Truy cập gói HSPA triển khai trên mạng 3g

MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH VẼ ii DANH MỤC BẢNG BIỂU iv THUẬT NGỮ VIẾT TẮT .v LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THÔNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ .3 Chương I đưa nhìn tổng quan mạng di động hệ thứ ba bao gồm chuẩn công nghệ mạng di động hệ thứ ba chuẩn 3G mà Bộ thông tin Việt Nam cấp phép WCDMA băng tần 2100 MHz, kiến trúc tổng quát mô hình mạng di hệ thứ ba sử dụng Việt Nam 17 CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ HSPA TRONG 3G 18 CHƯƠNG III: PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI VÀ ỨNG DỤNG .55 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 [5] John Wiley and Sons Ltd, HSDPA/HSUPA for UMTS High Speed Radio Access for Mobile Communications, 2006 74 i DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Các bước phát triển mạng thông tin di động từ 2G lên 3G Hình 1.2: Lịch trình nghiên cứu đưa mạng W-CDMA vào khai thác Hình 1.3: Kiến trúc mạng 3G WCDMA UMTS 11 Hình 2.1: Lộ trình phát triển 3GPP 18 Hình 2.2: Kiến trúc giao diện vô tuyến HSDPA HSUPA .20 cho số liệu người sử dụng 20 Hình 2.3: Kiến trúc giao thức mặt phẳng người sử dụng HSDPA 22 Hình 2.4: Kiến trúc giao thức mặt phẳng người sử dụng HSUPA .22 Hình 2.5: Các chức phần tử WCDMA đưa HSPA .24 Hình 2.6: Hiệu phổ HSDPA .25 Hình 2.7: Độ trễ tín hiệu đường truyền công nghệ khác 26 Hình 2.8: Nguyên lý hoạt động HSDPA 27 Hình 2.9: Cấu trúc lớp MAC – hs 29 Hình 2.10: Kiến trúc HSDPA 30 Hình 2.11: Cấu trúc kênh HSDPA 31 Hình 2.12: Giao diện vô tuyến HSDPA 31 Hình 2.13: Cấu trúc thời gian-mã HS-DSCH .32 Hình 2.14: Thời gian mã chia sẻ HS-DSCH 34 Hình 2.15: Cơ cấu truyền dẫn HS-DSCH 34 Hình 2.16: Lập biểu phụ thuộc kênh cho HSDPA 36 Hình 2.17: Nguyên lý lập biểu HSDPA Node B 36 Hình 2.18: Quá trình truyền lại khối liệu IR 39 Hình 2.19: Nguyên lý xử lý phát lại Node B 40 Hình 2.20: Sự kiện đo báo cáo ô (đoạn ô) phục vụ HS-DSCH tốt 41 Hình 2.21: Chuyển giao HS-DSCH hai oạn ô thuộc nút B 42 Hình 2.22: Chuyển giao HS-DSCH đoạn ô thuộc hai RNC khác 42 Hình 2.23: Chuyển giao HS-DSCH từ nút B có HS-DSCH sang nút B .43 ii có DCH 43 Hình 2.24: Kiến trúc mạng lập cấu hình E-DCH (và HS-DSCH) .46 Hình 2.25: Các kênh cần thiết cho UE có khả HSUPA .47 Hình 2.26: Tổng quan kênh HSUPA 48 Hình 2.27: Nguyên lý lập biểu HSUPA nút B 49 Hình 2.28: Chương trình khung lập biểu HSUPA 50 Hình 3.1: Triển khai HSPA với sóng mang riêng (f2) chung sóng mang với WCDMA (f1) 55 Hình 3.2: Tốc độ số liệu khác giao diện (trường hợp HSDPA) 55 Hình 3.3: So sánh thời gian tải tập tin 62 Hình 3.4: Quá trình tải Web 63 Hình 3.5: So sánh thời gian tải trang Web 63 Hình 3.6: Ước lượng tiêu thụ công suất điện thoại di động 66 Hình 3.7: Truy cập email từ mobile sử dụng pin 1000-mAh .67 Hình 3.8: Dự báo phát triển thuê bao HSPA tới năm 2014 70 (Nguồn: Informa & Media) .70 iii DANH MỤC BẢNG BIỂU iv THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt 1G 2G 3G 3,5G 3GPP 16QAM 1xEV-DO 1xEV-DV 1xRTT ACK AMC AMR ARQ BER BLER CQI CRC CS DRNC DS-CDMA DSCH DTCH ED EDGE E-DCH Es/No FACH FDD FDMA F-DPCH Tên tiếng Anh Generation Generation Generation 3.5 Generation Third Generation Partnership Project 16 Quadrature Amplitude Tên tiếng Việt Thế hệ di động thứ Thế hệ di động thứ Thế hệ di động thứ Thế hệ di động thứ 3,5 Dự án đối tác hệ thứ Điều chế biên độ cầu Modulation 1x Evolved Data Optimized 1x Evolution Data/Voice 1x (single-carrier) Radio phương 16 trạng thái Cải tiến tối ưu hóa liệu Cải tiến liệu/thoại Công nghệ truyền dẫn vô Transmission Technology Acknowledgement Adaptive Modulation and tuyến (đơn sóng mang) Xác nhận Điều chế mã hóa Coding Adaptive Multi-rate Automatic Repeat Request Bit Error Rate Block Error Rate Channel Quality Indicator Cyclic Redundancy Check Circuit Switch Drift RNC Direct Sequence CDMA Downlink Shared Channel Dedicated Traffic Channel Error Detection Enhanced Data Rates for thích ứng Đa tốc độ thích ứng Yêu cầu lặp lại tự động Tỉ lệ lỗi bit Tỉ lệ lỗi khối Chỉ thị chất lượng kênh Kiểm tra độ dư vòng Chuyển mạch kênh RNC trôi CDMA trải phổ trực tiếp Kênh chia sẻ đường xuống Kênh lưu lượng dành riêng Phát lỗi Tốc độ liệu cải tiến cho Global Evolution Enhanced Dedicated Channel Energy per Symbol to Noise phát triển toàn cầu Kênh riêng tăng cường Tỷ lệ lượng power spectral density ratio Forward Access Channel Frequency Division Duplex Frequency Division Multiple symbol/Năng lượng nhiễu Kênh truy nhập nhanh Song công theo tần số Đa truy nhập phân chia Access Fractional- Dedicated Physical theo tần số Kênh vật lý phân đoạn - v FOMA Channel dành riêng Freedom of Mobile Multimedia Tự truy nhập đa phương GGSN GMM GMSC Access Gateway GPRS Support Node GPRS Mobility Management Short Message Service Center GPRS General Packet Radio Services GSM Global System for Mobile HARQ HPSK HSDPA HS-DPCCH HS-DSCH HS-PDSCH HS-SCCH HS-SCCH iDEN IMT IR IS-95 IS-136 IT ITU Kbps MAC tiện di động Nút hỗ trợ GPRS cổng Quản lý di chuyển GPRS Trung tâm dịch vụ tin nhắn Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp Hệ thống toàn cầu cho Hybrid Automatic Repeat di động Yêu cầu phát lại tự động Request Hybrid PSK High Speed Downlink Packet lai ghép PSK lai Truy nhập gói đường Access Dedicated Physical Control xuống tốc độ cao Kênh điều khiển vật lý Channel High Speed Downlink Shared dành riêng tốc độ cao Kênh chia sẻ đường xuống Channel tốc độ cao High-Speed Physical Downlink Kênh chia sẻ đường xuống Shared Channel Shared Control Channel for HS-DSCH Shared Control Channel for HS-DSCH Integrated Digital Enhanced Network International Mobile Telecommunications Incremental Redundancy Interim Standard 95 Interim Standard 136 Information Technology International Telecommunication Union Kilobit per second Medium Access Control vi vật lý tốc độ cao Kênh điều khiển chia sẻ cho HS-DSCH Kênh điều khiển chia sẻ cho HS-DSCH Mạng cảo tiến số tích hợp Viễn thông di động quốc tế Tăng độ dư Chuẩn tạm thời 95 Chuẩn tạm thời 136 Công nghệ thông tin Tổ chức Viễn thông Thế giới Kilobit giây Điều khiển truy nhập MAC-hs Mbps MIMO MAC for HSDPA Megabit per second Multiple-Input and Multiple- MS Output Mobile Station MSC Mobile Switching Center NACK môi trường Lớp MAC cho HSDPA Megabit giây Đa đầu vào đa đầu Trạm di động Trung tâm chuyển mạch di động OFDMA PSTN Negative Acknowledgement Xác nhận lỗi Orthogonal Frequency- Đa truy nhập phân chia Division Multiple Access Public Switched Telephone theo tần số trực giao Mạng điện thoại chuyển Network: /NAK mạch công cộng Mạng di động công cộng PLMN Public Land Mobile Network QoS QPSK R5 R99 RACH Quality of Services Quadrature Phase Shift Keying Release Release 99 Random Access Channel Radio Access Network RANAP Application Part nhập vô tuyến Điều khiển liên kết vô RLC Radio Link Control RLL Radio Link Layer RNC Radio Network Controller RRC Radio Resource Control RTMI mặt đất Quản lý chất lượng Khóa dịch pha cầu phương Bản phát hành Bản phát hành 99 Kênh truy nhập ngẫu nhiên Phần ứng dụng mạng truy Radio Telefono Mobile S/N (SNR) SAW SF TCH TDD Integrato Signal to Noise Ratio Stop And Wait Spreading Factor Traffic Channel Time Division Duplex TDMA Time-Division Multiple Access vii tuyến Lớp liên kết vô tuyến Bộ điều khiển mạng vô tuyến Điều khiển tài nguyên vô tuyến Tích hợp di động điện thoại vô tuyến (của Ý) Tỉ số tín tạp Dừng đợi Hệ số trải phổ Kênh lưu lượng Song công theo thời gian Đa truy nhập phân chia theo thời gian TD-SCDMA TTI UE UL U-Plane UMTS UTRA UTRAN WCDMA Time-Division Synchronous CDMA đồng phân chia CDMA Transmission Time Interval User Equipment Uplink User Plane Universal Mobile theo thời gian Khoảng thời gian truyền dẫn Thiết bị người sử dụng Đường lên Mặt phẳng người sử dụng Hệ thống viễn thông di Telecommunications System UMTS Terrestrial Radio động toàn cầu Truy nhập vô tuyến mặt đất Access Terrestrial Radio Access UMTS Mạng truy nhập vô tuyến Network Wideband Code Division mặt đất Đa truy nhập phân chia Multiple Access theo mã băng rộng viii ix LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, thông tin di động trở thành ngành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh phục vụ người hữu hiệu Để đáp ứng nhu cầu chất lượng dịch vụ ngày nâng cao, thông tin di động không ngừng cải tiến Tiền thân 3G hệ thống điện thoại 2G, GSM, CDMA, PDC, PHS GSM sau nâng cấp lên thành GPRS, hay gọi hệ 2,5G GPRS hỗ trợ tốc độ 140,8 Kbps dù tỷ lệ thường gặp 56 Kbps E-GPRS, hay EDGE, bước tiến đáng kể từ GPRS với khả truyền liệu 180 Kb/giây xếp vào hệ thống 2,75G Cuộc cách mạng thị trường thông tin di động đưa yêu cầu nâng cấp cải tiến dung lượng hệ thống lẫn tốc độ truyền dẫn liệu Để tăng khả hỗ trợ cho dịch vụ liệu chuyển mạch gói, 3GPP phát triển chuẩn hoá phiên R5 công nghệ mới, HSPA cho phép cải thiện tốc độ truyền dẫn liệu đường xuống đường lên xem phát triển mang tính cách mạng mạng truy nhập vô tuyến WCDMA HSPA bao gồm tập tính kết hợp chặt chẽ với cải thiện dung lượng mạng tăng tốc liệu đỉnh dung lượng gói đường xuống Những cải tiến mặt kỹ thuật cho phép nhà khai thác đưa nhiều dịch vụ tốc độ bit cao, cải thiện QoS dịch vụ có, đạt chi phí thấp Khả hỗ trợ tốc độ liệu tính di động WCDMA/HSDPA chưa có phiên trước 3GPP Nhờ tiến làm tăng tốc độ hiệu HSPA Với ưu điểm vượt trội công nghệ truy nhập HSPA, việc tìm hiểu vấn đề công nghệ truy nhập vấn đề quan trọng sinh viên Trên sở tích lũy kiến thức tình học tập với hướng dẫn Cô Đoàn Thị Thanh Thảo em thực đồ án “Nghiên cứu truy nhập gói HSPA triển khai mạng 3G” Dịch vụ 3G Viettel sử dụng chuẩn HSPA (3.75G), có tốc độ đường truyền lên tới 7,2 Mbps Với chuẩn HSPA tốc độ truy cập dịch vụ Internet di động Viettel đạt mức tối thiểu 2Mbps khu vực thành phố, cao lần so với yêu cầu đưa (384 Kbps) Viettel chọn Nokia Siemens Network làm nhà cung cấp thiết bị 3G (trạm gốc Flexi) Nokia Siemens Networks bắt đầu cung cấp thiết bị cho Viettel từ tháng 8/2009 Trong số đơn vị triển khai mạng 3G, Viettel có số lượng trạm BTS lớn (15000 trạm) 3.2.4 Tình hình triển khai 3G EVN Telecom Hanoi Telecom Hiện tại, EVN Telecom khai thác mạng di động với băng tần 450 MHz, băng tần 450 MHz thường xuyên bị can nhiễu có nhà cung cấp thiết bị máy đầu cuối CDMA cho băng tần Ngày 23/9/2009, Bộ TT-TT thức trao giấy phét băng tần 3G, sử dụng công nghệ WCDMA (IMT 2000) băng tần 1900- 2200 MHz cho liên danh EVN Telecom Hanoi Telecom Trong số đơn vị cấp giấy phép 3G, Hanoi Telecom chưa tuyên bố khai trương dịch vụ Có thể nói việc triển khai công nghệ 3G Việt Nam tạo chuyển biến tốt ngành viễn thông, thúc đẩy thị trường viễn thông phát triển sôi động, phong phú hơn, hội nhập nhanh với viễn thông giới Tuy nhiên, trình triển khai, chất lượng dịch vụ 3G chưa đồng khu vực DN; dịch vụ nội dung chưa tích hợp phong phú để đáp ứng nhu cầu xã hội; việc phát triển hạ tầng thiếu quy hoạch, nhiều khó khăn, vướng mắc chậm khắc phục Tại Việt Nam ba nhà mạng lớn gồm Viettel, MobiFone, Vinaphone triển khai hệ thống 3G vào cuối năm 2009 đầu năm 2010 Hiện tại, tốc độ mạng 3G Việt Nam nâng lên tối đa chuẩn HSDPA 7,2 Mbps Trong chương trình bày dịch vụ ứng dụng công nghệ HSDPA phổ biến mà nhà mạng Việt Nam giới thiệu đến người dùng Các dịch vụ bao gồm: 60 Video Call: Đây xem ứng dụng truyền thống 3G, nhiều người dùng liên tưởng nhắc tới chuẩn kết nối Video Call dịch vụ đàm thoại video, thay gọi điện giọng nói thông thường, hình di động hiển thị hình ảnh video người gọi, nhiên để sử dụng điện thoại người gọi người nhận cần có camera thứ hai phía trước Mobile TV: Những di động có xuất xứ từ Trung Quốc, hỗ trợ ăng ten bắt sóng TV analog, phổ biến Ngoài ra, Nokia mắt model Việt Nam hỗ trợ truyền hình kỹ thuật số N77, N92 N96 Tuy nhiên, dịch vụ Mobile TV ba nhà mạng Việt Nam lại khác biệt Dịch vụ Internet Mobile: Dựa vào kết nối liệu, người dùng truy cập vào trang web, xem kênh truyền hình chế độ live Bên cạnh đó, Mobile TV cung cấp nội dung theo yêu cầu xem video, phim, nhạc Mobile Broadband: Cả Vinaphone Viettel đặt tên dịch vụ dùng SIM 3G làm đường mạng cho laptop thông qua USB HSPA/HSDPA Mobile Broadband, tên dịch vụ MobiFone đặt Fast Connect Mobile Broadband thích hợp cho người dùng di động, sử dụng Internet laptop khu vực Internet Các dịch vụ khác: Mobile camera xem "hàng độc" Vinaphone, dịch vụ cho người dùng xem trình trạng giao thông ngã tư Hà Nội trực tiếp Ứng dụng hữu ích với người cần xem đoạn đường có khả bị tắc cao điểm Vinaphone cho biết, tới TP HCM có dịch vụ Trong đó, nhà mạng Viettel chia tới gói dịch vụ khác Ngoài điện thoại video, lướt web nhanh, xem TV, thuê bao 3G nhà mạng sử dụng Mclip (xem tải clip điện thoại), Vmail (nhận mail thông qua pushmail), Mstore (gian ứng dụng cho điện thoại), Imuzik 3G (nghe, tải nhạc), Gameonline (tương tác với thuê bao khác chơi game) 3.3 Nhóm dịch vụ Mobile Internet Dịch vụ Mobile Internet dịch vụ truy nhập Internet trực tiếp từ thiết di động có sử dụng SimCard 3G Ưu điểm Mobile Internet hoạt động mạng 3G tốc độ gấp lần EDGE gấp lần GPRS, dịch vụ ứng 61 dụng Mobile Internet bao gồm: Dịch vụ tải tập tin, trình duyệt web, Mobile Broadband 3.3.1 Dịch vụ tải tập tin Dịch vụ tải tập tin giao thức TCP so sánh hình 3.3 công nghệ truy nhập gói Với 3loại tập tin gồm tập tin Video ngắn 100Kb, tập tin hình ảnh chất lượng cao 300Kb tập tin nhạc MP3 4Mb Hình 3.3: So sánh thời gian tải tập tin Trong loại công nghệ truy nhập gói, ta thấy HSDPA hỗ trợ tốc độ cao nhiều so với công nghệ trước có thời gian cần thiết để tải xong tập tin thấp Trong đó, GPRS thích hợp với tập tin có kích thước nhỏ (dưới 100Kb), tốc độ tải tập tin EDGE cải thiện so với GPRS hoàn thành tập tin hình ảnh 300Kb 20s WCDMA có thời gian hoàn thành nhanh tập tin 300Kb, với tập tin lớn khoảng vài Mb thời gian trễ tương đối lớn 3.3.2 Trình duyệt Web Người dùng đầu cuối quen với việc sử dụng trình duyệt Web kết nối băng rộng cố định với tốc độ cao thời gian trễ thấp Nên dịch vụ gói bắt đầu đưa vào khai thác mạng di động dựa chuyển mạch kênh chịu nhiều hạn chế lưu lượng thời gian trễ không đáp ứng nhu cầu người dùng Trình duyệt Web dịch vụ đòi hỏi tính tương tác cao, thời gian trễ đóng vai trò quan trọng đến chất lượng dịch vụ 62 đầu cuối người dùng Thời gian tải trang Web phân tích hình 3.4 Trong thời gian để tải xong trang Web bao gồm thời gian thay đổi trạng thái RRC, thời gian truy vấn DNS, thời gian thiết lập kết nối TCP thời gian tải nội dung gồm văn đồ hoạ trang Web sử dụng giao thức HTTP 1.1 Hình 3.4: Quá trình tải Web Kích cỡ trang Web trung bình khoảng từ 100 – 200Kb tiếp tục tăng thêm nhiều hình ảnh đồ hoạ trình bày trang Web Thời gian cần thiết chủ yếu dùng để tải nội dung văn hình ảnh đồ hoạ dùng giao thức HTTP 1.1 So sánh thời gian cần thiết phương pháp truy nhập gói thể hình 3.5 Hình 3.5: So sánh thời gian tải trang Web 63 Dựa vào kết so sánh, ta thấy EDGE thể cải thiện tới thời gian tải trang Web so với GPRS EDGE có tốc độ nhanh 150% so với GPRS nhanh kết nối cố định modem quay số Trong đó, WCMDA có tốc độ tải trang gần với kết nối DSL tốc độ thấp, khoảng 6s để tải xong trang Web 200Kb Cuối HSDPA với thời gian cần thiết ngắn Thời gian cần thiết để tải 200Kb trang Web từ 30 – 40% so với WCDMA Với khoảng thời gian 3s cần thiết để tải xong trang Web 200Kb, kết nối HSDPA cho hiệu suất gần với kết nối WLAN công cộng 3.3.3 Mobile Broadband Mobile broadband loại hình dịch vụ giúp khách hàng truy nhập Internet băng rộng từ máy tính thô qua thiết bị USB HSPA/HSDPA có gắn SIM hỗ trợ HSPA Khi sủ dụng dịch vụ này, thuê bao truy cập Internet máy tính cá nhân với tốc độ tối đa lên tới 7,2Mbps Hiện nay, có VMS, Viettel, VietnamMobile cung cấp thiết bị Mobile Broadband Ngoài ra, dòng sản phẩm netbook cao cấp tích hợp card mạng WWAN với card WWAN người sử dụng cần lắp Sim 3G sử dụng mợi lợi ích HSDPA mang lại 3.4 Nhóm dịch vụ Content/Download Nhóm dịch vụ Content/Download bao gồm dịch vụ như: Trò chơi thời gian thực, mobile TV nghe nhạc trực tuyến 3.4.1 Trò chơi thời gian thực Có nhiều nhóm trò chơi mạng, nhóm có yêu cầu khác mạng di động, yêu cầu phụ thuộc thời gian thiết lập kết nối vô tuyến tuổi thọ pin Dưới ví dụ nhóm trò chơi Những trò chơi hoạt động thời gian thực Những trò chơi chiến lược thời gian thực Những trò chơi chiến lược quay Yêu cầu chặt chẽ trò chơi hoạt động thời gian thực Trong tốc độ truyền theo bit tối đa trò chơi hoạt động vượt 100- 200 kbps tốc độ truyền theo bit trung bình thường khoảng 10- 30 64 kbps RTT yêu cầu độ trễ điển hình 125-250 ms cho trò chơi đòi hỏi cao Do đó, HSPA có khả để hỗ trợ việc chơi hoạt động với nạp thực miễn mạng người dùng cuối kiểm soát tốt Yêu cầu tốc độ liệu cho trò chơi hoạt động thời gian thực thay đổi nhanh HSPA có ưu điểm so với Release 99 tốc độ liệu đáp ứng 3.4.2 Mobile TV Việc cung cấp luồng video có chất lượng tốt ảnh di động sử dụng lấy mẫu video gần yêu cầu tốc độ từ 32 đến 128 kbps phụ thuộc vào nội dung Đa số kiểu nội dung mang dung lượng 64 Kbps chất lượng đủ tốt.Các mạng WCDMA cung cấp 64-128kbps với chất lượng tốt Tuy nhiên, mà HSPA mang nhiều khả hơn, mà cho phép thị trường tốc độ truyền theo bit cao tới người dùng cuối Những mạng vô tuyến trước hệ 3G đạt tốc độ liệu 50200 Kbps, 3G mạng với khả HSDPA cung cấp tốc độ liệu lên tới Mbps Do đó, ứng dụng luồng phải làm thích nghi tốc độ phương tiện truyền thông Sự thích nghi tốc độ phương tiện truyền thông luồng hỗ trợ số thiết bị đầu cuối, hỗ trợ đầy đủ GPP tiêu chuẩn hóa sơ đồ thích nghi tốc độ phương tiện truyền thông bao gồm vào GPP lên thành phiên R6 Để lựa chọn tốc độ phương tiện truyền thông thích hợp người phục vụ luồng cần phải biết: Loại trạm di động hướng tới Trong trường hợp thiết bị đầu cuối với khả tốc độ truyền theo bit hạn chế, tốc độ phương tiện truyền thông cần phải tính đến hạn chế Tốc độ phương tiện truyền thông ban đầu cần phải sử dụng mạng 2G, mạng 3G Khi để tăng hay giảm bớt tốc độ phương tiện truyền thông Trong thực tế, trạm di động thông tin trao đổi người phục vụ khả họ trước luồng bắt đầu Điều bước giải Sự chọn lọc nhịp độ phương tiện truyền thông ban đầu khó khăn Trong mạng ngày dựa vào mô hình mạng điện thoại Khi tốc độ 65 truyền theo bit giải pháp dịch vụ đặt thiết bị đầu cuối mạng WCDMA HSPA tốc độ truyền theo bit sử dụng để hướng dẫn chọn lọc nhịp độ phương tiện truyền thông ban đầu 3.5 Dịch vụ Messaging/Email Các giá trị trễ mạng HSPA thường đủ thấp cho ứng dụng thư điện tử Thậm chí người sử dụng không tải file đính kèm gửi thư điện tử, ứng dụng thư điện tử dùng gửi tin nhắn tới điện thoại di động Tiêu đề thư vài KB email nhận được đẩy tới thiết bị đầu cuối Giữ tin nhắn hoạt động trao đổi máy chủ thiết bị đầu cuối Kích thước tin nhắn giữ nhỏ Hình 3.6 cho ta ước lượng tiêu thụ công suất điện thoại di động tin nhắn giữ lại phút nhận –50 tín nhắn email Hình 3.6: Ước lượng tiêu thụ công suất điện thoại di động Việc giữ tin nhắn hoạt động mang kênh RACH/FACH phần tin nhắn vài Kb mang HS-DSCH 66 Việc tiêu thụ công suất nguồn trình bày hình 3.6 Tiêu thụ nguồn phụ thuộc vào số lượng tin nhắn nhận thông số thiết đặt mạng vô tuyến Nếu chúng tả giả sử đồng hồ 5-sec DCH FACH 50 tin nhắn giờ, thiết bị di động chuẩn 53h sử dụng 1000mAp công suất pin Sự tính toán chứng minh thông số ứng dụng đẩy email tốt mạng vô tuyến Hình 3.7: Truy cập email từ mobile sử dụng pin 1000-mAh 3.6 Một số loại đầu cuối cho HSPA Bảng 3.1: Một số loại đầu cuối HSDPA Thể loại Số mã Điều chế MIMO Tỷ lệ mã hóa Tốc độ Phát bit đỉnh hành (Mbps) 3GPP 12 QPSK - 3/4 1,8 R5 5/6 16QAM - 3/4 3,6 R5 7/8 10 16QAM - 3/4 7,2 R5 15 16QAM - 3/4 10,1 R5 67 10 15 16QAM - Gần 1/1 14,0 R5 13 15 64QAM - 5/6 17,4 R7 14 15 64QAM - Gần 1/1 21,1 R7 15 15 16QAM 2x2 5/6 23,4 R7 16 15 16QAM 2x2 Gần 1/1 28 R7 Bảng 3.2: Một số loại đầu cuối HSUPA Thể loại Số mã cực TTI Hệ số đại sử dụng hỗ trợ trải phổ đồng thời cho E-DPCH thấp E-DPCH Tốc độ số liệu đỉnh lớp với TTI=10 ms Tốc độ số liệu đỉnh với TTI=2 ms 1 10 0,72 N/A* 2 2, 10 1,45 1,45 10 1,45 N/A 2, 10 2 2,91 10 2 N/A 2, 10 2 5,76 (2SF4+2SF2) 3.6 Sự phát triển tương lai HSPA Mạng vô tuyến WDMA/HSDPA hứa hẹn hỗ trợ dịch vụ với tốc độ liệu cao, lên tới 10 Mbps, đạt hiệu phổ tần cao liệu chuyển mạch gói Có thể xem HSDPA bước đột phá thực trình phát triển mạng truy nhập vô tuyến kể từ năm 1997 68 Chính thức đưa vào hoạt động lần vào năm 2005, tính đến cuối năm 2006 có 19 nhà cung cấp 66 sản phẩm ứng dụng công nghệ HSDPA, có 32 sản phẩm điện thoại di động Với cải tiến mang tính đột phá, HSDPA công nghệ trọng phát triển Trên thực tế, thị trường HSDPA phát triển mạnh mẽ nhất, đặc biệt giai đoạn khởi đầu, nước phát triển, nơi có lượng khách hàng khổng lồ sử dụng điện thoại di động chất lượng cao Lý điện thoại HSDPA có giá thành cao hẳn điện thoại thông thường - nhắm vào thị trường nước phát triển thấp Nhu cầu sử dụng điện thoại HSDPA ngày nâng cao Tính đến năm 2010, nhu cầu sử dụng điện thoại HSDP 100 triệu chiếc, theo phân tích IDC Hơn nữa, theo Strategic Analytics, đến năm 2010, 70% điện thoại 3G sử dụng HSDPA Hiện HSPA triển khai lắp đặt 60 quốc gia khoảng 150 mạng toàn cầu Tính đến thời điểm mạng HSPA đạt 125 triệu thuê bao 107 quốc gia, đối thủ HSPA WiMAX theo dự báo đến năm 2014 đạt 75 triệu thuê bao Điều khẳng định HSPA tiếp tục công nghệ băng rộng di động chủ đạo năm tới Một nghiên cứu Juniper Research khẳng định HSPA công nghệ băng rộng di động "chiếm lĩnh" thị trường năm tới chiếm gần 70% tổng số thuê bao băng rộng di động Trong đó, nghiên cứu khác Informa Telecoms & Media dự đoán HSDPA chiếm 65% thuê bao băng rộng di động 3,5G khắp giới với 2,8 tỉ thuê bao vào năm 2014 (hình 3.8) 69 Hình 3.8: Dự báo phát triển thuê bao HSPA tới năm 2014 (Nguồn: Informa & Media) Theo số liệu Informa Telecoms & Media, có khoảng 800 mạng GSM thương mại toàn giới có kế hoạch phát triển lên 3G 4G, số thuê bao công nghệ GSM-HSPA-LTE đạt 4.75 tỷ, ước tính có khoảng 632 triệu kết nối băng rộng di động toàn giới HSPA công nghệ băng rộng di động chiếm lĩnh năm tới, sau bị bắt kịp công nghệ 4G LTE Tại Việt Nam triển khai mạng 3G, nhu cầu nâng cấp thành mạng 3,5G điều tất yếu 3.6 Kết luận chương Trong chương tập trung vào loại hình dịch vụ mà nhà mạng 3G Việt Nam triển khai đến khác hàng, tốc độ truy nhập tối đa lên đến 7,2 Mbps Với nhà mạng khác tên gọi dịch vụ khác nhau, giá thành tốc độ tuỳ thuộc vào nhà mạng Tuy nhiên chia làm nhóm dịch vụ chính: nhóm dịch vụ truy cập Internet; nhóm dịch vụ Content/Download; nhóm dịch vụ Messaging/Email; nhóm dịch vụ khác Với giấy phép 3G Việt Nam, 3G thực thu hút quan tâm giới công nghệ trước đó, từ năm 2004 năm 2008, nhà khai thác thông tin di động MobiFone, Viettel, Vinaphone triển khai thử 70 nghiệm thành công dịch vụ 3G Làn sóng thiết bị di động 3G tràn vào Việt Nam với dòng sản phẩm của: Nokia, Samsung, Apple … Điều cho thấy quan tâm lớn thị trường Việt Nam dịch vụ 3G 71 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Với mục tiêu tìm hiểu công nghệ truy nhập gói tốc độ cao HSPA triển khai mạng 3G qua nghiên cứu, tìm hiểu nội dung báo cáo nghiên cứu số vấn đề chính: Thứ nhất, tổng quan hệ thống thông tin di động hệ thứ ba, tiêu chuẩn công nghệ, kiến trúc tổng quát mạng 3G Thứ hai, nghiên cứu công nghệ HSPA mạng 3G, tìm hiểu tổng quan, nguyên lí hoạt động đặc điểm kỹ thuật HSDPA HSUPA Thứ ba, phương án triển khai ứng dụng HSPA mạng 3G Chuẩn 3G mà Bộ Thông Tin Truyền Thông Việt Nam cấp phép chuẩn WCDMA băng tần 2100 MHz Công nghệ hoạt động dựa CDMA có khả hỗ trợ dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao video, truy cập Internet, hội thảo có hình WCDMA nằm dải tần 1920 MHz -1980 MHz, 2110 MHz - 2170 MHz Đây lựa chọn đắn theo phân tích ta thấy băng tần cấp phép (1900-2200 MHz) cho mạng 3G Việt Nam có công nghệ WCDMA sẵn sàng Vì nội dung báo cáo xoay quanh mạng 3G theo chuẩn WCDMA Hướng phát triển HSPA công nghệ hứa hèn khả phát triển Việt Nam Với đặc điểm riêng đưa thiết bị vào mạng Việt Nam cần có chọn lựa phù hợp với điều kiện cụ thể Hướng phát triển đề tài nghiên cứu sâu giải pháp điều khiển HSPA Vấn đề bảo mật điều chế HSPA nghiên cứu sâu nhằm đưa yêu cầu cụ thể phù hợp với mạng lưới Việt Nam Đề tài hoàn thành yêu cầu đặt ban đầu, nhiên thời gian khả nghiên cứu hạn chế nên đề tài tránh khỏi 72 thiếu sót Em mong có ý kiến đánh giá, góp ý thầy cô bạn để báo cáo thêm hoàn thiện Em xin cảm ơn thầy cô, bạn đặc biệt giáo viên hướng dẫn ThS.Đoàn Thị Thanh Thảo tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, Lộ trình phát triển 3G lến 4G HSPA/LTE, Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, 2010 [2] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, Giáo trình thông tin di động hệ ba, Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, Nhà xuất Bưu Điện, 2004 [3] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, Giáo trình “Lộtrình phát triển thông tin di động 3G lên 4G”, Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông, 12/2008 [4] KS Bùi Văn Phú, KS Phạm Vĩnh Hoà, KS Nguyễn Huy Quân, KS.Phạm Bảo Sơn, Hệ thống đa truy cập vô tuyến 3.5G với công nghệ HSDPA, Phòng NCKH Vô tuyến, Viện khoa học kỹ thuật Bưu Điện [5] John Wiley and Sons Ltd, HSDPA/HSUPA for UMTS High Speed Radio Access for Mobile Communications, 2006 74