Nghiên cứu công nghệ HSDPA và ứng dụng vào mạng mobifone1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN TUẤT NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ HSDPA VÀ ỨNG DỤNG VÀO MẠNG MOBIFONE LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN : TS PHẠM VĂN BÌNH HÀ NỘI – 2010 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ .7 LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG 3G VÀ SAU 3G 11 1.1 Lịch sử phát triển thông tin di động giới thiệu hệ thống thông tin IMT-2000 11 1.2 1.1.1 Lịch sử phát triển 13 1.1.2 Hệ thống thông tin di động 3G theo IMT-2000 13 Nâng cấp từ CDMA IS-95 (cdmaOne) lên 3G 15 1.3 Hướng phát triển theo nhánh WCDMA từ GSM 16 1.4 1.3.1 GPRS 17 1.3.2 EDGE 18 1.3.3 WCDMA 20 Hướng phát triển WCDMA 22 1.4.1 HSDPA 24 1.4.2 HSUPA 25 1.4.3 HSPA+ 25 1.4.4 3G-LTE 26 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ HSDPA 27 2.1 Giới thiệu công nghệ truy nhập gói đường xuống tốc độ cao 27 2.2 2.1.1 Nguyên lý 28 2.1.2 Những cải tiến quan trọng HSDPA so với WCDMA 30 2.1.3 Cấu trúc phân lớp HSDPA 32 2.1.3.1 Giao diện vô tuyến kênh truyền tải HS-DSCH 32 2.1.3.2 Cấu trúc kênh HSDPA 33 Các tính tiên tiến công nghệ HSDPA 36 2.3 2.2.1 Kỹ thuật điều chế mã hoá thích ứng AMC 36 2.2.2 Định trình nhanh 37 2.2.3 Phát lại nhanh HARQ 39 2.2.4 Thích ứng liên kết nhanh 41 Cấu trúc lớp vật lý HSDPA 44 2.3.1 Kênh chung đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH) 45 2.3.1.1 Điều chế HS-DSCH 46 2.3.1.2 Mã hoá kênh HS-DSCH 47 -1- 2.4 2.3.1.3 HS-DSCH so với dạng kênh đường xuống khác liệu gói 49 2.3.2 Kênh điều khiển chung tốc độ cao (HS-SCCH) 49 2.3.3 Kênh điều khiển lớp vật lý dành riêng tốc độ cao hướng lên 51 2.3.4 Thủ tục hoạt động lớp vật lý HSDPA 52 Dung lượng đầu cuối HSDPA tốc độ liệu đạt 55 2.5 Di động với HSDPA 58 2.5.1 Phép đo Tế bào HS-DSCH tốt 58 2.5.2 Chuyển giao từ HS-DSCH tới HS-DSCH Node B 59 2.5.3 Chuyển giao HS-DSCH tới HS-DSCH liên Node B (Inter-Node B) 61 2.5.4 Chuyển giao HS-DSCH tới DCH 62 CHƯƠNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HSDPA VÀO MẠNG WCDMA MOBIFONE 64 3.1 Lợi ích nhà khai thác người sử dụng 64 3.1.1 Lợi ích Đối với nhà khai thác 64 3.1.2 Lợi ích Đối với người sử dụng 65 3.1.3 Tình hình triển khai công nghệ HSDPA thiết bị đầu cuối di động HSDPA giới 66 3.1 Bài học kinh nghiệm việc triển khai /thử nghiệm công nghệ HSDPA 67 3.2 Khảo sát đánh giá trạng mạng MobiFone 68 3.3 3.2.1 Cấu trúc mạng thông tin di động VMS-Mobifone 68 3.2.2 Đánh giá trạng mạng Mobifone 72 3.2.2.1 Đánh giá tình hình phát triển thuê bao 72 3.2.2.2 Đánh giá cấu trúc mạng 72 3.2.2.3 Đánh giá lực mạng 74 Phương án ứng dụng công nghệ HSDPA vào mạng WCDMA MobiFone 74 3.3.1 3.3.2 3.4 Các bước chuẩn bị cho triển khai 3G WCDMA mạng Mobifone 75 Phương án triển khai mạng truy nhập WCDMA áp dụng công nghệ HSDPA mạng Mobifone 77 3.3.2.1 Các sở cho việc tính toán triển khai mạng HSDPA: 77 Một số ứng dụng công nghệ HSDPA vào mạng WCDMA MobiFone triển khai cung cấp dịch vụ 82 3.4.1 3.4.2 Dịch vụ Mobile TV 82 Dịch vụ Mobile Interner (Fast connect) 83 KẾT LUẬN ……………………………………… 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 -2- LỜI CAM ĐOAN Tên Nguyễn Văn Tuất, học viên lớp cao học Điện tử- Viễn thông, khoá 2008 – 2010, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin cam đoan nội dung luận văn hoàn toàn kết tìm hiểu, nghiên cứu thân sở hướng dẫn khoa học TS.Phạm Văn Bình, giảng viên khoa Điện tử -Viễn thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội Trong luận văn có tham khảo số tài liệu nước có liệt kê đầy đủ mục tài liệu tham khảo Luận văn không chép từ nguồn tài liệu Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm luận văn -3- DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT A AAL2 ACK AMR ARQ ATM B BCCH BCH BER BSS BSC C CCH CCH CDMA CFN CIR CN CPCH CPICH CQI CRC CRNC CS CTCH D DCA DCCH DCH DPCCH DPDCH DSCH DTCH E EDGE ATM Adaptation Layer type Acknowledgement Adaptive multirate (speech codec) Automatic repeat request Asynchronous transfer mode Lớp thích ứng ATM loại Xác nhận thành công Đa tốc độ thích ứng (mã hoá thoại) Yêu cầu phát lại tự động Chế độ truyền không đồng Broadcast channel (logical channel) Broadcast channel (transport channel) Bit error rate Base station subsystem Base station controller Kênh quảng bá (Kênh truyền tải) Tỉ lệ lỗi Bit Hệ thống trạm gốc Bộ điều khiển trạm gốc Common transport channel Control channel Code division multiple access Connection frame number Carrier to interference ratio Core network Common packet channel Common pilot channel Channel quality indicator Cyclic redundancy check Controlling RNC Circuit Switched Common traffic channel Kênh truyền tải chung Kênh điều khiển Đa truy nhập chia theo mã Số khung kết nối Tỉ lệ sóng mang nhiễu Mạng lõi Kênh gói chung Kênh hoa tiêu chung Bộ thị chất lượng kênh Mã kiểm tra lỗi CRC RNC điều khiển Chuyển mạch kênh Kênh lưu lượng chung Dynamic channel allocation Dedicated control channel (logical channel) Dedicated channel (transport channel) Dedicated physical control channel Dedicated physical data channel Downlink shared channel Dedicated traffic channel Cấp phát kênh động Kênh điều khiển dành riêng (kênh logic) Kênh dành riêng (kênh truyền tải) Kênh điều khiển vật lý dành riêng Kênh liệu vật lý dành riêng Enhanced data rates for GSM Hệ thống EDGE -4- Kênh quảng bá (Kênh logic) Kênh chia sẻ đường xuống Kênh lưu lượng dành riêng EGSM F FCS FDMA FTP G GERAN GGSN GMSC GPRS GPS GSM H HARQ HSDPA HSDPCCH HS-DSCH HS-SCCH HSUPA I IMSI IS-95 ITU L LAI M MAC MCS MGW MIMO evolution Extended GSM Hệ thống GSM mở rộng Fast cell selection Frequency division multiple access File transfer protocol Lựa chọn Cell nhanh Đa truy nhập chia theo tần số GSM/EDGE Radio Access Network Gateway GPRS support node Gateway MSC General packet radio system Global positioning system Global system for mobile communications Mạng truy nhập vô tuyến GSM/EDGE Node hỗ trợ GPRS MSC cổng Hệ thống vô tuyến gói chung Hệ thống định vị toàn cầu Hệ thống thông tin di động GSM Hybrid automatic repeat request High speed downlink packet access Uplink high speed dedicated physical control channel High speed downlink shared channel High speed shared control channel High speed uplink packet access Yêu cầu phát lại tự động kiểu Hybrid Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao Kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao đường lên Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao Kênh điều khiển chia sẻ đường xuống tốc độ cao Truy nhập goi đường lên tốc độ cao International mobile subscriber identity cdmaOne, one of the 2nd generation systems, mainly in Americas and in Korea International telecommunications union Nhận dạng thuê bao di động toàn cầu Tiêu chuẩn mạng 2G-CDMA, chủ yếu phát triển Mỹ Hàn Quốc Tổ chức tiêu chuẩn viễn thông quốc tế ITU Location area identity Nhận dạng vị trí Medium access control Điều khiển truy nhập môi trường Khuôn dạng điều chế mã hoá Gateway phương tiện Hệ thống nhiều đầu vào nhiều Modulation and coding scheme Media gateway Multiple input multiple output -5- Giao thức truyền file MS MSC/VLR N NBAP NRT O OFDMA P PCCCH PCCH PCCPCH PCH PLMN PSTN Q QAM QPSK R RAN RANAP RNC S SCH SGSN SNR SS7 T TCH TDMA TTI U UMTS USCH Mobile station Mobile services switching centre/visitor location register đầu Máy di động Tổng đài MSC/bộ đăng ký tạm trú Node B application part Non-real time Phần ứng dụng Node B Dịch vụ phi thời gian thực Orthogonal frequency division multiple access Đa truy nhập chia theo tần số trực giao Physical common control channel Paging channel (logical channel) Primary common control physical channel Paging channel (transport channel) Public land mobile network Kênh vật lý điều khiển chung Public switched telephone network Kênh tìm gọi (kênh logic) Kênh vật lý điều khiển chung Kênh tìm gọi (kênh truyền tải) Mạng di động mặt đất công cộng Mạng điện thoại chuyển mạch kênh công cộng Quadrature amplitude modulation Quadrature phase shift keying Điều chế QPSK Radio access network RAN application part Radio network controller Mạng truy nhập vô tuyến Phần ứng dụng RAN Bộ điều khiển mạng vô tuyến Synchronisation channel Serving GPRS support node Signal to noise ratio Signalling System #7 Kênh đồng Node hỗ trợ GPRS phục vụ Tỉ số tín hiệu nhiễu Hệ thống báo hiệu số Traffic channel Time division multiple access Kênh lưu lượng Đa truy nhâp chia theo thời gian Khoảng thời gian phát Transmission time interval Universal mobile telecommunication services Uplink shared channel -6- Điều chế biên độ cầu phương Hệ thống 3G, UMTS Kênh chia sẻ đường lên DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Quá trình phát triển lên 3G nhánh công nghệ 14 Hình Tuỳ chọn phương án chuyển đổi từ GSM CDMA IS-95 14 Hình Kế hoạch triển khai phát triển mạng cdmaOne 16 Hình Triển khai GPRS mạng GSM 18 Hình Triển khai EDGE 20 Hình Minh hoạ cấu trúc mạng UMTS R99 21 Hình Lộ trình phát triển cho hệ thống 3GPP 24 Hình Kiến trúc mạng 3GPP LTE 26 Hình Hiệu phổ HSDPA 27 Hình 10 Độ trễ tín hiệu đường truyền công nghệ khác 28 Hình 11 Mô tả đơn giản nguyên lý hoạt động HSDPA 29 Hình 12 So sánh HSDPA với WCDMA 30 Hình 13 Kiến trúc giao thức giao diện vô tuyến kênh truyền tải HS-DSCH 32 Hình 14 Các kênh vật lý cho HSDPA 34 Hình 15 Chia sẻ thời gian mã 34 Hình 16 Cấu trúc lớp vật lý đường xuống đường lên HSDPA 35 Hình 17 Ưu định trình Node B (tham khảo: Nokia) 37 Hình 18 Truyền dẫn tới user với điều kiện vô tuyến thuận lợi 38 Hình 19 Hoạt động giao thức SAW 39 Hình 20 Gói liệu thu 40 Hình 21 Phát lại gói liệu 41 Hình 22 Năng lượng bit tín hiệu nhận mật độ phổ tạp âm so với tỉ lệ liệu đỉnh (PDR-Peak Data Rate) mã Hình vẽ bao gồm dung lượng Shannon lý thuyết dung lượng theo kết mô mức liên kết BLER=10%, người dùng với tốc độ 3km/h 43 Hình 23 Số mã tối ưu MCS hàm Eb/No TTI Giả thiết chất lượng kênh lý tưởng, người dùng bộ, tốc độ 3km/h 43 Hình 24 Ví dụ ghép mã hai đối tượng sử dụng 45 Hình 25 Các chùm 16 QAM QPSK 46 Hình 26 Chuỗi mã kênh HS-DSCH 47 Hình 27 Nguyên tắc chức HARQ 48 -7- Hình 28 Mỗi quan hệ định thời HS-DSCH HSSCCH 51 Hình 29 Cấu trúc HS-DPCCH 52 Hình 30 Định thời đầu cuối trình xử lý HARQ 54 Hình 31 Mối quan hệ định thời HS-SCCH DPCH hướng lên 55 Hình 32 Phép đo tế bào HS-DSCH 59 Hình 33 Ví dụ chuyển giao từ HS-DSCH tới HS-DSCH Node B 60 Hình 34 Chuyển giao HS-DSCH tới HS-DSCH liên Node B 61 Hình 35 Chuyển giao HS-DSCH tới DCH 62 Hình 36 So sánh thời gian trễ 2,5G; WCDMA, HSDPA 86 Hình 37 Sự phát triển dịch vụ theo công nghệ 86 Hình 38 Sử dụng công suất có sử dụng HSDPA 87 -8- LỜI MỞ ĐẦU Nếu thập kỷ 90 kỷ trước xem thành công hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM, bước sang năm đầu kỷ 21, hệ thống thông tin di động hệ thứ (3G), hệ thống thông tin di động hệ thứ (4G) bắt đầu phát triển ứng dụng thương mại cách mạnh mẽ Sự hội tụ thoại liệu nhằm đáp ứng ngày tăng nhu cầu người sử dụng tất yếu Chính hệ thống thông tin di động 3G, 3.5G, 4G nghiên cứu ứng dụng thương mại cách sâu rộng không đáp ứng mục tiêu Năm 2002, lần hệ thống truyền thông di động toàn cầu UMTS (WCDMA) giới thiệu dần thương mại hóa Tốc độ lý thuyết UMTS tối đa đạt 2Mbps Thực tế, hệ thống cung cấp dịch vụ liệu với chất lượng cao tốc độ 384kbps Chính vậy, để đáp ứng yêu cầu băng thông chất lượng ngày cao người, hệ thống thông tin di động nghiên cứu ứng dụng thương mại Các tổ chức viễn thông quốc tế số nhà khai thác thông tin di động hàng đầu giới tiếp tục nghiên cứu, đề xuất thử nghiệm công nghệ Điển hình công nghệ truy nhập gói tốc độ cao đường xuống (HSDPA) công nghệ cho phép nâng cao tốc độ truyền dẫn liệu hệ thống UMTS HSDPA nhóm hợp tác hệ thứ ba (3GPP) phát triển phiên Rel’5, nâng cao tốc độ liệu đường xuống lên tới 14,4 Mbps (lý thuyết) gia tăng dung lượng hệ thống Công nghệ HSDPA bước phát triển WCDMA phần hướng phát triển cải tiến 3G họ công nghệ GSM Ưu điểm công nghệ chất luợng người sử dụng đầu cuối nâng lên cho tất dịch vụ dễ dàng đáp ứng dịch vụ triển khai Ở Việt Nam, số nhà khai thác thử nghiệm thành công giai đoạn đầu triển khai hệ thống 2,75G (EDGE) hay 3G (cdma2000 EV-DO, WCDMA) Tuy vậy, việc nghiên cứu công nghệ HSDPA cho hệ thống di động vấn đề cần làm Trong khuôn khổ luận văn, tác giả muốn trình bày khái niệm số kỹ thuật công nghệ HSDPA Cấu trúc luận văn gồm chương: -9- - Hiện toàn mạng vô tuyến cài đặt cố định 01 khe thời gian (TS) 03 khe thời gian linh động ( bình thường ấn định cho EDGE, có nghẽn kênh thoại ưu tiên phục vụ cho thoại trước) để phục vụ cho EDGE Để triển khai mạng 3G, VMS phát triển mạng lõi tương thích với mạng truy nhập 3G WCDMA Đến thời điểm triển khai mạng 3G, VMS có 17 MSC công nghệ softswitch với 40 MGW phục vụ cho việc kết nối với hệ thống điều khiển trạm gốc 3G RAN 2G BSC Để sẵn sàng cho triển khai HSDPA hướng tới mạng toàn IP (hỗ trợ Iu over IP), VMS lựa chọn chuẩn công nghệ theo release 3GPP Hệ thống MSC softswitch sẵn sàng cho việc nâng cấp để kết nối với mạng IMS tương lai Các HLR VMS nâng cấp đảm bảo quản lý thuê bao 3G 2G lúc - 76 - 3.3.2 Phương án triển khai mạng truy nhập WCDMA áp dụng công nghệ HSDPA mạng Mobifone Tại thời điểm thức cung cấp dịch vụ, địa điểm lựa chọn phủ sóng 3G/HSDPA thành phố: Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Huế, thành phố Đà nẵng, thành phố Cần thơ thành phố Hải Phòng lý sau: - Đây thành phố lớn có tiềm Việt nam, có mật độ tập trung dân cư cao, thu nhập bình quân/đầu người cao nước, lưu lượng gọi thành phố chiếm tới 55,2% tổng số 64 tỉnh - thành phố Trung tâm vùng trọng điểm Việt nam, thủ đô, thành phố trọng điểm khu vực miền đông Nam bộ, miền Trung, miền Tây nam bộ, đông Bắc miền bắc tương ứng với Trung tâm Thông tin Di động khu vực mạng VMS-Mobifone Các thành phố chiếm đến 55% tổng lưu lượng toàn mạng - Triển khai HSDPA đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ liệu tốc độ mạng MobiFone thành phố trọng điểm 3.3.2.1 Các sở cho việc tính toán triển khai mạng HSDPA: Căn vào dự báo số lượng thuê bao 3G phát triển, số lượng thuê bao thành phố Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Huế, Cần Thơ Hải Phòng chia thành hình thái phủ sóng : vùng mật độ dân cư đô thị dày đặc (dense urban) ; vùng đô thị (urban) ; vùng đô thị ngoại vi (sub urban) vùng nông thôn ngoại thành (rural) Phân vùng hình thái phủ sóng cho thành phố sau : Bảng 17 – Phân vùng hình thái phủ sóng Thành phố Dense urban Hà Nội HCM 50% 25% 15% 10% Đà Nẵng, Huế, Cần Thơ Hải Phòng 0% 50% 30% 20% Urban Suburban Rural Với giả thiết Hà Nội Hồ Chí Minh nơi có hình thái mật độ dân cư dày đặc (dense urban), với khu đô thị Trung tâm thương mại, có số lượng nhà - 77 - cao tầng liền kề nhiều, thành phố khác có hình thái dân cư bảng Hình 18 – Tỷ lệ thuê bao 3G HSDPA dự kiến Dự báo tỷ lệ thuê Dự báo tỷ lệ thuê bao bao sử dụng 3G sử dụng HSDPA Thứ tự Tên thành phố Hà Nội 18% 10% TP Hồ Chí Minh 46% 26% TP Đà Nẵng 9% 4% TP Huế 9% 4% TP Cần Thơ 9% 4% TP Hải Phòng 9% 4% 100% 58% Tổng cộng a Vùng phủ sóng yêu cầu: - Trên sở nghiên cứu đồ số, bao gồm phân bố dân cư, phân chia vùng dense urban, urban, suburband rural - Bốn hình thái môi trường phủ sóng định nghĩa để phục vụ cho thiết kế, vùng phủ sóng yêu cầu cho thành phố ước lượng sau: - Diện tích phủ sóng hình thái môi trường: Bảng 19 – Diện tích phủ sóng Vùng phủ sóng yêu cầu Urban Suburband Thứ tự Tên thành phố Hà Nội 6% 19% 49% 26% Hồ Chí Minh 22% 10% 47% 21% Đà Nẵng 0% 22% 70% 7% Huế 0% 8% 41% 52% Cần thơ 0% 10% 20% 70% Hải Phòng 0% 17% 41% 42% Dense urban - 78 - Rural b Kế hoạch phủ sóng WCDMA Phủ sóng liên tục dịch vụ - Có loại dịch vụ cần tính toán thiết kế, dịch vụ thoại (AMR 12.2), Video call service (CS64), data service (PS64, PS128, PS384, HSDPA) Vùng phủ dịch vụ liên tục dịch vụ tối thiểu cần cung cấp môi trường phủ sóng - Yêu cầu dịch vụ khác cho môi trường phủ sóng ( Dense uraban, urban, suburban, rural) - Vùng phủ cho vùng DU có yêu cầu cao nhất, tiếp đến U, SU, RU Vì phủ sóng dịch vụ liên tục khác cho hình thái môi trường - Bảng liệt kê vùng phủ liên tục sử dụng cho thiết kế mạng Bảng 20 – Vùng phủ sóng liên tục theo dịch vụ Hình thái môi trường Phủ sóng dịch vụ liên tục (Morphology) Uplink Downlink Dense urban PS128/HSDPA PS384/HSDPA Urban PS128 PS384 Suburban PS64 PS128 Rural PS64/AMR12.2 PS64/AMR12.2 Khả phủ sóng - Độ dự trữ fading tương ứng với thay đổi mức tín hiệu gây ảnh hưởng môi trường truyền sóng nhà cao tầng, đồi núi…độ dự trữ fading đủ cần xét đến để bảo đảm vùng phủ mong muốn vùng phủ cell - Vùng phủ mong muốn sử dụng thiết kế mạng sau: Bảng 20 – Vùng phủ sóng mong muốn - 79 - c Dự báo vùng phủ site - Mobifone sử dụng node B có đặc tính sau: + Anten sector có búp sóng tính hướng cao, đảm bảo phủ sóng sâu rộng; + Giảm can nhiễu; + Dễ thiết kế thông số kiểm soát vùng phủ - Bảng kết tính toán bán kính cell vùng phủ site Bảng 21 – Bán kính vùng phủ theo node B tiêu chuẩn Dense urband Urban Suburban Rural Bán kính cell (km) 0.35 1.01 3.18 5.4 Vùng phủ site (km2) 0.24 1.99 19.7 56 d Giả thiết mô hình lưu lượng Trên sở kinh nghiệm VMS lưu lượng mạng tại, giả thiết sau mô hình lưu lượng Bảng trung bình bận voice, data cho thuê bao sử dụng dịch vụ mạng 3G sau : • Tổng lưu lượng traffic cho thuê bao 1456 kbit UL 2208 kbit DL Bảng 22 – Bảng lưu lượng traffic theo dịch vụ Service RAB Type Type Typical service CS Voice DCH:DCH (UL:DL) - 80 - Bearer Bearer UL DL Penetration Rate Rate Intensity Vol Vol Rate UL DL (mErl) (kbit) (kbit) (kbps) (kbps) 100% 12.2 12.2 25.0 - - CS Video telephony DCH:DCH 100% 64 64 2.0 - - PS E-mail DCH:DCH 100% 64 64 - 96 384 100% 64 128 - 80 320 100% 64 384 - 80 320 20% 64 500 - 100 600 PS PS PS Audio/video DCH:DCH streaming video DCH:DCH streaming Mobile office Internet DCH:HSDPA /e-commerce Trên sở giả thiết yêu cầu trên, thông lượng cho hình thái môi trường dự kiến sau: Bảng 23 – Bảng thông lượng cho nodeB Iub (Mbps) Dense urband Urban Suburban Rural 3.34 2.91 1.92 2.77 e Các số chất lượng mạng 3G cần đạt được: Bảng 24 – Chỉ tiêu chất lượng Domain Accessibility Retainability Throughput KPIs CS Call Setup Success Rate Average duration of CS call establishment PS Call Setup Success Rate Average duration of PS call establishment CS Voice Call Drop Rate CS Video Call Drop Rate Volume of PS DL transfer before drop Volume of HSDPA DL transfer before drop HSDPA Cell Throughput - 81 - Value > 98% < 1.4 s > 98% < 1.6 s < 0.5% < 0.5% > 23.1 MB > 34.9 MB > 1594 kbit/s 3.4 Một số ứng dụng công nghệ HSDPA vào mạng WCDMA MobiFone triển khai cung cấp dịch vụ 3.4.1 Dịch vụ Mobile TV - Dịch vụ Mobile TV cho phép khách hàng MobiFone xem truyền hình nước, quốc tế trực tiếp (Live TV) xem nội dung theo yêu cầu (xem lại truyền hình, video clip, phim truyện, ca nhạc) gửi tặng bạn bè, người thân - Sau mô hình kết nối phần tử mạng Mobifone cho dịch cụ Mobile TV: - Đây dịch vụ Mobifone cung cấp cho thuê bao 3G mình, nhiên nội dung cung cấp VASC Vì dịch vụ đòi hỏi liệu lien tục - 82 - không bị ngắt quãng đường truyền có dung lượng đảm bảo cho thuê bao sử dụng dịch vụ Nên với tốc độ EDGE 144,4 Kb/s cung cấp dịch vụ cho khách hang, mà đòi hỏi phải sử dụng công nghệ có tốc độ liệu cao phần vô tuyến HSDPA với tốc độ đường xuống đạt 7,2Mb/s Trong phần mạng lõi 3G phải nâng cấp để đáp ứng tốc độ liệu dịch vụ Để đáp ứng điều Mobifone nâng cấp mạng lõi GPRS thích ứng với mạng vô tuyến 3G tốc độ cao 3.4.2 Dịch vụ Mobile Internet (Fast connect) - Đây dịch vụ truy cập Internet tốc độ cao Mobifone dựa công nghệ 3G (HSDPA) cung cấp cho khách hàng thành phố lớn khu vực động dân cư - Những tiện ích dịch vụ: + Truy cập Internet, theo dõi tin tức nhanh chóng, dễ dàng lúc, nơi + Truy cập xem, chia sẻ video clip + Download/Upload ảnh/video, gửi nhận email trực tiếp từ điện thoại di động cách nhanh chóng, thuận tiện - Dịch vụ cung cấp cho tất thuê bao Mobifone - Mobifone cúng cung cấp Modem USB để sử dụng dịch vụ Internet máy tính song điện thoại 3G Mobifone FastConnect, hình thức dịch vụ Mobile Internet Sau sơ đồ kết nối mạng Core phục vụ cho dịch vụ Mobile Internet Với dịch vụ Mobile Internet người dùng truy nhập Internet với đốc độ download lên đến 7,2Mb/s Với tốc độ đòi hỏi mạng vô tuyến phải nâng cấp để thích ứng Mobifone nâng cấp phần vô tuyến lên 3G (HSDPA) vùng cung cấp dịch vụ cho khách hang Hơn mạng Core nâng cấp để phù hợp với tốc độ liệu dịch vụ - 83 - Sơ đồ mạng lõi GPRS Modifone Trung tâm Internet Tu Liem (HANOI2) ISP (16M Leased Line FPT) VMS Existing network GGSN Router1 IPS-2 C7609 ALCATEL GPRS CORE SYSTEM C7609 IPS-1 GGSN Router2 C7613 C7613 1xGE BGs C7606 C7606 1xGE 1xGE 1xGE C7613 1xGE C7609 1xGE 1xGE 1xGE Intersite Connectivity C7613 1xGE C7609 1xGE+3xFE 1xGE+3xFE Gn DNS/DHCP-2 Gn DNS/DHCP-1 1xGE 3xFE C7613 3xFE 3xSC-CT (1new) 2xFE 2xFE 1xGE C2960 C2960 2xFE 2xFE 5xFE 1xFE 1xGE C7613 1xGE 1xGE C7609 1xGE C7609 1xGE+2xFE 1xGE+2xFE 1xGE 1xFE C2960 C2960 1xFE x Switch Commander servers 5xSC-CTL 2xFE 2xFE SGSN-1 x SPOTs server 2xISMS Servers 1xSC-CTL Giap Bat SGSN-1 - 84 - Hai Phong KẾT LUẬN Với kỹ thuật đưa vào HSDPA, công nghệ có số đặc điểm sau: Cải thiện dung lượng hệ thống Do sử dụng khả định trình phân phối tài nguyên hợp lý, dung lượng hệ thống HSDPA lớn so với WCDMA HSDPA tăng dung lượng hệ thống nhiều cách: - Phát kênh chia sẻ dẫn đến hiệu sử dụng mã có sẵn tài nguyên công suất WCDMA - Sử dụng TTI ngắn giảm thời gian quay vòng cải thiện theo dõi biến đổi kênh nhanh - Thích ứng liên kết tối đa hóa cách sử dụng kênh làm cho BS hoạt động gần với công suất nguồn cell cực đại - Lịch biểu nhanh ưu tiên người sử dụng với điều kiện kênh thích hợp - Phát lại nhanh tổ hợp mềm làm tăng dung lượng hệ thống - Sử dụng 16QAM Với đặc điểm đó, phụ thuộc vào triển khai, việc tổ hợp có lợi cho dung lượng hệ thống từ đến lần so với WCDMA 3GPP R’99 Giảm thời gian truy nhập - 85 - Hình 36 So sánh thời gian trễ 2,5G; WCDMA, HSDPA Hình 36 cho thấy HSDPA giảm đáng kể thời gian người sử dụng lấy lại nội dung từ mạng Giảm thời gian trễ quan trọng cho nhiều ứng dụng, ví dụ game HSDPA cho phép triển khai hiệu việc sử dụng ứng dụng luồng, trễ vòng thấp có lợi cho ứng dụng Web Thêm vào đó, cải tiến dung lượng HSDPA mở cánh cửa ứng dụng liệu cực lớn mà không hỗ trợ đầy đủ với R’99 Hình 37 Sự phát triển dịch vụ theo công nghệ Khả tích hợp với WCDMA Một lợi ích khác HSDPA tích hợp thành phần WCDMA Tin tức di động vùng rộng cung cấp với HSDPA Nó không cần thêm sóng mang Hiện tại, WCDMA cung cấp dịch vụ thoại liệu - 86 - đồng thời cho người sử dụng sóng mang Điều áp dụng cho HSDPA, mà hiệu sử dụng hiệu HSDPA tăng hiệu sử dụng công suất cách tận dụng công suất không sử dụng đến Công suất không sử dụng Tổng công suất Công suất điều khiển dành cho kênh dành riêng Công suất điều khiển dành cho kênh dành riêng Các kênh chung Các kênh chung Cấp phát công suất động cho kênh HS-DSCH Cấp phát công suất cho kênh dành riêng Hình 38 Sử dụng công suất có sử dụng HSDPA Nhận xét Mạng vô tuyến WCDMA/HSDPA hứa hẹn hỗ trợ dịch vụ với tốc độ liệu cao, lên tới 10 Mbps, đạt hiểu phổ tần cao liệu chuyển mạch gói, dẫn đến việc thu tốt cho ứng dụng liệu đường xuống (thời gian kết nối đáp ứng ngắn hơn) Có thể xem HSDPA bước đột phá trình phát triển mạng truy cập vô tuyến kể từ năm 1997 Các khái niệm HSDPA đề cập đề tài không mục đích bước xây dựng kiến trúc mạng thông tin di động 3G+ tương lai Quan trọng hơn, HSDPA cho phép tăng thông lượng sector lên ba đến năm lần, dẫn đến người sử dụng nhiều liệu sóng mang Thông lượng tốc độ liệu cao HSDPA kích thích hướng tiêu dùng ứng dụng liệu lớn mà không hỗ trợ đầy đủ R’99 Mặt khác, HSDPA cho phép triển khai hiệu chất lượng dịch vụ tương tác chất lượng dịch vụ chuẩn 3GPP HSDPA cải thiện việc sử dụng ứng dụng luồng, trễ - 87 - vòng thấp có lợi cho ứng dụng Web Một lợi ích khác tương thích với R’99 Điều làm cho việc triển khai thuận lợi Sự triển khai HSDPA làm tăng lợi nhuận phải nâng cấp Node B RNC Sự hỗ trợ ứng dụng đa phương tiện nhiều thiết bị hấp dẫn với giá thấp sớm có nhiều người đón nhận, tăng lợi cạnh tranh, tăng số lượng thuê bao dẫn đến tăng lợi nhuận - 88 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] www.hspa.gsmworld.com [2] 3GPP Technical Report 25.848, Physical layer aspects of UTRA High Speed Downlink Packet Access, version 4.0.0, March 2001 [3] 3GPP Technical Report 25.890, High Speed Downlink Packet Access: UE Radio Transmission and Reception, 1.0.0, May 2002 [4] 3GPP Technical Report 25.848, Physical layer aspects of UTRA High Speed Downlink Packet Access, version 4.0.0, March 2001 [5] 3GPP Technical Specification 25.211, Physical Channels and Mapping of Transport Channels onto Physical Channels (FDD), version 5.0.0, March 2002 [6] 3GPP Technical Specification 25.212, Multiplexing and Channel Coding (FDD), version 5.0.0, March 2002 [7] 3GPP Technical Specification 25.306, UE Radio Access Capabilities, version 5.1.0, June 2002 [8] 3GPP Technical Specification 25.331, Radio Resource Control (RRC), Release 5, December 2003 [9] 3GPP Technical Specification 25.322, Radio Link Control (RLC), December 2003 [10] Elliot, R C and Krzymien, W A ‘Scheduling Algorithms for the cdma2000 Packet Data Evolution’, Proceedings of the IEEE Vehicular Technology Conference (VTC), Vancouver, Canada, September 2002, vol 1, pp 304–310 [11] Ameigeiras, P ‘Packet Scheduling and Quality of Service in HSDPA’, Ph.D thesis, Department of Communication Technology, Aalborg University, Denmark, October 2003 [12] Kolding, T E ‘Link and System Performance Aspects of Proportional Fair Scheduling in WCDMA/HSDPA’, Proceedings of 58th IEEE Vehicular Technology Conference (VTC), Florida, USA, October 2003, vol 2, pp 1454– 1458 [13] Ramiro-Moreno, J., Pedersen, K I and Mogensen, P E ‘Network Performance of Transmit and Receive Antenna Diversity in HSDPA under - 89 - Different Packet Scheduling Strategies,’ Proceedings of 57th IEEE Vehicular Technology Conference (VTC), Jeju, South Korea, April 2003, vol 2, pp 1454–1458 [14] Parkvall, S., Dahlman, E., Frenger, P., Beming, P and Persson, M ‘The High Speed Packet Data Evolution of WCDMA,’ Proceedings of the 12th IEEE Symposium of Personal, Indoor, and Mobile Radio Communications (PIMRC), San Diego, California, USA, September 2001, vol 2, pp G27–G31 [15] Holtzman, J M ‘Asymptotic Analysis of Proportional Fair Algorithm’, IEEE Proc Personal Indoor Mobile Radio Communications (PIMRC), Septermber, 2001, pp F33–F37 [16] Andrews, M., Kumaran, K., Ramanan, K., Stolyar, A and Whiting, P ‘Providing Quality of Service over a Shared Wireless Link,’ IEEE Communications Magazine, February 2001, vol 39, no 2, pp 150–154 - 90 - ... 3G, HSDPA, architecture of mobile communication systems The focus is to understand HSDPA technology and core network when apply 3G and HSDPA Therefore, we can understand itinerary to 3G, HSDPA. .. riờng tc cao hng lờn 51 2.3.4 Th tc hot ng lp vt lý HSDPA 52 Dung lng u cui HSDPA v cỏc tc d liu t c 55 2.5 Di ng vi HSDPA 58 2.5.1 Phộp o T bo HS-DSCH tt nht ... 65 3.1.3 Tỡnh hỡnh trin khai cụng ngh HSDPA v thit b u cui di ng HSDPA trờn th gii 66 3.1 Bi hc kinh nghim vic trin khai /th nghim cụng ngh HSDPA 67 3.2 Kho sỏt ỏnh giỏ hin trng