Nghiên cứu và đánh giá phẩm chất mạng di động sử dụng HSDPA

THUẬT NGỮ VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT Thuật ngữ 1G 2G 3G 3GPP Tiếng anh First Generation Second Generation Third Generation 3rd Generation Partnership Tiếng việt Thế hệ Thế hệ thứ Thế hệ thứ Dự án hợp tác hệ thứ ba BTS CDMA Project Base Transceiver Station Code Division Multiple Access Trạm thu phát gốc Đa truy nhập phân chia theo CQI CRC DCH DPCCH Channel Quality Information Cyclic Redundancy Check Dedicated Channel Dedicated Physical Control mã Chỉ thị chất lượng kênh Kiểm tra vòng dư Kênh dành riêng Kênh điều khiển vật lý dành DPCH DPDCH Channel Dedicated Physical Channel Dedicated Physical Data riêng Kênh vật lý riêng Kênh liệu vật lý riêng DTX E-DCH Channel Discontinuous Transmission Enhanced uplink Dedicated Phát không liên tục Kênh dành riêng tăng cường FDD Channel Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia FDMA Frequency Division Multiple theo tần số Đa truy nhập phân chia theo GPRS GSM Access General Packet Radio Service Global System for Mobile tần số Dịch vụ vơ tuyến gói chung Hệ thống thông tin di động HARQ Communications Hybrid Automatic Repeat toàn cầu Yêu cầu phát lại tự động linh HSDPA reQuest High-Speed Downlink Packet hoạt Truy nhập gói đường xuống HSPA HSUPA Access High-Speed Packet Access High-Speed Uplink Packet tốc độ cao Truy nhập gói tốc độ cao Truy nhập gói đường lên tốc Access độ cao HS-DPCCH High-Speed Dedicated Physical HS-DSCH Control Channel High-Speed Delicated Shared Channel HS-PDSCH High-Speed Physical Downlink Kênh điều khiển vật lý riêng tốc độ cao Kênh chia sẻ riêng tốc độ cao Kênh chia sẻ đường xuống HS-SCCH Shared Channel High-Speed Shared Control vật lý tốc độ cao Kênh điều khiển chia sẻ tốc IP ITU Channel Internet Protocol International độ cao Giao thức Internet Liên minh viễn thông quốc tế Iub Telecommunications Union The interface used for Giao diện dùng để liên lạc communication between the nút B RNC NodeB and the RNC The interface used for Giao diện dùng để liên lạc communication between RNC khác different RNCs Long-Term Evolution Medium Access Control-hs Tiến hóa dài hạn Điều khiển truy nhập môi MIMO PDCP Multiple Input Multiple Output Packet Data Convergence trường-hs Nhiều đầu vào nhiều đầu Giao thức hội tụ số liệu gói PDU QAM Protocol Packet Data Unit Quadrature Amplitude Khối liệu gói Điều chế biên độ cầu phương RLC RNC RRC Modulation Radio Link Control Radio Network Controller Radio Resource Control Điều khiển liên kết vô tuyến Bộ điều khiển mạng vô tuyến Điều khiển tài nguyên vô SF SINR Spreading Factor Signal to Interference and Noise tuyến Hệ số trải phổ Tỷ số tín hiệu/nhiễu/tạp âm TFCI Ratio Transport Format Combination Chỉ thị kết hợp định dạng vận Indicator tải Iur LTE MAC-hs TPC TTI UE UMTS Transmission Power Control Transmission Time Interval User Equipment Universal Mobile Điều khiển công suất truyền Khoảng thời gian phát Thiết bị người dùng Hệ thống viễn thông di động UTRAN Telecommunications System Universal Terrestrial Radio vạn Mạng truy nhập vô tuyến mặt WCDMA Access Network Wideband CDMA đất vạn CDMA băng rộng MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG .3 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1.2 Hệ thống thông tin di động 2G .3 1.1.3 Hệ thống thông tin di động 3G .5 1.2 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA WCDMA VÀ HSPA 1.3 TỔNG QUAN VỀ HSPA 15 1.4 CÔNG NGHỆ HSDPA 17 1.4.2 Lập lịch phụ thuộc kênh 19 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 23 2.1 TRUYỀN DẪN KÊNH CHIA SẺ TỐC ĐỘ CAO HS-DSCH 24 2.6.2 Báo hiệu điều khiển đường xuống: F-DPCH .44 2.6.3 Báo hiệu điều khiển đường lên: HS-DPCCH 45 2.7.1 Truyền dẫn số liệu HSPA – MIMO .50 2.7.2 Điều khiển tốc độ cho HSPDA – MIMO .53 2.7.3 HARQ kết hợp mềm cho HSDPA-MIMO 54 2.7.4 Báo hiệu điều khiển cho HSDPA-MIMO 54 2.7.5 Các khả UE hỗ trợ MIMO 56 2.10 KẾT LUẬN CHƯƠNG 60 3.2.2 Các số đo hiệu quan trọng 63 3.2.4 Tăng cường hiệu HSDPA 69 3.2.5 Tổng kết 74 3.3.1 Live TV 75 3.3.2 Video clips 76 3.3.3 Video calls 79 3.3.4 Games 79 79 3.3.5 Tải nhạc 80 KẾT LUẬN 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO .85 DANH MỤC HÌNH VẼ HÌNH 1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY NHẬP HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 2G .5 HÌNH 1.2 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THƠNG TIN DI ĐỘNG ĐẾN 4G HÌNH 1.3 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA WCDMA HÌNH 1.4 CÁC KỸ THUẬT ĐƯỢC XEM XÉT NGHIÊN CỨU CHO HSUPA 12 HÌNH 1.5 CÁC KỸ THUẬT ĐƯỢC LỰA CHỌN CHO DANH MỤC NGHIÊN CỨU HSUPA 12 HÌNH 1.6 TRÌNH TỰ PHÁT TRIỂN VÀ TIÊU CHUẨN HĨA HSPA .15 HÌNH 1.7 PHÁT TRIỂN TỐC ĐỘ SỐ LIỆU TRONG WCDMA VÀ HSPA .15 HÌNH 1.8 TRIỂN KHAI HSPA VỚI SÓNG MANG RIÊNG HOẶC CHUNG SÓNG MANG VỚI WCDMA 16 HÌNH 1.9 TỐC ĐỘ SỐ LIỆU KHÁC NHAU TRÊN CÁC GIAO DIỆN (TRƯỜNG HỢP HSDPA) .16 HÌNH 1.11 CẤU TRÚC THỜI GIAN-MÃ CỦA HS-DSCH .19 HÌNH 1.12 LẬP LỊCH PHỤ THUỘC KÊNH CHO HSDPA .20 HÌNH 1.13 KIẾN TRÚC HSDPA 21 HÌNH 2.1 CÁCH SỬ DỤNG CƠNG SUẤT ĐỘNG ĐỐI VỚI HS-DSCH .25 HÌNH 2.2 CẤU TRÚC KÊNH ĐỐI VỚI HSDPA .28 HÌNH 2.3 CÁC PHÉP ĐO VÀ SỰ GIỚI HẠN TÀI NGUYÊN ĐỐI VỚI HSDPA 29 HÌNH 2.5 CẤU HÌNH GIAO THỨC KHI HS-DSCH ĐƯỢC ẤN ĐỊNH 32 HÌNH 2.7 VIỆC XỬ LÝ ƯU TIÊN TRONG BỘ LẬP LỊCH .35 HÌNH 2.11 DPCH BỘ PHẬN (F-DPCH), ĐƯỢC GIỚI THIỆU TRONG REL6 43 HÌNH 2.12 CẤU TRÚC BÁO HIỆU ĐƯỜNG LÊN CƠ BẢN VỚI HSDPCH GHÉP IQ/MÃ 46 HÌNH 2.13 NGƯỠNG PHÁT HIỆN ĐỐI VỚI TRƯỜNG ACK/NAK CỦA HS-DPCCH 47 HÌNH 2.14 ACK/NAK TANG CƯỜNG SỬ DỤNG PRE POST 48 HÌNH 2.15 XỬ LÝ HS-DSCH TRONG TRƯỜNG HỢP TRUYỀN DẪN MIMO .51 HÌNH 2.16 ĐIỀU CHẾ, TRẢI PHỔ, NGẪU NHIÊN HÓA VÀ TIỀN MÃ HÓA CHO MIMO HAI LUỒNG 52 HÌNH 2.17 THƠNG TIN HS-SCCH TRONG TRƯỜNG HỢP HỖ TRỢ MIMO VÙNG TÔ XÁM LÀ THÔNG TIN BỔ XUNG SO VỚI R5 55 HÌNH 2.18 THÍ DỤ BÁO CÁO PCI/CQI KIỂU A VÀ KIỂU B CHO UE ĐƯỢC LẬP CẤU HÌNH ĐỂ HỖ TRỢ MIMO 56 HÌNH 3.1 CÁC TÍNH NĂNG CƠ BẢN CỦA HSDPA KHI SO SÁNH VỚI WCDMA 61 HÌNH 3.2 CÁC NHÂN TỐ HIỆU NĂNG CỦA HSDPA .64 HÌNH 3.3 XÁC SUẤT LỖI KHỐI (BLEP) PHỤ THUỘC VÀO HS-PDSCH SINR TỨC THỜI BLEP ĐƯỢC VẼ THEO CÁC THÔNG SỐ CHO TRONG BẢNG GIẢ THIẾT LÀ MÔ PHỎNG SỬ DỤNG MÁY THU RAKE 1X1 VỚI KÊNH AWGN .67 HÌNH 3.4 SINR YÊU CẦU ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC TỐC ĐỘ DỮ LIỆU PHÁT LẦN ĐẦU CHO TRƯỚC VỚI CÁC TFRC ĐÃ XÉT Ở TRÊN 68 HÌNH 3.5 ĐỘ LỢI DUNG LƯỢNG CELL CỦA CÁC MÁY THU UE TIÊN TIẾN SO VỚI MÁY THU RAKE ANTEN ĐƠN TRONG MÔI TRƯỜNG Ô VĨ MÔ VỚI LẬP BIỂU CÔNG BẰNG TỶ LỆ VÀ LƯU LƯỢNG NỖ LỰC NHẤT .71 HÌNH 3.6 XÂY DỰNG DOANH THU THÔNG QUA CÁC DỊCH VỤ ĐA PHƯƠNG TIỆN .76 HÌNH 3.7 CHIA SẺ VIDEO THỜI GIAN THỰC .77 HÌNH 3.8 THÍ DỤ CHƠI ĐIỆN TỬ THỜI GIAN THỰC 79 HÌNH 3.9 SỬ DỤNG CÁC TRƯỜNG HỢP TRUY NHẬP SỐ LIỆU BĂNG RỘNG CHO: (A) TRUY NHẬP BĂNG RỘNG CỐ ĐỊNH (DSL KHÔNG DÂY), (B) TRUY NHẬP BĂNG RỘNG XÁCH TAY VÀ (C) TRUY NHẬP BĂNG RỘNG DI ĐỘNG 81 DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG 2.1 TỐC ĐỘ SỐ LIỆU ĐỈNH Ở ĐƯỜNG XUỐNG VÀ ĐƯỜNG LÊN VỚI ĐIỀU CHẾ BẬC CAO 57 BẢNG 2.2 CÁC THỂ LOẠI HS-DSCH .58 BẢNG 3.1 CÁC TỔ HỢP TÀI NGUYÊN VÀ KHUÔN DẠNG TRUYỀN TẢI (TRFC) .66 LỜI NĨI ĐẦU Trong tiến trình phát triển xã hội lồi người, đời thơng tin di động bước ngoặt lớn nhanh chóng trở thành ngành cơng nghiệp viễn thơng phát triển, lĩnh vực tiên phong, điều kiện tiên hội để quốc gia, dân tộc thu hẹp khoảng cách phát triển, tránh nguy lạc hậu, tăng cường lực cạnh tranh Cho đến nay, từ đời thông tin di động trải qua nhiều hệ Thế hệ (1G) hệ thông tin di động tương tự sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) Thông tin di động hệ hai (2G) sử dụng kỹ thuật số với công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) theo mã (CDMA) với chuẩn GSM phát triển nhanh chóng năm 90 kỷ trước Nếu ta nhìn lại thời điểm bắt đầu nghiên cứu 3G mười năm trước đây, số th bao di động tồn giới 300 triệu đến 2007 số 3.1 tỷ đến quý 2/2008 số lên đến 3,65 tỷ Dự báo đến năm 2012 số lên đến 4.5 tỷ có 1.628 tỉ 3G với 1.2 tỷ WCDMA/HSPA 438 triệu cdma 2000 Được xây dựng phát triển từ tháng năm 2004, giải pháp truy nhập gói đường xuống tốc độ cao (HSDPA – High-Speed Downlink Packet Access) tạo thay đổi lớn công nghệ truyền thông 3G HSDPA coi sản phẩm 3,5G HSDPA cho phép mạng hoạt động hệ thống UMTS (Universal Mobile Telecommunications System có khả truyền tải liệu với tốc độ tối đa 14Mb/s, cho phép nâng cao chất lượng dịch vụ, cải thiện hiệu phổ đường xuống đáp ứng nhu cầu bùng nổ dịch vụ liệu gói Ngoài mạng WCDMA (Wideband CDMA – CDMA băng rộng) tương thích với việc nâng cấp HSDPA để cung cấp chất lượng băng rộng di động tốc độ cao Tại Việt Nam nhà khai thác mạng cho triển khai HSDPA.Với mục đích tìm hiểu sâu mạng di động sử dụng HSDPA ứng dụng thực tiễn xu hướng phát triển thông tin di động, em chọn đề tài “Nghiên cứu đánh giá phẩm chất mạng di động sử dụng HSDPA.” Nội dung tìm hiểu đồ án gồm chương: Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin di động Trình bày cách khái quát phát triển hệ thống thông tin di động đồng thời trình bày phát triển 3G, HSPA nét HSDPA Chương 2: Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao HSDPA Trong chương này, đồ án trình bày kỹ gói truy nhập đường xuống tốc độ cao HSDPA Chương 3: Đánh giá hiệu ứng dụng HSDPA Trình bày tiêu chí để đánh giá hiệu HSDPA ứng dụng HSDPA thông tin di động Do nhiều mặt hạn chế đồng thời q trình tìm hiểu mang nhiều tính chủ quan nên nội dung đề tài không tránh khỏi sai sót Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn đọc để đồ án hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo, Tiến sỹ, Thượng tá Phan Nhật Giang thầy cô giáo khoa Vô tuyến điện tử tạo điều kiện hướng dẫn tận tình suốt trình học tập thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn! đường truyền lớn dẫn đến chúng độc lập với điều dẫn đến độ lợi thông lượng lớn nhờ tăng HS-DSCH SINR phân tập Hình 3.5 Độ lợi dung lượng cell máy thu UE tiên tiến so với máy thu RAKE anten đơn môi trường ô vĩ mô với lập biểu công tỷ lệ lưu lượng nỗ lực Các kết trình bày (hình 3.5) nhận từ mô mạng động với sử dụng lập lịch tỷ lệ công Nếu lập lịch mù (quay vịng chẳng hạn) sử dụng độ lợi nhận từ việc sử dụng đầu cuối tiên tiến tăng đáng kể Chẳng hạn, lập biểu quay vòng kênh người xe A, độ lợi trung bình dung lượng cell báo cáo 178% 2xLMMSE Lý trước hết người dùng thường hoạt động thấp dải thích ứng đường truyền động sử dụng lập biểu quay vịng thứ hai độ lợi phân tập hai anten lớn khơng có độ lợi phân tập lập biểu đa người sử dụng 71 b, Phân tập phát nút B Như biết, HSDPA hỗ trợ sơ đồ phân tập phát vòng hở lẫn vòng kín Tuy nhiên sơ đồ phân tập vịng hở (STTD: Space Time Transmit Diversity: phân tập phát không gian thời gian) thường không cung cấp độ lợi bổ sung cho HSDPA tốc độ UE trung bình có lập biểu công tỷ lệ Tuy nhiên STTD cung cấp độ lợi dung lượng từ 10% đến 20% áp dụng lập lịch quay vòng mù người dùng chuyển động nhanh khiến lập lịch theo dõi pha đinh nhanh kênh Phân tập phát vịng kín cung cấp độ lợi cao phân tập vịng hở Tuy nhiên khơng thể sử dụng với F-DPCH đòi hỏi sử dụng kênh DCH liên kết Vì phân tập vịng kín khơng coi hấp dẫn cho việc cải thiện lâu dài hiệu HSDPA Nếu ta có kênh DCH liên kết khả dụng, sơ đồ phân tập phát cung cấp độ lợi lớn CLTD2 (Closed Loop Transmit Diversity Mode 2: phân tập phát vịng kín chế độ 2), đánh trọng số thực cho biên pha CLTD2 cung cấp độ lợi kết hợp quán độ lợi phân tập Tuy nhiên nhiều trường hợp độ lợi phân tập đựơc coi dự trữ độ lợi lập biểu phân tập đa người sử dụng có hệ thống Đối với kịch thơng thường tất người sử dụng HSDPA đếu áp dụng CLTD2 lý tưởng, độ lợi dung lượng cell báo cáo 20% đến 30% cho tốc độ UE 30km/giờ Tuy nhiên lưu ý CLTD2 làm việc tối ưu người dùng có kích thước tập tích cực 1, khơng người sử dụng rút trọng số phản hồi đến nút B từ chất lượng truyền kết hợp tất nhánh chuyển giao mềm, HSDPA phát đến người sử dụng từ cell 72 c, Tạo búp nút B Đối với WCDMA R3, kỹ thuật tạo búp nút B thông thường mang đến dung lượng cao mơi trường cell vĩ mơ với giả thiết phân tán góc phương vị mảng anten nút B thấp Độ lợi dung lượng vào khoảng 150% đạt đựơc việc tạo lưới búp cố định với mảng anten gồm bốn phần tử Một ưu điểm kỹ thuật tạo búp sử dụng nhiều mã ngẫu nhiên hóa nút B cách ấn định mã khác cho búp khác Điều hấp dẫn tăng không gian mã tổng hợp mà không làm hại tính trực giao đường xuống búp có hướng hẹp phân cách mã khác Kỹ thuật đặc biệt hấp dẫn HSDPA cho phép phát đồng thời nhiều 15 mã HS-PDSCH cho nhiều người sử dụng khác Theo báo cáo độ lợi dung lượng tạo búp so với truyền dẫn anten đơn HSDPA 2,5 4,7 dàn anten có bốn tám phần tử tương ứng Cũng cần lưu ý tạo búp hỗ trợ cải thiện hiệu đường lên d, MIMO Sử dụng nhiều anten phát nhiều anten thu tạo nên kịch gọi MIMO (Multi Input Multi Output), sơ đồ sử dụng để tạo nên nhiều kênh thông tin trực giao ảo song song từ nút B đến UE nhờ tăng tốc độ liệu Khái niệm thường gọi ‘MIMO thông tin’ Các kênh thông tin ảo song song nhận cách sử dụng giải thuật xử lý tín hiệu để điều chỉnh thích ứng trọng số anten máy phát máy thu hàm phụ thuộc vào đáp ứng xung kim cửa anten khác Số lượng kênh ảo song song L=Min {R,N t, Nr}, Nt số anten phát, Nr số anten thu R hạng ma trận kênh vô tuyền NtxNr Về nguyên lý, tốc độ số liệu đỉnh nhận từ MIMO thơng tin tăng với hệ số L so với trường hợp anten phát anten thu Tuy nhiên tạo lập L kênh song song ảo đòi hỏi trước hết SINR cao ma 73 trận kênh vơ tuyến NtxNr phải ước tính xác để xác định trọng số anten tạo nên L kênh song song ảo Thứ hai, SINR L kênh song song ảo phải cao hay SINR kênh vô tuyến tham chuẩn 1x1 để tăng tốc độ số liệu L lần Rất nhiều sơ đồ MIMO thông tin ứng cử đựơc nghiên cứu 3GPP, đặc biệt nhấn mạnh cấu cấu hình với hai anten nút B UE Các kết mô cho thấy độ lợi nhận nhỏ môi trường cell vĩ mơ có tải lớn Lý chủ yếu kịch vĩ mơ 2x2 thực tế thường cho kênh ảo trội với SINR cao, cịn kênh ảo thứ hai cho SINR có khả tăng thêm dung lượng cho tốc độ số liệu HSDPA Tuy nhiên sơ đồ HSDPA MIMO cho cell vi mô pico với SINR cao cho thấy độ lợi hứa hẹn Vì HSDPA MIMO danh mục nghiên cứu 3GPP đề cập chương 3.2.5 Tổng kết WCDMA R3 cung cấp thực tế tốc độ liệu đỉnh 384 kbps đường xuống, trong giai đoạn đầu HSDPA cho tốc độ số liệu đỉnh 1,8 Mbps 3,6Mbps sau lên đến 10Mbps Các kết mô đo cho thấy hiệu đường truyền HSDPA mạnh nhờ áp dụng phát lại lớp 1, kết hợp phần dư tăng thích ứng đường truyền Các đo đạc trường cho thấy tốc độ liệu trung tuyến 1Mbps với dung lượng cực đại 1,8Mbps Các tốc độ số liệu thực tế cải thiện có loại UE tốc độ bit cao HSDPA giảm trễ vòng mạng so với R3 DCH Các tính tốn đo đạc cho thấy RTT trung bình thấp 100ms với đường xuống HSDPA R3 DCH đường lên Với đường lên HSUPA, RTT kỳ vọng thấp 50ms Các kết mơ phần trích từ tài liệu [6] cho thấy HSDPA đồng tồn với WCDMA sóng mang Sóng mang chia sẻ cung cấp hiệu hấp dẫn đặc biệt khối lượng lưu lượng 74 WCDMA thấp đầu cuối HSDPA có tốc độ bit hạn chế 1,8Mbps Đối với giải pháp tốc độ bit cao dung lượng cao, giai đoạn triển khai sau sử dụng kênh HSDPA riêng HSDPA đòi hỏi đầu tư bổ sung truyền tải Iub để hỗ trợ tốc độ bit cao, HSDPA cải thiện hiệu suất Iub so với WCDMA R3: rõ ràng nhiều bit người sử dụng đương mang dung lượng Iub HSDPA so với WCDMA Lý vì, trước nhất, HSDPA phát từ cell mà chuyển giao mềm, thứ hai người dùng HSDPA chia sẻ tài nguyên Iub không dùng riêng R3 Các tốc độ bit dung lượng HSDPA tăng mạnh 100% cách sử dụng máy thu tiên tiến 150% tạo búp nút B với bốn anten phát 3.3 Ứng dụng HSDPA 3.3.1 Live TV Truyền hình di động dịch vụ đa phương tiện quan trọng với cơng ty di động doanh thu trung bình khách hàng từ dịch vụ thoại không tăng giảm xuống Với hai tỉ người sử dụng mạng di động, dịch vụ cung cấp hội lợi tức hấp dẫn cho công ty khai thác sản suất di động Cùng lúc chúng thêm lôi người sử dụng dịch vụ giải trí lơi hơn, lưu trữ âm nhạc, lưu trữ thông tin giải trí cá nhân Điều chứng tỏ cho thành công dịch vụ 3G người Nhật Bản với nội dung phát triển mạng truyền thông đa phương tiện mà họ thảo luận Giữa năm 2006, Nhật Bản có 40 triệu khách hàng WCDMA, tháng đầu năm 2006 nguồn thu nhập từ mạng không dây Nhật Bản đạt 10 tỷ USD trả cho Trung Quốc tỷ USD với 400 triệu khách hàng 75 Hình 3.6 Xây dựng doanh thu thông qua dịch vụ đa phương tiện Hiện công nghệ sẵn sàng cho dịch vụ đa phương tiện đứng đầu việc chuyển đổi từ mạng truyền hình di động truyền thống sang mạng truyền hình di động đa phương tiện (Hình 3.6) Hầu hết việc nhà khai thác mạng tập trung vào dịch vụ đa phương tiện di động truyền máy điện thoại di động 3.3.2 Video clips Multicasting truyền dẫn theo yêu cầu video clips nhiều nhà khai thác triển khai để để thúc đẩy khả mạng liệu Ví dụ, dịch vụ V- Cast Verizon liên quan đến việc truyền dẫn video 3GPP2 với độ phân giải QCIF với 15 fps cung cấp mạng 76 EV-DO họ V Cast music tải file WMA Mỗi Clip mua từ 1-4USD ngồi cước phí liệu hàng tháng 15USD Tương tự, Cingular Video cung cấp dịch vụ luồng theo yêu cầu dịch vụ tải xuống Vodafone cung cấp dịch vụ âm nhạc Vodaphone Live! cho tải xuống clip mạng họ Châu Âu nước khác Chia sẻ video thời gian thực – chia sẻ video luồng từ đầu cuối di động đến đầu cuối di động khác để bổ sung cho dạng phân bố nội dung - người nói Dịch vụ chia sẻ video thời gian thực chiều khởi đầu gọi bình thường chia sẻ video người- người (như hình 9.1) Có thể tăng cường dịch vụ kết nối video gói hai chiểu (cuộc gọi video chuyển mạch gói) Hình 3.7 Chia sẻ video thời gian thực Webblog di động – Đây kết hợp nhật ký đa phương tiện webblog Người sử dụng tải xuống hình ảnh hay đoạn video chụp từ camera phone cho webblog để chia sẻ với bạn Tốc độ số liệu đường lên phải đủ lớn để đảm bảo tải lên nhanh nội dung đa phương tiện từ máy di động Dịch vụ TV trực tiếp thực qua mạng truyền hình di động 77 dựa quảng bá multicast Hầu hết mạng 3G nay, cung cấp dịch vụ dựa Unicast, cung cấp dịch vụ luồng cho TV trực tiếp nội dung khác Trong người đòi hỏi, nội dung sẵn sàng đặc biệt tin tiêu đề, thời tiết, âm nhạc kiện thể thao thích hợp cho TV di động, khách hàng có quan tâm đặc biệt tới kênh TV trực tiếp di động Các dịch vụ TV di động sử dụng DMB, DVB-H công nghệ khác Việc cung cấp 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 vơ 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 thơng Sự thích nghi tốc độ phương tiện truyền thông luồng hỗ trợ số thiết bị đầu cuối, hỗ trợ đầy đủ 3GPP tiêu chuẩn hóa sơ đồ thích nghi tốc độ phương tiện truyền thơng bao gồm vào 3GPP lên thành phiên R6 Để lựa chọn tốc độ phương tiện truyền thơng 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 thơng cần phải tính đến hạn chế - Tốc độ phương tiện truyền thơng ban đầu cần phải sử dụng mạng 2G, đơi mạng 3G - Khi để tăng hay giảm bớt tốc độ phương tiện truyền thông 78 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 thơng ban đầu khó khăn Trong mạng ngày dựa vào mơ hình mạng điện thoại Khi tốc độ 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 3.3.3 Video calls Dịch vụ gọi video theo tiêu chuẩn 324M 3G sẵn sàng số nhà khai thác đưa vào khai thác Dịch vụ đưa trải nghiệm khách hàng hiệu dụng mạng tăng lên Ví dụ gọi Video Vodafone Live! Dịch vụ gọi video khởi đầu máy cầm tay cách ấn vào phím “video call” thay cho phím “voice call” 3.3.4 Games Hình 3.8 Thí dụ chơi điện tử thời gian thực Những dịch vụ trò chơi di động cung cấp hội thu lợi nhuận hấp dẫn cho nhà khai thác mạng Các trị chơi người nhiều người chơi thay đổi mức độ phức tạp chế độ đồ hoạ khác 79 Các chò trơi phát sinh nhiều lưu lượng liệu từ hoạt động tương tác tự tải trò chơi Trong thực tế, nhắn tin, tán gẫu, âm nhạc, trị chơi thường “những nhóm bạn” thường tập trung vào nhóm người trẻ tuổi, nhóm khách hàng Đa số trị chơi người bắt nguồn từ cơng nghiệp trị chơi video Play Station, XBOX, Nintendo Gameboy Các trò chơi di động cho nhiều người chơi mặt khác cấu thành khởi đầu Các thiết bị chơi trò chơi di động chuyên dụng giới thiệu nhà sản xuất thiết bị cầm tay vượt qua giới hạn thiết bị cầm tay thông thường cho trò chơi Chiếc điện thoại Nokia N-Gage ví dụ cho thiết bị di động kiểu Diễn đàn liên kết trò chơi di động Liên minh di động mở (OMA) xây dựng tiêu chuẩn cho trò chơi di động Hầu hết nhà khai thác ngày cung cấp dịch vụ trị chơi di động Ví dụ, tháng năm 2005, Singtel giới thiệu dịch vụ trò chơi di động dựa sản phẩm từ Exit games Các trò chơi đa người dùng Exit games Neutron giới thiệu rộng rãi Châu Âu Mỹ Chơi điện tử di động có nhiều năm, chơi điện tử mạng trực tuyến tăng cường dịch vụ này: trị chơi thời gian thực tiến hành người sử dụng mạng di động Có thể tạo cảm giác hứng thú cho chơi điện tử cách kết hợp đồng thời với gọi thoại hay kết nối ấn để nói Thí dụ chơi điện tử thời gian thực cho (hình 3.8) 3.3.5 Tải nhạc Tải xuống âm nhạc – ngoại việc cung cấp dịch vụ thoai di động sở, đầu cuối di động có khả máy chơi nhạc, máy chơi điện tử máy thoại di động Người sử dụng tải xuống hát hay trò chơi mạng di động Thời gian tải suống phải thấp phút để thỏa mãn người sử dụng Khi kích thước file tăng, tốc độ số liệu phải tăng 80 tương ứng Cần đảm bảo tốc độ số liệu cao 500 kbps để tải ghi mã hóa số với tỷ lệ mã hố thơng thường thời gian phút Tải nhạc dịch vụ quan trọng mạng di động, chúng làm tăng lợi nhuận từ việc sử dụng liệu lợi ích từ nhà cung cấp dịch vụ Nó đẩy mạnh việc bán điện thoại cầm tay với âm chất lượng cao có lượng lưu trữ lớn Bởi khơng có ngạc nhiên dịch vụ đứng cao danh sách mạng di động, đa số chúng giới thiệu “kho lưu trữ âm nhạc” United States Sprint Nextel giới thiệu dịch vụ tải nhạc cho di động sử dụng mạng Power Vision Người sử dụng tải nhạc từ kho lưu trữ âm nhạc trực tuyến Tại Vương Quốc Anh, hãng Orange nhà cung cấp dịch vụ tải nhạc qua kho lưu trữ nhạc Groove Tại Mỹ có kho lưu trữ nhạc Xbox Music hãng Microsoft Kho lưu trữ n h c hãng Apple, i-Tunes truy cập trực tiếp từ thiết bị hãng iphone, ipad, macbook 3.3.6 Truy nhập băng rộng khơng dây Hình 3.9 Sử dụng trường hợp truy nhập số liệu băng rộng cho: (a) truy nhập băng rộng cố định (DSL không dây), (b) truy nhập băng rộng xách tay (c) truy nhập băng rộng di động Truy nhập băng rộng không dây - truy nhập internet từ máy cầm tay dịch vụ nhà khai thác cung cấp ‘ống dẫn bit’ đến người sử dụng đầu cuối, cần tốc độ cao trễ vịng thấp Truy nhập băng rộng giải pháp hoàn toàn di động (chẳng hạn người sử dụng ngồi tầu hỏa hay xe bus qua ô) Một trường hợp sử dụng khác truy nhập xách tay 81 người sử dụng thông thường không di động, người muốn cầm máy tính xách tay đến khách sạn, quán cà phê, nhà, đến văn phịng truy nhập internet Có thể so sánh trường hợp cuối với truy nhập WLAN điểm nóng Truy nhập băng rộng cố định lại ứng dụng máy tính xách tay luôn đặt chỗ thay sử dụng kết nối DSL (đường dây thuê bao số) người sử dụng sử dụng số liệu vơ tuyến Mạng vơ tuyến HSPA cung cấp tốc độ số liệu tương tự truy nhập băng rông qua đường dây cố định Trường hợp đựơc minh họa (hình 3.9) 3.4 Sự phát triển tương lai cơng nghệ HSDPA 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 mong đợi đạt số 2100 sản phẩm tính đến cuối năm 2006 Đến năm 2010, số 100 triệu chiếc, theo phân tích IDC Hơn nữa, theo Strategic Analytics, đến năm 2010, 70% điện thoại 3G sử dụng HSDPA Rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ di động cố gắng triển khai mạng 3G nâng cấp thành mạng 3.5G theo nhu cầu thị trường 82 3.5 Kết luận chương Mặc dù, thông số hiệu tính thơng qua cơng thức lý thuyết, chưa thể tính thực tế Nhưng qua chương này, ta thấy phần mạng HSPA hỗ trợ dịch vụ cụ thể cho người sử dụng Lĩnh vực truyền hình di động với đa phương tiện, ứng dụng di động lĩnh vực tăng trưởng mạnh tương lai gần, mạng 3G tiếp tục tục phát triển tăng trưởng số lượng khách hàng tăng lên nhanh chóng Các ứng dụng dựa vào HSDPA phát triển cách nhanh chóng Các nhà mạng khai thác cung cấp khơng dịch vụ truyền hình di động mà phát triển khơng ngừng cung cấp dịch vụ đa phương tiện, nhiều dịch vụ gói, tải game chơi game trực tuyến dịch vụ truy nhập băng thông rộng tốc độ cao để phục vụ nhu cầu đa dạng người dùng, với nội dung phong phú 83 KẾT LUẬN Ưu HSPA triển khai khoảng 150 mạng 60 quốc gia 25 nhà khai thác triển khai HSPA tốc độ 7.2Mbps Ngoài ra, giải pháp cịn nhằm cung cấp giải pháp tối ưu hóa chi phí, tiết kiệm chi phí đầu tư để hiệu chi phí lắp đặt thiết bị triển khai nhờ nhà khai thác cung cấp dịch vụ cho nhiều đối tượng đa dạng HSDPA gói đường truyền tốc độ cao, sản phẩm công nghệ 3G cho phép mạng hoạt động hệ thống UMTS có khả truyền tải liệu với tốc độ cao hẳn Công nghệ HSDPA cho phép tốc độ download đạt đến 1.8, 3.6, 7.2 14.4 Mbit/giây, tương lai gần, tốc độ nâng lên gấp nhiều lần Khi đó, mạng cung cấp nâng cấp thành Evolved HSPA, cho phép tốc độ download đạt đến 42 Mbit/giây Với ưu vượt trội đó, HSDPA trở thành cơng nghệ nhiều nhà cung cấp quan tâm phát triển HSPA cơng nghệ hoạt động đồng thời tốc độ liệu với thoại chuyển mạch mạch xảy thời điểm với phiên liệu, tạo nên hòa trộn liên tục dịch vụ thoại liệu Công nghệ sử dụng rộng rải khắp giới nhiều mạng thương mại có yêu cầu để đảm bảo tài nguyên phổ tần hiệu phép người sử dụng hưởng lợi từ dịch vụ di động tốt với chi phí chấp nhận Ứng dụng di động nhờ mà ngày bùng nổ tăng nhanh cách chóng mặt, nhiều tiện ích đưa nhắn tin miễn phí qua mạng, nhạc chng, kho nhạc trực tuyến, gọi thoại có video, live Tivi, tốn điện tử, lưu trữ đám mây… 84 Tài liệu tham khảo TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng, Giáo trình “Thơng tin di động”, Học viện cơng nghệ Bưu Viễn thơng, 7/2007 Đại tá, PGS, TS Đỗ Quốc Trinh – Đinh Thế Cường, Sách “ Sự tiến hóa 3G hệ thống di động băng rộng HSPA LTE”, Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, Hà Nội – 2010 Đại tá, PGS, TS Đỗ Quốc Trinh – Đinh Thế Cường, Sách “Các công nghệ truy nhập vô tuyến nâng cao dùng cho thông tin di động hệ tiếp theo”, Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, Hà Nội – 2010 TS Trịnh Anh Vũ, Sách “Thông tin di động”,NXB ĐH Quốc Gia, Hà Nội – 2007 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” Bài báo Nguyễn Mạnh Hòa, luận văn “Đánh giá hiệu mạng HSPA”, Đ04VT1 – HV Cơng nghệ Bưu Viễn thơng, năm 2011 85 ... với việc nâng cấp HSDPA để cung cấp chất lượng băng rộng di động tốc độ cao Tại Việt Nam nhà khai thác mạng cho triển khai HSDPA. Với mục đích tìm hiểu sâu mạng di động sử dụng HSDPA ứng dụng thực... HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Lịch sử phát triển thông tin di động 1.1.1 Hệ thống thông tin di động 1G Đến thông tin di động phát triển qua nhiều hệ Những hệ thống thông tin di động (1G – First... riêng (DCH) cell khơng có HSDPA Tương tự, người dùng trang bị đầu cuối có HSDPA chuyển mạch từ kênh riêng sang HSDPA người chuyển vào cell có hỗ trợ HSDPA 1.4.4 Các kênh HSDPA a, Kênh chia sẻ đường