Quá trình phát triển lên 3g và hệ thống truy nhập vô tuyến UTMS

Quá trình phát triển lên 3g và hệ thống truy nhập vô tuyến UTMS

QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG Sự đời phát triển hệ thống thông tin động 1.2 Vài nét hệ thống thông tin động 1.2.1 Thế hệ 1G 1.2.2 Thế hệ 2G 1.2.3 Thế hệ 2,5 G 1.2.4 Thế hệ 2.75 G 12 1.2.5 Thế hệ 3G 13 1.2.6 Thế hệ 4G 14 1.3 Sự phát triển phương pháp đa truy nhập 17 1.3.1 FDMA 18 1.3.2 TDMA 19 1.3.3 20 CDMA CHƯƠNG : HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS 2.1 Những yêu cầu hệ thống thông tin di động hệ thứ 21 2.1.1 Những yêu cầu chung 21 2.1.2 Các tiêu chuẩn xây dựng IMT_2000 22 2.2 25 Nguyên lý CDMA QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS 2.2.1 Nguyên lý trải phổ CDMA 25 2.2.2 kỹ thuật trải phổ giải trải phổ 27 2.2.3 Kỹ thuật đa truy nhập CDMA 28 2.3.4 Cấu trúc sell 30 3.1 31 Cấu trúc thống vô tuyến UMTS 3.1.1 Node _B 33 3.1.2 RNC 33 3.1.3 Các giao diện mở UMTS 34 3.2 Các chức quản lý tài nguyên vô tuyến 34 3.2.1 giới thiệu quản lý tài nguyên vô tuyến WCDMA 35 3.2.2 Chuyển giao tần số 36 3.2.3 Chuyển giao hệ thống WCDMA GSM 38 3.2.4 Chuyển giao tần số WCDMA 39 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG QUY HOẠCH CHO MẠNG VINAPHONE 4.Hướng phát triển ứng dụng triển khai WCDMA cho mạng vinaphone 41 4.1 Hiện trạng dịch vụ dữu liệu mạng vinaphone 41 4.2 Hướng triển khai WCDMA UMTS cho vinaphone 43 KẾT LUẬN ĐẾ TÀI 47 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Các công nghệ đa truy nhập 19 Hình Mô hình mạng IMT_2000 25 Hình Quá trình trải phổ giải trải phổ 24 Hình Các công nghệ đa truy nhập 28 Hình Nguyên lý đa truy nhập 29 Hình Cấu trúc sell 31 Hình Cấu trúc tổng thể hệ thống UMTS/GSM 31 Hình Các vị trí điển hình chức RRM mạng 36 Hình So sánh chuyển giao cứng chuyển giao mềm 37 Hình 10 chuyển giao hệ thống GMS WCDMA 38 Hình 11 Thủ tục chuyển giao hệ thống 39 Hình 12 Thủ tục chuyển giao tần số 40 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS MỞ DẦU Tính cấp thiết đề tài Thông tin liên lạc nhu cầu xã hội phát triển Để đáp ứng nhu cầu liên lạc ngày cao xã hội, thông tin di động nghiên cứu phát triển từ sớm, bắt đầu với hệ thống thông tin di động sử dụng công nghệ analog, mạng di động sử dụng công nghệ số ứng dụng rộng rãi phát triển vô mạnh mẽ Một xu hướng rõ nét lĩnh vực thông tin di động nhà cung cấp dịch vụ việc mở rộng dung lượng khai thác có việc áp dụng nghiên cứu xác định lộ trình phát triển công nghệ để tăng cường khả cung cấp đa dịch vụ tốt đến khách hàng ngày quan tâm nhiều Trong 3G - Hệ thống thông tin di động hệ giải pháp công nghệ tiên tiến nhà khai thác mạng triển khai Tại Việt Nam, trải qua hai thập kỷ phát triển, nước có nhà khai thác dịch vụ thông tin di động sử dụng công nghệ GSM CDMA Điều minh chứng cho cho phát triển không ngừng hạ tầng mạng thông tin di động nước xu thể hội nhập thể cạnh tranh khốc liệt lĩnh vực Thực tế phát triển thị trường Việt Nam cho thấy, đến mạng di động sử dụng công nghệ GSM chiếm ưu tuyệt đối số lượng khách hàng với 56,5 triệu thuê bao tổng số 63,5 triệu thuê bao di động (số liệu Tạp chí Khoa học kỹ thuật kinh tế Bưu điện) Với số lượng thuê bao phát triển lớn mạnh thời gian qua với việc cạnh tranh khốc liệt nhà khai thác dịch vụ thông tin di động hạ tầng mạng thông tin di động 2G & 2,5G khai thác tối đa cho dịch vụ truyền thống Do để có hạ tầng mạng thích hợp cung QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS cấp dịch vụ IP/Internet, dịch vụ truyền thông đa phương tiện multimedia, dịch vụ gia tăng mới, dịch vụ hội tụ Di động-Cố định,… dịch vụ truyền tiếng nói dạng gói VoIP đủ điều kiện cho phép hạ giá thành cung cấp dịch vụ nhằm tăng tính cạnh tranh với doanh nghiệp viễn thông khác bắt buộc cần phải có bước chuyển đổi, phát triển, nâng cấp hạ tầng mạng di động điều tất yếu cấp thiết Đề tài “Quá trình phát triển lên 3G hệ thống truy nhập vô tuyến UMTS ” đáp ứng nhu cầu thiết thực phát triển mạng di động, tác động trực tiếp đến thương hiệu, uy tín, lực cạnh tranh doanh nghiệp Dưới hướng dẫn thầy Nguyễn Trung Thành, thời gian làm báo cáo thực tập tốt nghiệp, em tìm hiều “Quá trình phát triển lên 3G hệ thống truy nhập vô tuyến UTMS ” với mục đích tìm hiểu giải pháp kĩ thuật mà nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sử dụng trình tiến lên 3G Mặc dù cố gắng tìm tòi học hỏi tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu thầy cô bạn em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn nhiệt tình thầy Nguyễn Trung Thành giúp em hoàn thành Hà Nội, tháng 11.2011 Sinh viên QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG Sự đời phát triển hệ thống thông tin di động Để hiểu công nghệ 3G, xét qua đôi nét lịch sử phát triển hệ thống điện thoại di động Mặc dù hệ thống thông tin di động thử nghiệm đựơc sử dụng vào năm 1930 - 1940 trong sở cảnh sát Hoa Kỳ hệ thống điện thoại di động thương mại thực đời vào khoảng cuối năm 1970 đầu năm 1980 Các hệ thống điện thoại hệ đầu sử dụng công nghệ tương tự người ta gọi hệ thống điện thoại kể hệ thống 1G Khi số lượng thuê bao mạng tăng lên, người ta thấy cần phải có biện pháp nâng cao dung lượng mạng, chất lượng đàm thoại cung cấp thêm số dịch vụ bổ sung cho mạng Để giải vấn đề người ta nghĩ đến việc số hoá hệ thống điện thoại di động, điều dẫn Do có nhận thức rõ tầm quan trọng hệ thống thông tin di động mà châu Âu, trình tiêu chuẩn hoá GSM chưa kết thúc người ta tiến hành dự án nghiên cứu RACE 1043 với mục đích xác định dịch vụ công nghệ cho hệ thống thông tin di động hệ thứ cho năm 2000 Hệ thống 3G châu Âu gọi UMTS Những người thực dự án mong muốn hệ thống UMTS tương lai phát triển từ hệ thống GSM Ngoài người ta có mong muốn lớn hệ thống UMTS có khả kết hợp nhiều mạng khác PMR, MSS, QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS WLAN… thành mạng thống có khả hỗ trợ dịch vụ số liệu tốc độ cao quan trọng mạng hướng dịch vụ Song song với châu Âu, Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU – International Telecommunications UNI0N) thành lập nhóm nghiên cứu để nghiên cứu hệ thống thông tin di động hệ 3, nhóm nghiên cứu TG8/1 Nhóm nghiên cứu đặt tên cho hệ thống thông tin di động hệ thứ Hệ thống Thông tin Di động Mặt đất Tương lai (FPLMTS – Future Public Land Mobile Telecommunications System) Sau này, nhóm nghiên cứu đổi tên hệ thống thông tin di động thành Hệ thống Thông tin Di động Toàn cầu cho năm 2000 (IMT-2000 – International Mobile Telecommunications for the year 2000) Đương nhiên nhà phát triển UMTS (châu Âu) mong muốn ITU chấp nhận toàn đề xuất sử dụng hệ thống UMTS làm sở cho hệ thống IMT-2000 Tuy nhiên vấn đề đơn giản vậy, có tới 16 đề xuất cho hệ thống thông tin di động IMT-2000 (bao gồm 10 đề xuất cho hệ thống mặt đất đề xuất cho hệ thống vệ tinh) Dựa đặc điểm đề xuất, ITU phân đề xuất thành nhóm chính: • IMT DS (trải phổ dãy trực tiếp): Người ta thường gọi hệ thống UTRA FDD WCDMA Trong UTRA từ viết tắt UMTS Terrestrial Radio Access • IMT MC (nhiều sóng mang): Đây phiên 3G hệ thống IS-95 (hiện gọi cdmaOne) • IMT TC (mã thời gian): Về thực chất UTRA TDD, nghĩa hệ thống UTRA sử dụng phương pháp song công phân chia theo thời gian QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS • IMT SC (một sóng mang): Các hệ thống thuộc nhóm phát triển từ hệ thống GSM có lên GSM 2+ (được gọi EDGE) • IMT FT (thời gian tần số): Đây hệ thống thiết bị kéo dài thuê bao số châu Âu 1.2 Vài nét hệ thống thông tin di động 1.2.1 Thế hệ 1G (The first gerneration) Thông tin di động ứng dụng cho nghiệp vụ cảnh sát từ năm 20 băng tần MHz Sau chiến thứ xuất thông tin di động điện thoại dân dụng (1939- 1945) với kĩ thuật FM băng 150 MHz Năm 1948, hệ thống thông tin di động hoàn toàn tự động đời Richmond – Indian Từ năm 60, kênh thông tin di động có dải tần 30 KHz với kĩ thuật FM băng tần 450 Mhz đưa hiệu suất sử dụng phổ tần tăng gấp lần so với cuối chiến thứ Quan niệm Cellular cuối năm 40 với Bell thay cho mô hình quảng bá với máy phát công suất lớn anten đặt cao, cell có diện tích bé có máy phát BTS công suất nhỏ, cell cách đủ xa sử dụng lại tần số Tháng 12.1971 đưa hệ thống cellular kĩ thuật tương tự, sử dụng phương pháp điều tần FM, dải tần 850 MHz Tương ứng sản phẩm thương nghiệp AMPS với tiêu chuẩn AT MOTOROLAR Mỹ đề xuất sử dụng vào năm 1983 Đầu năm 90 hệ thông tin di động tế bào bao gồm hàng loạt hệ thống nước khác như: TACS, NMTS, NAMTS, C, … Tuy nhiên hệ thống không thoả mãn nhu cầu ngày cao người sử dụng mà trước hết mặt dung lượng Mặt khác tiêu chuẩn hệ thống không tương thích làm cho QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS chuyển giao không đủ rộng mong muốn, việc liên lạc biên giới Những vấn đề đặt cho hệ thông tin di động tế bào phải lựa chọn giải pháp kĩ thuật: kĩ thuật tương tự hay kĩ thuật số Các tổ chức tiêu chuẩn hoá đa số lựa chọn kĩ thuật số Một tiêu chuẩn NMT (Nordic Mobile Telephone), sử dụng nước Bắc Âu, Thụy Sĩ, Hà Lan, Đông Âu Nga Những tiêu Tham số khác bao gồm AMPS TSCS/ETACS 900 sử NMT 450ở chuẩn AMPS (Advanced Mobile PhoneNMT System) dụng Hoa Kỳ Australia , TACS (Total Access Communications System) Anh Băng tần phát 8000 MHz 9000 MHz 9000 MHz 450-470 Quốc, C-450 Tây Đức, Bồ Đào Nha Nam Phi, Radiocom 2000 Pháp , MHz RTMI Italy Ba30tiêu chuẩn, TZ-801, TZ-803 phát triển Khoảng cáchởkênh KHz 25 KHzTZ-802, và25/12,5 KHzđược 25/10 NTT, hệ thống cạnh tranh DDI sử dụng tiêu chuẩn JTACS KHz Khoảng cách Song công MHz 45 MHz 45 MHz 10 MHz Số kênh 832 920 FM FM 1000 (1999) 180/225 Loại điều chế Độ lệch đỉnh 12 KHz Thiết bị nến dãn 2:1 Syllabic FM 9,5 KHz 4,7 KHz 2:1 Syllabic Kế hoạch cell Tới PSTN 4,7,12 4,7,12 Điều chế kênhhoặc FSK mạng khác FSK 2:1 Syllabic 7,9,12 Tới PSTN FFSK mạng khác FM 4,7 KHz Không FFSK Tuyến kết 1.1 Bảng so sánh tiêu chuẩBảng so sánh thông số hệ ĐộBảng lệch kênh nối MSC# MSC# thống analog 3,5 2KHz điều khiển KHz 6,4 KHz 3,5 KHz Mã kênh điều khiển Manchester Manchester NRZ NRZ Dung lượng 1.2.2 Thế hệ 2G (Second-Generation wireless telephone điều khiển 77000 62000 13000technology)13000 Tốc độ truyền dẫn 10 Kb/s Kb/s Bí mật thoại có thể Cell Dịch vụ chuyển A vùng hệ thống có Cell B có 1,2 Kb/s 1,2 Kb/s không bị giới QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS 2G (hoặc 2-G) viết tắt mạng điện thoại di động hệ thứ Mạng viễn thông di động hệ thứ hai 2G phát động rộng rãi chuẩn GSM Phần Lan công ty Radiolinja (nay phần tổng công ty Elisa) vào năm 1991 Hệ thống thông tin di động tế bào hệ thứ có tiêu chuẩn chính: GMS, IS – 54 (bao gồm tiêu chuẩn AMPS), JDC Tuy nhiên hệ thống thông tin di động hệ thứ tồn số nhược điểm sau: Độ rộng thông băng tần hệ thống bị hạn chế nên việc ứng dụng dịch vụ liệu bị hạn chế, đáp ứng nhu cầu phát triển cho dịch vụ thông tin di động đa phương tiện cho tương lai, đồng thời tiêu chuẩn cho hệ thống hệ không thống Mỹ Nhật sử dụng TDMA băng hẹp châu Âu sử dụng TDMA băng rộng hệ thống coi tổ hợp FDMA TDMA người sử dụng thực tế ấn định tần số khe thời gian băng tần Do việc thực chuyển mạng toàn cầu gặp phải nhiều khó khăn Các tiêu chuẩn 2G là: • GSM (TDMA-based): Ban đầu từ châu Âu sử dụng tất nước tất sáu lục địa có người Hiện chiếm 80% tổng số tất thuê bao toàn giới Hơn 60 nhà khai thác mạng GSM sử dụng CDMA2000 băng tần 450 MHZ (CDMA450) • IS-95 (cdmaOne): Được sử dụng châu Mỹ phần châu Á Hiện chiếm khoảng 17% tất thuê bao toàn cầu • PDC (TDMA-based): Được sử dụng độc quyền Nhật Bản 10 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS Quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến chia thành chức sau: Điều khiển công suất, chuyển giao, điều khiển thu nhận, điều khiển tải lập lịch cho gói tin Hình Các vị trí điển hình chức RRM mạng 3.2.2 Chuyển giao tần số  Chuyển giao mềm Chuyển giao mềm có công nghệ CDMA So với chuyển giao cứng thông thường, chuyển giao mềm có số ưu điểm Tuy nhiên, có số hạn chế phức tạp việc tiêu thụ tài nguyên tăng lên Trong phần trình bày nguyên lý chuyển giao mềm  Nguyên lý chuyển giao mềm Chuyển giao mềm khác với trình chuyển giao cứng truyền thống Đối với chuyển giao cứng, định xác định có thực chuyển giao hay không máy di động giao tiếp với BS thời điểm Đối với chuyển giao mềm, định có điều kiện tạo có thực chuyển giao hay không lại tuỳ thuộc vào thay đổi cường độ tín hiệu kênh hoa 37 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS tiêu từ hai hay nhiều trạm gốc có liên quan, định cứng cuối tạo để giao tiếp với BS Điều thường diễn sau tín hiệu đến từ BS chắn mạnh tín hiệu đến từ BS khác Trong thời kỳ chuyển tiếp chuyển giao mềm, MS giao tiếp đồng thời với BS tập hợp tích cực (Tập hợp tích cực danh sách cell có kết nối với MS) Tín hiệu tổng Giới hạn chuyển giao Ngưỡng Ngưỡng Hình Sự so sánh chuyển giao cứng chuyển giao mềm  Độ lợi liên kết chuyển giao mềm Mục đích chuyển giao mềm để đem lại chuyển giao không bị ngắt quãng làm cho hệ thống hoạt động tốt Điều đạt nhờ lợi ích cấu chuyển giao mềm sau: 38 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS • Độ lợi phân tập vĩ mô: độ lợi ích phân tâp nhờ Fading chậm sụt đột ngột cường độ tín hiệu nguyên nhân chẳng hạn di chuyển MS vòng quanh góc • Độ lợi phân tập vi mô: Độ lợi phân tập nhờ Fading nhanh • Việc chia sẻ tải đường xuống: Một MS chuyển giao mềm thu công suất từ nhiều Node-B, điều cho thấy công suất phát lớn đến MS chuyển giao mềm X-way nhân với hệ số X, nghĩa vùng phủ mở rộng Ba lợi ích chuyển giao mềm cải thiện vùng phủ dung lượng mạng WCDMA 3.2.3 Chuyển giao hệ thống WCDMA GSM Các chuẩn WCDMA GSM hỗ trợ chuyển giao hai đường WCDMA GSM Sự chuyển giao sử dụng cho mục đích phủ sóng cân tải Tại pha ban đầu triển khai WCDMA, chuyển giao tới hệ thống GSM sử dụng để giảm tải tế bào GSM Mô hình hình 3-27 Khi lưu lượng mạng WCDMA tăng, cần chuyển giao cho mục đích tải đường lên đường xuống Chuyển giao hệ thống khởi xướng RNC/BSC từ góc độ hệ thống thu chuyển giao hệ thống tương tự chuyển giao RNC hay chuyển giao BSC Thuật toán việc khởi xướng không chuẩn hoá 39 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS Hình 10 Chuyển giao hệ thống GSM WCDMA Thủ tục chuyển giao hình 2-9 Việc đo đạc chuyển giao hệ thống không hoạt động thường xuyên khởi động có nhu cầu thực chuyển giao hệ thống Việc khởi xướng chuyển giao thuật toán RNC thực dựa vào chất lượng (BLER) hay công suất phát yêu cầu Khi khởi xướng đo đạc, UE đo công suất tín hiệu tần số GSM danh sách lân cận Khi kết đo đạc gửi tới RNC, lệnh cho MS giải mã nhận dạng trạm gốc (BSIC) cell GSM ứng cử tốt Khi RNC nhận BSIC, lệnh chuyển giao gửi tới MS 40 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS Hình 11 Thủ tục chuyển giao hệ thống 3.2.4 Chuyển giao tần số WCDMA Hầu hết vận hành UMTS có tần số FDD có hiệu lực Việc vận hành bắt đầu sử dụng tần số, sau cần để tăng dung lượng, vài tần số sử dụng hình 2-10 Một vài tần số sử dụng site tăng dung lượng site lớp micro macro sử dụng tần số khác Chuyển giao tần số sóng mang WCDMA cần sử dụng phương pháp Trong chuyển giao này, chế độ nén sử dụng việc đo đạc chuyển giao giống chuyển giao hệ thống Thủ tục chuyển giao tần số hình 2-11 MS sử dụng thủ tục đồng WCDMA giống chuyển giao tần số để nhận dạng cell có tần số mục tiêu Thời gian nhận dạng cell chủ yếu phù thuộc vào số cell số thành phần đa đường mà MS thu giống chuyển giao tần số 41 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS Hình 12 Nhu cầu chuyển giao tần số sóng mang WCDMA Hình 13 Thủ tục chuyển giao tần số Chương ỨNG DỤNG QUY HOẠCH CHO MẠNG VINAPHONE Hướng phát triển ứng dụng triển khai WCDMA cho Vinaphone Kể từ triển khai vào năm 1996, mạng thông tin di động Vinaphone có bước phát triển đáng kể Hiện nay, bình quân hàng ngày có 42 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS 1000 thuê bao hòa mạng, số thuê bao phát triển tháng năm 1996 Sau chín năm phát triển lớn mạnh không ngừng mặt, Vinaphone có 10 tổng đài MSC, khoảng 1000 trạm BTS khoảng 3.5 triệu thuê bao, vùng phủ sóng nước quốc tế ngày mở rộng nâng cao chất lượng số lượng Dự kiến số lượng thuê bao Vinaphone tiếp tục tăng mạnh vòng số năm nữa, tăng trưởng cao kinh tế thực tế tỷ lệ máy điện thoại dân số Việt Nam mức thấp so với nước khu vực, nghĩa là, nhu cầu dịch vụ thông tin di động lớn Dự kiến đến năm 2008, số thuê bao Vinaphone 10 đến 12 triệu Song song với phát triển số lượng thuê bao tỷ trọng sản lượng ngày tăng dịch vụ liệu so với dịch vụ thoại Theo xu hướng chung giới Việt Nam, cước dịch vụ thoại(là dịch vụ nhà khai thác độc quyền cung cấp) ngày giảm dần, cước dịch vụ liệu không phụ thuộc vào thời gian sử dụng dịch vụ dung lượng liệu truyền mạng mà phụ thuộc vào tính chất nội dung loại dịch vụ chiều hướng giảm Sau đây, xem xét trạng dự báo tương lai dịch vụ liệu mạng Vinaphone 4.1 Hiện trạng dịch vụ liệu mạng Vinaphone Hiện tại, bên cạnh việc cung cấp dịch vụ điện thoại, mạng Vinaphone cung cấp nhiều dịch vụ liệu khác Bên cạnh dịch vụ liệu chuyển mạch kênh truyền thông qua mạng GMS như: dịch vụ dựa SMS, dịch vụ chuyển mạch kênh truy cập qua PC kết nối với máy di động, dịch vụ dựa hệ thống WAP, từ tháng năm 2003, Vinaphone triển khai công nghệ GPRS nâng tốc độ tối đa lên đến 171.2 kb/s cung cấp thêm nhiều dịch vụ liệu chuyển mạch gói như: dịch vụ SMS tăng 43 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS cường, dịch vụ truy cập Internet TCP/IP, dịch vụ truy cập trang WAP trực tuyến máy động, dịch vụ nhắn tin đa phương tiện (MMS), dịch vụ đại lý điện tử Vina E-load, … Cụ thể, với công nghệ GPRS mạng Vinaphone cung cấp dịch vụ liệu sau:  Dịch vụ SMS tăng cường: Tin nhắn phát triển trực tiếp đến điện thoại người sử dụng, không cần kết nối đầu cuối liên tục  Dịch vụ truy cập Internet TCP/IP, có hai cách: • Truy cập gián tiếp qua máy PC, sử dụng máy di động GPRS thay cho đường dây điện thoại thông thường, kết nối qua cáp cổng hồng ngoại • Truy cập trực tiếp hình máy di động: Đối với máy có trình duyệt Web (hiển thị đầy đủ văn hình ảnh truy cập từ máy tính) trực tiếp nhận/gửi file, email…  Truy cập trang WAP: Hiện triển khai WAP 2.x Khi có hỗ trợ GPRS, truy cập WAP nhanh hơn, tốc độ cao so với CSD quay số 999 (9.6kb/s) Vẫn nhận gọi truy cập Hệ thống nhận dạng số MSISDN thuê bao truy cập dịch vụ thông qua hệ thống Radius để phục vụ việc tính cước cho thuê bao sử dụng dịch vụ gia tăng WAP  Các dịch vụ khác: Tra cứu cước tổng, cước chi tiết thuê bao, từ điển trực tuyến, tải nội dung như: âm chuông, ảnh màu tĩnh động, đồ họa, audio clip, video clip, … 44 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS  Nhắn tin đa phương tiện MMS: Là ứng dụng phát triển SMS, dịch vụ lưu trữ phân phối tin, cho phép thuê bao di động nhận gửi tin đa phương tiện đến máy di động di độngịa email ngược lại Bản tin MMS bao gồm: text, hình ảnh, âm thanh, video, tích hợp laọi Các dịch vụ MMS phong phú Hệ thống MMS cho phép: • Gửi tin MMS từ máy di động đến máy di động • Gửi tin MMS từ máy di động đến email ngược lại • Mã hóa chuyển đổi tin Multimedia để tin hiển thị máy đầu cuối với chất lượng tốt • Cùng với VASP (Value Added Services Provider) cung cấp dịch vụ gia tăng MMS, cung cấp Public Album phong phú cho phép gửi đến thuê bao MMS, cho phép thuê bao MMS gửi Album cá nhân lên mạng truy cập WAP Web, cung cấp tin đa phương tiện 4.2 Hướng triển khai WCDMA UMTS cho Vinaphone Lựa chọn công nghệ W-CDMA cho Vinaphone Để có giải pháp công nghệ 3G phù hợp cho mạng Vinaphone, cần phải phân tích yếu tố khác nhau, không xem xét mặt công nghệ mà phải tính đến nhu cầu người sử dụng, phân tích xu công nghệ sử dụng nước giới, đặc biệt nước có hệ thống di động hệ thứ hai GSM 45 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS Như biết, xu hướng giới tập trung chủ yếu vào hai họ công nghệ GPRS/W-CDMA cdma2000 1x/1x EV Lộ trình phát triển hai họ công nghệ 3G rõ ràng: W-CDMA phát triển từ mạng lõi GSM/MAP, cdma2000 xx phát triển từ mạng lõi IS-41 Qua tìm hiểu thấy hầu Châu Âu Châu Á có hệ thống di động hệ hai GSM giống với mạng Vinaphone lựa chọn công nghệ cho mạng di động hệ ba W-CDMA, trước mắt họ tập trung xây dựng hệ thống trung gian 2,5G GPRS/EDGE Mặc dầu xét mặt công nghệ CDMA 2000 có ưu điểm so với W-CDMA như: • Hướng công nghệ cdma2000 có nhiều giải pháp khác nhau(1x RTT, 1x EV-DO, 1x EV-DV,3x) Tuỳ theo nhu cầu thực tế dịch vụ, đối tượng khách hàng khả tài cho phép thời điểm triển khai, nhà khai thác có nhiều phương án lựa chọn từ thấp đến cao • Việc nâng cấp theo nhánh cdma2000 từ 1x đến 3x hoàn toàn đơn giản chúng có chung chất nguồn gốc công nghệ CDMA • Hệ thống 1x coi 2,5G thực tế có khả cung cấp dịch vụ liệu tốc độ cao GPRS • Sự phong phú đa dạng thiết bị nhà cung cấp thiết bị • Có thể dễ dàng nâng cấp trực tiếp lên EV-DV mà không cần qua EV-DO • Trong giai đoạn đầu triển khai phủ sóng cho khu vực thành phố lớn, nơi có mật độ sử dụng cao Tại số vùng có nhu 46 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS cầu cao liệu, xem xét khả cung cấp dịch vụ liệu tốc độ cao EV-DO sở nâng cấp thêm cho BTS hệ thống 1x khu vực • Với lực quản lý di động hệ thống thuê bao, hoàn toàn xem xét khả cung cấp dịch vụ di động toàn quốc di động nội vùng với mức cước phân biệt nhằm thu hút khách hàng tăng tính cạnh tranh hệ thống triển khai • Khả tương thích ngược GSM/GPRS • Linh hoạt khai thác có nhiều giải pháp phù hợp cho nhu cầu dịch vụ (2G, 2,5G, 3G) mức độ thuê bao trực tiếp (thấp, trung bình ,cao) Tuy nhiên, xem xét trạng điều kiện thực tế Việt Nam, thấy thu nhập đầu người thấp, nhu cầu truy cập dịch vụ liệu tốc đọ cao chưa lớn, số lượng người sử dụng thông tin di động hạn chế (kể so với nước khu vực Đông Nam Á: Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Philippines có đến triệu thuê bao di động) Trong điều kiện vậy, mục tiêu : • Xác định công nghệ để có giải pháp bước phù hợp • Đảm bảo an toàn đầu tư Việc triển khai GPRS giai đoạn định đảm bảo mục tiêu Ngoài ra, nghiên cứu vấn đề roaming thấy hầu chọn công nghệ W-CDMA làm tiêu chuẩn 3G, lựa chọn cdma2000 làm tiêu chuẩn mạng 3G vấn đề roaming gặp khó khăn nhiều phải phụ thuộc vào thống mạng lõi phần lớn 47 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS quốc gia triển khai W-CDMA sớm dùng phiên R99 R4 Trên thực tế, khác biệt mạng lõi R99 mạng lõi cdma2000 gây khó khăn cho việc roaming Việc lựa chọn công nghệ W-CDMA thuận lợi nhiều cho mạng Vinaphone VNPT có chủ trưong phủ sóng toàn quốc Trên sở phân tích trên, thấy mạng Vinaphone giải pháp công nghệ hệ thứ ba tốt W-CDMA, lộ trình phát triển từ hệ thống hệ hai GSM nên theo giai đoạn sau: GSM-GPRS-EDGE-WCDMA 48 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS KẾT LUẬN ĐỀ TÀI Mới thực phát triển vòng 20 năm, bước tiến công nghệ phát triển thị trường mạng di động cho thấy thông tin di động nhu cầu thiết yếu quan trọng người dùng Đến nay, điện thoại di không dùng để gọi điện, nhắn tin SMS mà gửi nhận MMS, email; lưu tệp âm thanh, hình ảnh, liệu chức nghe nhạc, giải trí; lướt web, xem TV trực tuyến… Các nhà cung cấp dịch vụ người dùng mong muốn hướng tới công nghệ không dây cung cấp nhiều loại hình dịch vụ với tính chất lượng dịch vụ cao Qua giai đoạn phát triển hệ thông tin di động từ 1G, 2G, 3G 4G tương lai gắn chặt với nhu cầu người dùng thông qua tốc độ dịch vụ hệ Hiện nay, phần lớn nhà khai thác viễn thông lớn giới lên kế hoạch thực 4G cho vùng đô thị, nơi mà có nhiều tổ chức, công ty số lượng khách hàng lớn - đối tượng mà mong muốn dịch vụ chất lượng tốt tốc độ truyền liệu cao Tuy nhiên, trước mắt nhà đầu tư tiếp tục cung cấp dịch vụ 3G 3,5G xem trình thực bước cho 4G Điều không giúp họ tiếp tục mở rộng vùng phủ sóng, gia tăng số lượng khách hàng giúp thu hồi vốn đầu tư cho 3G Với người dùng, họ chuyển dễ dàng sang công nghệ 4G, đơn giản với họ mở rộng ứng dụng mạng 3G hay 3,5G mà họ dùng 49 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS Hệ thống truy nhập vô tuyến UMTS 3G dựa công nghệ truy nhập băng rộng phân chia theo mã WCDMA đến hệ thống chuẩn hóa sử dụng rộng rãi giới Trong kiến trúc hệ thống truy nhập vô tuyến 3G (UTRAN) gồm hay nhiều phân hệ mạng vô tuyến (RNS), RNS mạng UTRAN bao gồm điều khiển mạng vô tuyến (RNC) hay nhiều Node-B Quản lý tài nguyên vô tuyến toán quan trọng thiết kế hệ thống thông tin di động, đặc biệt hệ thống tế bào sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA Chương trình bày chức quản lý tài nguyên vô tuyến hệ thống WCDMA, điều khiển công suất điều khiển chuyển giao chức đặc biệt quan trọng so với hệ thống thông tin di động trước Đề tài với mục đích nghiên cứu tìm hiểu đưa giải pháp quy hoạch thiết kế chi tiết hệ thống vô tuyến UMTS vô cấp thiết việc kinh doanh phát triển mạng Vinaphone thời gian đến Và công tác quy hoạch thiết kế chi tiết giúp Vinaphone tối ưu tài nguyên xử lý hệ thống, chất lượng mạng chi phí đầu tư mạng 3G Đề tài có lý thuyết tổng quan truy nhập vô tuyến WCDMA đặc điểm liên quan, lý thuyết quy hoạch hệ thống truy nhập WCDMA kỹ thuật thiết kế vùng phủ sóng, thiết kế lưu lượng ứng dụng cụ thể mô hình quy hoạch vào mạng Vinaphone 50 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Phạm Công Hùng, Bài giảng thông tin động (dành cho lớp cao học) [2] Hari Holma, Radio access for third generation mobile communication , John Wiley & Sons, 2004 [3] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động hệ ba, Nhà xuất Bưu Điện, 2004 [4] http://www.vi.wikipedia.org, truy nhập cuối ngày 10/06/2010 [5] Trịnh Anh Vũ, Thông tin di động, Nhà xuất ĐHQGHN, 2006 51 [...]... biết trong việc triển khai các mạng tế bào: các cell nhỏ hơn có thể được sử dụng để tăng dung lượng trên một vùng địa lý, các cell lớn hơn có thể mở rộng vùng phủ sóng 31 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS Hình 6 Cấu trúc cell UMTS 3.1Cấu trúc hệ thống vô tuyến UMTS Một hệ thống UMTS sau khi được nâng cấp và mở rộng từ hệ thống GSM hiện có thì cấu trúc hệ thống có thể được... liệu sẽ là 8xR và có dạng xuất hiện ngẫu nhiên như là mã trải phổ Việc tăng tốc độ dữ liệu lên 8 lần đáp ứng việc mở rộng (với hệ số là 8) phổ của tín hiệu dữ liệu người sử dụng được trải ra Tín hiệu băng rộng này sẽ được truy n qua các kênh vô tuyến đến đầu cuối thu 27 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS Hình 3 Quá trình trải phổ và giải trải phổ Trong quá trình giải trải... sử dụng khác, do đó dung lượng của hệ thống CDMA gần như là mức nhiễu và không có con số lớn nhất cố định nên dung lượng của hệ thống CDMA được gọi là dung lượng mềm Hình 3.2 chỉ ra một ví dụ làm thế nào 3 người sử dụng có thể truy nhập đồng thời trong một hệ thống CDMA 29 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS Hình 5 Nguyên lý của đa truy nhập trải phổ Tại bên thu, người sử... công nghệ tiền 4G Chúng sẽ là các công nghệ quan trọng giúp ITU xây dựng các phát hành cho chuẩn 4G trong thời gian tới 18 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS 1.3 Sự phát triển của các phương pháp đa truy nhập Một mạng thông tin di động là một hệ thống nhiều người sử dụng, trong đó một số lượng lớn người sử dụng chia sẻ nguồn tài nguyên vật lý chung giới hạn để truy n và nhận... Hình 7 Cấu trúc tổng thể hệ thống UMTS/GSM 32 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS Trong đó UTRAN bao gồm một hay nhiều phân hệ mạng vô tuyến (RNS), một RNS là một mạng con trong UTRAN và bao gồm một bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) và một hay nhiều Node-B Các yêu cầu chính để thiết kế kiến trúc, giao thức và chức năng UTRAN: • Tính hỗ trợ của UTRAN và các chức năng liên quan:... nhà sản xuất trong lĩnh vực này 35 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS 3.2 Các chức năng trong quản lý tài nguyên vô tuyến 3.2.1 Giới thiệu về quản lý tài nguyên vô tuyến WCDMA Việc quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM) trong mạng UTMS có nhiệm vụ cải thiện việc sử dụng nguồn tài nguyên vô tuyến Các mục đích của công việc quản lý tài nguyên vô tuyến RRM có thể tóm tắt như sau... chính xác của thuê bao Ngoài ra hệ thống thông tin di động thế hệ 3 còn là một hệ thống đa dịch vụ, thuê bao có thể 16 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS thực hiện các dịch vụ thông tin dữ liệu cao và thông tin đa phương tiện băng rộng như: hộp thoại, truy n Fax, truy n dữ liệu, chuyển vùng quốc tế, WAP (giao thức ứng dụng không dây)… để truy cập vào mạng internet, đọc báo chí,... Trung gian giữa trạm gốc (Node B trong UMTS) và hệ thống mạng lõi; • Điều khiển cuộc gọi vô tuyến (quản lý tài nguyên vô tuyến, điều khiển và quản lý chuyển giao cuộc gọi …); RNC được kết nối đến: • Mạng lõi, qua giao tiếp Iu 34 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS • Các Node B qua giao tiếp Iub Một Node B thực hiện giao tiếp vô tuyến với một hoặc nhiều cell • Một số RNC lân... của hệ thống Trong lịch sử thông tin di động đã tồn tại các công nghệ đa truy nhập khác nhau : TDMA, FDMA và CDMA Sự khác nhau giữa chúng được chỉ ra trong hình 2-2 28 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS Hình 4 Các công nghệ đa truy nhập Trong hệ thống CDMA, các tín hiệu cho người sử dụng khác nhau được truy n đi trong cùng một băng tần tại cùng một thời điểm Mỗi tín hiệu... chí chung để xây dựng IMT-2000 sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz như sau: • Đường lên : 1885-2025 MHz 22 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS • Đường xuống: 2110-2200 MHz Là hệ thống thông tin di động cho các loại hình thông tin vô tuyến: • Tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến • Tương tác với mọi loại dịch vụ viễn thông • Sử dụng các môi trường khai thác khác ... Sinh viên QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG Sự đời phát triển hệ thống thông tin di động Để hiểu công nghệ 3G, xét qua... pháp công nghệ hệ thứ ba tốt W-CDMA, lộ trình phát triển từ hệ thống hệ hai GSM nên theo giai đoạn sau: GSM-GPRS-EDGE-WCDMA 48 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS KẾT... xây dựng phát hành cho chuẩn 4G thời gian tới 18 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G VÀ HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS 1.3 Sự phát triển phương pháp đa truy nhập Một mạng thông tin di động hệ thống nhiều