi,không nhận được.Do đó phía nhận gửi tín hiệu báo lỗi NAK 0 vào thời điểm b3 về phía

truyền để yêu cầu gửi lại.Phía truyền phải đợi 1 khỏang thời gian delay D sau đó mới truyền tiếp

Trong mạng CDMA, RPL dùng từ 8 đến 12 bit truyền dữ liệu nên tốc độ truyền lên tới

2Mbit/s

4.2.8 Signaling radio burst protocol ( SRBP )

Điều khiển việc xử lý các tín hiệu báo hiệu trên kênh báo hiệu chung

Hợp các SDU cho lớp vật lý để truyền đi trên các kênh vật lý

Cho phép nhận các SDU từ lớp vật lý gửi đến lớp con LAC

Hình 12: cách xử lý trên kênh F-CCCH tại trạm gốc

4.3 Link Access Control ( Lớp LAC )

• Authentication sublayer : Lớp con xác nhận

• Addressing sublayer : Lớp con định địa chỉ

• Automatic repeat request (ARQ) sublayer : Lớp con tự động lặp lai yêu cầu

• Utility sublayer : Lớp con tiêu chuẩn hóa

• Segmentation and reassembly (SAR) sublayer : Lớp con phân chia và hợp lại

Hình 13: các lớp con trong LAC

Authentication and addressing sublayer

♦ Xác nhận máy di động đang truy cập vào hệ thống

♦ Xử lý thông tin địa chỉ của máy di động như số nhận diện (Mobile Identified

Number)

♦ Sự xác nhận chỉ cần thiết khi máy di động lần đầu tiên truy cập vào hệ thống

dùng kênh báo hiệu chung.Sau đó,máy di động dùng kênh chuyên dụng

♦ Sự định địa chỉ chỉ cần thiết khi máy di động liên lạc với kênh báo hiệu

chung

ARQ sublayer

Có các cơ chế phát hiện lỗi,và truyền lại khi dữ liệu bị lỗi.Do đó đảm bảo việc phân phát

dữ liệu xảy ra 1 cách chính xác nhất

Định rõ 2 dạng phân phát dữ liệu tới lớp upper:

♦ Assured delivery:Lớp LAC lập lại việc gửi dữ liệu tại những khoảng thời

gian cố định đến khi nhận được tín hiệu ACK từ phía nhận.Nếu số lần truyền lại vượt qua số lần truyền định trước thì lớp LAC sẽ hủy bỏ việc truyền thêm nữa

♦ Unassured delivery:Lớp LAC truyền dữ liệu nhưng phía nhận không gửi lại

tín hiệu ACK.Do đó lớp LAC phải truyền dữ liệu nhiều lần.phía nhận sẽ phát hiện

và giữ lại những dữ liệu giống nhau

Segmentation and Reassembly sublayer (SAR)

Khi truyền,SAR phân chia các PDU thành những đoạn mà lớp MAC có thể truyền

đi.Đồng thời tính ra các bit kiểm tra chu kỳ dư thừa (CRC) và gắn vào các PDU

Khi nhận,SAR sẽ hợp các đoạn nhận được từ lớp MAC thành các PDU và gửi đến các lớp

con cao hơn.Ngoài ra,SAR kiểm tra các bit (CRC) để xác nhận dữ liệu nhận được là đúng

4.3.3 Xử lý các lớp con

4.3.3.1 Báo hiệu chung ở kênh xuôi

Quá trình này xảy ra ở trạm gốc và trạm di động

Khi trạm gốc (Base Station-BS) truyền dữ liệu báo hiệu chung đến trạm di động (Mobile

station-MS) thì các lớp con của LAC sẽ thực hiện các bước xử lý như hình vẽ.Chỉ có 4 lớp con

của LAC liên quan bởi vì authentication sublayer được BS dùng để xác thực các máy di động

Hình 14: Quá trình báo hiệu chung ở kênh xuôi ở BS

Đầu tiên,upper layer gửi đơn vị tải dữ liệu xuống cho ARQ,ARQ sẽ thêm vào các trường

xác nhận thích hợp nhất,và lớp con addressing sẽ thêm các bit định địa chỉ thích hợp nhất (địa chỉ

của máy di động).Tiếp đến,một phần của LAC PDU được chuyển tới lớp con utility để hợp nhất

các LAC PDU và thêm vào các chức năng có liên quan.Sau khi nhận các đơn vị dữ liệu,lớp con

SAR tính ra mã CRC và đính kèm vào đơn vị dữ liệu.Khi dung lượng trên kênh vật lý đã sẵn

sàng,nó sẽ báo hiệu cho SAR và SAR sẽ truyền các đoạn PDU xuống lớp MAC.Dữ liệu báo hiệu

chung ở kênh xuôi được truyền trên kênh logic f-csch

Khi MS nhận tín hiệu từ BS,quá trình này xảy ra ngược lại như hình vẽ sau

Hình 15: Quá trình báo hiệu chung kênh xuôi ở MS

4.3.3.2 Báo hiệu chung ở kênh ngược

Khi máy di động truyền tín hiệu trên kênh báo hiệu chung đến BS thì xảy ra các bước xử

lý như hình vẽ sau.Trong đó tất cả các lớp con của lớp LAC đều được sử dụng

Hình 16 :Báo hiệu chung kênh ngược ở MS

Máy di động sử dụng lớp con authentication để gửi mã nhận dạng (MIN) đến BS Đầu

tiên,upper layer gửi đơn vị tải dữ liệu (PDU) xuống cho lớp con authentication.Tại đây,PDU

được thêm vào mã xác minh.Sau đó chuyển xuống lớp con ARQ,ARQ sẽ thêm vào các trường

xác nhận thích hợp nhất,và lớp con addressing sẽ thêm các bit định địa chỉ thích hợp nhất (địa chỉ

của máy di động).Tiếp đến, một phần của LAC PDU được chuyển tới lớp con utility để hợp nhất

các LAC PDU và thêm vào các chức năng có liên quan.Sau khi nhận các đơn vị dữ liệu,lớp con

SAR tính ra mã CRC và đính kèm vào đơn vị dữ liệu.Khi dung lượng trên kênh vật lý đã sẵn

sàng,nó sẽ báo hiệu cho SAR và SAR sẽ truyền các đoạn PDU xuống lớp MAC.Dữ liệu báo hiệu

chung ở kênh ngược được truyền trên kênh logic r-csch

Khi BS nhận tín hiệu từ máy di động,quá trình này xảy ra ngược lại như hình vẽ sau

Hình 17 :Báo hiệu chung kênh ngược ở BS

4.3.3.3 Báo hiệu chuyên dụng ở kênh xuôi

Hình vẽ sau minh họa việc xử lý khi BS truyền dữ liệu báo hiệu chuyên dụng đến máy di

động.Trong trường hợp này chỉ liên quan đến ARQ,utility,SAR.Các lớp authentication và

addressing không hoạt động vì mỗi máy di động khi nhận dữ liệu trên kênh chuyên dụng đã có

sẵn mã nhận diện (mã Walsh),và máy di động không cần phải xác nhận BS

Hình 18 :Báo hiệu chuyên dụng kênh xuôi ở BS

Tại BS, upper layer gửi đơn vị tải dữ liệu (PDU) xuống cho lớp con ARQ,ARQ sẽ thêm

vào các trường xác nhận thích hợp nhất.Tiếp đến,một phần của LAC PDU được chuyển tới lớp

con utility để hợp nhất các LAC PDU và thêm vào các chức năng có liên quan.Sau khi nhận các

đơn vị dữ liệu,lớp con SAR tính ra mã CRC và đính kèm vào đơn vị dữ liệu.Khi dung lượng trên

kênh vật lý đã sẵn sàng,nó sẽ báo hiệu cho SAR và SAR sẽ truyền các đoạn PDU xuống lớp

MAC.Dữ liệu báo hiệu chuyên dụng ở kênh xuôi được truyền trên kênh logic f-dsch

Hình 19 :Báo hiệu chuyên dụng kênh xuôi ở MS

Hình sau minh họa việc xử lý khi máy di động nhận dữ liệu báo hiệu chuyên dụng từ

BS.Tại đây,việc xử lý được thực hiện ngược lại

4.3.3.4 Báo hiệu chuyên dụng ở kênh ngược

Hình 20 :Báo hiệu chuyên dụng kênh ngược ở MS

Lớp con LAC xử lý tín hiệu báo hiệu chuyên dụng ở hướng ngược tương tự như ở kênh

xuôi,chỉ khác ở chỗ tín hiệu báo hiệu chuyên dụng truyền đi trên kênh r-dsch

Hình 21: Báo hiệu chuyên dụng kênh ngược ở BS

4.3.4 Sự tương tác giữa lớp chính và lớp phụ

Các primitive được sử dụng để truyền đơn vị dữ liệu và tín hiệu điều khiển giữa các lớp

với nhau.Đơn vị dữ liệu được truyền là một trong những thông số của primitive

4.3.4.1 Khi truyền:

Hình 22:Sự tương tác của các primitive khi truyền dữ liệu

• L2-Data.Request:được dùng khi LAC gửi PDU đến layer 3,thông báo cho Upper layer nhận dữ liệu đã được xử lý tại LAC

Hình 23:Sự tương tác của các primitive khi truyền dữ liệu

4.4 Upper layer ( Lớp trên cùng )

4.4.1 Khối báo hiệu ( Signaling entity )

Khối báo hiệu là khối điều khiển hoạt động của hệ thống CDMA2000,thi hành những

chức năng để thiết lập,duy trì và kết thúc 1 cuộc gọi

Hoạt động của khối báo hiệu có thể chia thành 2 khía cạnh là trạng thái và chức năng

4.4.1.1 Về mặt trang thái và trạng thái chuyển

Khối báo hiệu sẽ thực hiện việc vào ra các trạng thái chính và phụ để xử lý 1 cuộc gọi

Gồm có 4 trạng thái là:

• Trạng thái ban đầu của MS (mobile station initialization state)

• Trạng thái nghỉ của MS(mobile station idle)

• Truy cập hệ thống(system access state)

• MS điều khiển trên kênh lưu thông(mobile station controls on the traffic channel)

4.4.1.2 Về mặt chức năng:

Khối báo hiệu điều khiển và thực hiện những năng cần thiết cho 1 cuộc gọi

Những chức năng gồm cả việc đăng kí,chuyển giao,điều khiển công suất

4.4.2 Xử lý cuộc gọi

Khi bắt đầu gọi,máy di động đi vào trạng thái ban đầu.Ở trạng thái ban đầu,máy di động

sẽ chọn và thu được 1 hệ thống.Sau khi thu được 1 hệ thống máy di động sẽ đi vào trạng thái