Công nghệ truy nhập vô tuyến WCDMA trong hệ thống UMTS

Công nghệ truy nhập vô tuyến WCDMA trong hệ thống UMTS

L I M Đ UỜỞ Ầ

Ra đ i vào nh ng năm 40 c a th k XX, thông tin di đ ng đờ ữ ủ ế ỷ ộ ược coi nh làư m t thành t u tiên ti n trong lĩnh v c thông tin vi n thông v i đ c đi m các thi t bộ ự ế ự ễ ớ ặ ể ế ị đ u cu i có th truy c p d ch v ngay khi đang di đ ng trong ph m vi vùng phầ ố ể ậ ị ụ ộ ạ ủ sóng Thành công c a con ngủ ười trong lĩnh v c thông tin di đ ng không ch d ng l iự ộ ỉ ừ ạ trong vi c m r ng vùng ph sóng ph c v thuê bao kh p n i trên toàn th gi i,ệ ở ộ ủ ụ ụ ở ắ ơ ế ớ các nhà cung d ch v , các t ch c nghiên c u phát tri n công ngh di đ ng đang nị ụ ổ ứ ứ ể ệ ộ ỗ l c hự ướng t i m t h th ng thông tin di đ ng hoàn h o, các d ch v đa d ng, ch tớ ộ ệ ố ộ ả ị ụ ạ ấ lượng d ch v cao 3G - H th ng thông tin di đ ng th h 3 là cái đích trị ụ ệ ố ộ ế ệ ước m tắ mà th gi i đang hế ớ ướng t i.ớ

T th p niên 1990, Liên minh Vi n thông Qu c t đã b t tay vào vi c phátừ ậ ễ ố ế ắ ệtri n m t n n t ng chung cho các h th ng vi n thông di đ ng K t qu là m t s nể ộ ề ả ệ ố ễ ộ ế ả ộ ả ph m đẩ ược g i là Thông tin di đ ng toàn c u 2000 (IMT-2000) IMT-2000 không chọ ộ ầ ỉ là m t b d ch v , nó đáp ng ộ ộ ị ụ ứ ước m liên l c t b t c n i đâu và vào b t c lúcơ ạ ừ ấ ứ ơ ấ ứnào Đ để ược nh v y, IMT-2000 t o đi u ki n tích h p các m ng m t đ t và/ho cư ậ ạ ề ệ ợ ạ ặ ấ ặ v tinh H n th n a, IMT-2000 cũng đ c p đ n Internet không dây, h i t cácệ ơ ế ữ ề ậ ế ộ ụm ng c đ nh và di đ ng, qu n lý di đ ng (chuy n vùng), các tính năng đa phạ ố ị ộ ả ộ ể ươ ngti n di đ ng, ho t đ ng xuyên m ng và liên m ng ệ ộ ạ ộ ạ ạ

Các h th ng thông tin di đ ng th h 2 đệ ố ộ ế ệ ược xây d ng theo tiêu chu n GSM,ự ẩIS-95, PDC, IS-38 phát tri n r t nhanh vào nh ng năm 1990 Trong h n m t t thuêể ấ ữ ơ ộ ỷbao đi n tho i di đ ng trên th gi i, kho ng 863,6 tri u thuê bao s d ng công nghệ ạ ộ ế ớ ả ệ ử ụ ệ GSM, 120 tri u dùng CDMA và 290 tri u còn l i dùng FDMA ho c TDMA Khiệ ệ ạ ặchúng ta ti n t i 3G, các h th ng GSM và CDMA s ti p t c phát tri n trong khiế ớ ệ ố ẽ ế ụ ểTDMA và FDMA s chìm d n vào quên lãng Con đẽ ầ ường GSM s t i là CDMA băngẽ ớthông r ng (WCDMA) trong khi CDMA s là cdma2000.ộ ẽ

T i Vi t Nam, th trạ ệ ị ường di đ ng trong nh ng năm g n đây cũng đang phátộ ữ ầtri n v i t c đ tể ớ ố ộ ương đ i nhanh Cùng v i hai nhà cung c p d ch v di đ ng l nố ớ ấ ị ụ ộ ớ nh t là Vinaphone và Mobifone, Công Ty Vi n thông Quân đ i (Vietel), S-fone vàấ ễ ộm i nh t là Công ty c ph n Vi n thông Hà N i và Vi n Thông Đi n L c tham giaớ ấ ổ ầ ễ ộ ễ ệ ự

vào th trị ường di đ ng ch c h n s t o ra m t s c nh tranh l n gi a các nhà cungộ ắ ẳ ẽ ạ ộ ự ạ ớ ữc p d ch v , đem l i m t s l a ch n phong phú cho ngấ ị ụ ạ ộ ự ự ọ ườ ử ụi s d ng Vì v y, các nhàậcung c p d ch v di đ ng Vi t Nam không ch s d ng các bi n pháp c nh tranh vấ ị ụ ộ ệ ỉ ử ụ ệ ạ ề giá c mà còn ph i n l c tăng cả ả ỗ ự ường s lố ượng d ch v và nâng cao ch t lị ụ ấ ượng d chị v đ chi m lĩnh th ph n trong nụ ể ế ị ầ ước Đi u đó có nghĩa r ng hề ằ ướng t i 3G khôngớph i là m t tả ộ ương lai xa Vi t Nam Trong s các nhà cung c p d ch v di đ ng ở ệ ố ấ ị ụ ộ ở Vi t Nam, ngoài hai nhà cung c p d ch v di đ ng l n nh t là Vinaphone vàệ ấ ị ụ ộ ớ ấMobifone, còn có Vietel đang áp d ng công ngh GSM và cung c p d ch v di đ ngụ ệ ấ ị ụ ộ cho ph n l n thuê bao di đ ng Vi t Nam Vì v y khi ti n lên 3G, ch c ch n hầ ớ ộ ở ệ ậ ế ắ ắ ướ ngáp d ng công ngh truy nh p vô tuy n WCDMA đ xây d ng h th ng thông tin diụ ệ ậ ế ể ự ệ ốđ ng th h 3 ph i độ ế ệ ả ược xem xét nghiên c u.ứ

Bai giang này không nghiên c u c th l trình phát tri n t m ng thông tin diứ ụ ể ộ ể ừ ạđ ng th h 2 GSM ti n lên UMTS nh th nào, mà nghiên c u nh ng khía c nh kộ ế ệ ế ư ế ứ ữ ạ ỹ thu t c a công ngh truy nh p vô tuy n WCDMA (ch đ FDD) trong h th ngậ ủ ệ ậ ế ế ộ ệ ố UMTS Bai giang g m có 4 chồ ương:

Chương 1 Xu hướng phát tri n c a h th ng thông tin di đ ng toàn c uểủệốộầ :

Chương này trình bày xu hướng phát tri n lên 3G c u, các t ch c chu n hoá vàể ầ ổ ứ ẩquá trình chu n hóa các h th ng thông tin di đ ng toàn c u.ẩ ệ ố ộ ầ

Chương 2 Nghiên c u t ng quan công ngh truy nh p WCDMA trong hứổệậệ th ng UMTSố : Chương này nghiên c u t nh ng v n đ lý thuy t liên quan đ nứ ừ ữ ấ ề ế ế công ngh WCDMA đ n nh ng đ c tr ng c a công ngh WCDMA, c a hệ ế ữ ặ ư ủ ệ ủ ệ th ng UMTS.ố

Chương 3 Đi u khi n công su t và đi u khi n chuy n giao trong qu n lýềểấềểểảtài nguyên vô tuy n WCDMAế : Chương này đ c p các thu t toán qu n lý tàiề ậ ậ ảnguyên vô tuy n trong h th ng WCDMA, trong đó trình bày c th v đi uế ệ ố ụ ể ề ề khi n công su t và đi u khi n chuy n giao, 2 thu t toán quan tr ng và đ c tr ngể ấ ề ể ể ậ ọ ặ ư nh t trong h th ng WCDMA.ấ ệ ố

Chương 4 Quy ho ch m ng vô tuy nạạế : Chương này trình bày v m t bài toánề ộquan tr ng khi thi t k và xây d ng h th ng thông tin di đ ng th h 3 s d ngọ ế ế ự ệ ố ộ ế ệ ử ụ công ngh truy nh p vô tuy n WCDMA v i nh ng đ c tr ng riêng.ệ ậ ế ớ ữ ặ ư

Hà n i, ngày 15 tháng 8 năm 2009ộ

Chương 1 XU HƯỚNG PHÁT TRI N H TH NGỂỆỐ

1.1 Xu hướng phát tri n h th ng thông tin di đ ng trên th gi i.ểệ ốộế ớ

H th ng thông tin di đ ng th h th nh t s d ng công ngh đa truy nh pệ ố ộ ế ệ ứ ấ ử ụ ệ ậ theo t n s (FDMA) là h th ng t bào tầ ố ệ ố ế ương t dung lự ượng th p và ch có d ch vấ ỉ ị ụ tho i, t n t i là các h th ng NMT (B c Âu), TACS (Anh), AMPS (M ) Đ n nh ngạ ồ ạ ệ ố ắ ỹ ế ữ năm 1980 đã tr nên quá t i khi nhu c u v s ngở ả ầ ề ố ườ ử ụi s d ng ngày càng tăng lên.Lúc này, các nhà phát tri n công ngh di đ ng trên th gi i nh n đ nh c n ph i xâyể ệ ộ ế ớ ậ ị ầ ảd ng m t h th ng t bào th h 2 mà hoàn toàn s d ng công ngh s Đó ph i làự ộ ệ ố ế ế ệ ử ụ ệ ố ảcác h th ng x lý tín hi u s cung c p đệ ố ử ệ ố ấ ược dung lượng l n, ch t lớ ấ ượng tho iạ đượ ảc c i thi n, có th đáp ng các d ch truy n s li u t c đ th p Các h th ng 2Gệ ể ứ ị ề ố ệ ố ộ ấ ệ ốlà GSM (Global System for Mobile Communication - Châu Âu), h th ng D-AMPSệ ố(M ) s d ng công ngh đa truy nh p phân chia theo th i gian TDMA, và IS-95 ỹ ử ụ ệ ậ ờ ở M và Hàn Qu c s d ng công ngh đa truy nh p phân chia theo mã CDMA băngỹ ố ử ụ ệ ậh p M c dù h th ng thông tin di đ ng 2G đẹ ặ ệ ố ộ ược coi là nh ng ti n b đáng kữ ế ộ ể nh ng v n g p ph i các h n ch sau: T c đ th p (GSM là 10kbps) và tài nguyênư ẫ ặ ả ạ ế ố ộ ấh n h p Vì th c n thi t ph i chuy n đ i lên m ng thông tin di đ ng th h ti pạ ẹ ế ầ ế ả ể ổ ạ ộ ế ệ ế theo đ c i thi n d ch v truy n s li u, nâng cao t c đ bit và tài nguyên để ả ệ ị ụ ề ố ệ ố ộ ược chias …ẻ

M ng thông tin di đ ng 2G đã r t thành công trong vi c cung c p d ch v t iạ ộ ấ ệ ấ ị ụ ớ ngườ ử ụi s d ng trên toàn th gi i, nh ng s lế ớ ư ố ượng ngườ ử ụi s d ng tăng nhanh h nơ nhi u so v i d ki n ban đ u Có th đ a ra các th ng kê v s tăng trề ớ ự ế ầ ể ư ố ề ự ưởng c a thủ ị trường di đ ng phân đo n theo công ngh nh hình 1-1.ộ ạ ệ ư

Căn c các s li u th ng kê trên ta th y GSM là m t chu n vô tuy n di đ ngứ ố ệ ố ấ ộ ẩ ế ộ 2G s lố ượng thuê bao l n nh t trên toàn th gi i Nh ng t c đ d li u b h n chớ ấ ế ớ ư ố ộ ữ ệ ị ạ ế và s lố ượng người dùng tăng lên đ c bi t là ngặ ệ ườ ử ụi s d ng đa phương ti n có nguyệc không đáp ng đ nhu c u c a th trơ ứ ủ ầ ủ ị ường.

Hình 1- Th ng kê s tăng trốựưởng th trị ường di đ ng phân lo i theo công nghộạệ

M t khác, khi các h th ng thông tin di đ ng ngày càng phát tri n, không ch sặ ệ ố ộ ể ỉ ố lượng ngườ ử ụi s d ng đi n tho i di đ ng tăng lên, m r ng th trệ ạ ộ ở ộ ị ường, mà ngườ ử i sd ng còn đòi h i các d ch v tiên ti n h n không ch là các d ch v cu c g i tho i vàụ ỏ ị ụ ế ơ ỉ ị ụ ộ ọ ạd ch v s li u t c đ th p hi n có trong m ng 2G Nhu c u c a th trị ụ ố ệ ố ộ ấ ệ ạ ầ ủ ị ường có thể phân lo i thành các lĩnh v c sau:ạ ự

 D ch v d li u máy tính(Computer Data):ị ụ ữ ệ  S li u máy tính (Computer Data)ố ệ  E-mail

 Truy n hình nh th i gian th c (Real time image transfer)ề ả ờ ự Đa phương ti n (Multimedia)ệ

 Tính toán di đ ng (Computing)ộ  D ch v vi n thông (Telecommunication)ị ụ ễ  Di đ ng (Mobility)ộ

 H i ngh truy n hình (Video conferencing)ộ ị ề Đi n tho i hình (Video Telephony)ệ ạ

 Các d ch v s li u băng r ng (Wide band data services)ị ụ ố ệ ộ  Dich v n i dung âm thanh hình nh (Audio - video content) ụ ộ ả  Hình nh theo yêu c u (Video on demand)ả ầ

 Các d ch v tị ụ ương tác hình nh (Interactive video services)ả Báo đi n t (Electronic newspaper)ệ ử

 Mua bán t xa (Teleshopping)ừ

 Các d ch v internet giá tr gia tăng (Value added internetị ụ ịservices

 D ch v phát thanh và truy n hình (TV& Radio contributions)ị ụ ề

Nh ng lý do trên thúc đ y các t ch c nghiên c u phát tri n h th ng thông tinữ ẩ ổ ứ ứ ể ệ ốdi đ ng trên th gi i ti n hành nghiên c u và đã áp d ng trong th c t chu n m iộ ế ớ ế ứ ụ ự ế ẩ ớ cho h th ng thông tin di đ ng: Thông tin di đ ng 2,5G và 3G ệ ố ộ ộ

1.2 Các t ch c chu n hoá 2.5 G và 3G trên th gi iổứẩế ớ

1.2.1 Gi i thi u chung v các t ch c chu n hoá.ớệềổứẩ

Trong m i lĩnh v c, mu n áp d ng b t c công ngh nào trên ph m vi toàn thọ ự ố ụ ấ ứ ệ ạ ế gi i đ u ph i xây d ng m t b tiêu chu n cho công ngh đó đ b t bu c các nhàớ ề ả ự ộ ộ ẩ ệ ể ắ ộcung c p d ch v , nhà s n xu t thi t b hay các nhà khai thác ph i tuân th nghiêmấ ị ụ ả ấ ế ị ả ủng t b tiêu chu n c a công ngh đó Vi c xây d ng b tiêu chu n cho m t côngặ ộ ẩ ủ ệ ệ ự ộ ẩ ộngh thệ ường do t ch c hay c quan có th m quy n nghiên c u đ a ra d th o đổ ứ ơ ẩ ề ứ ư ự ả ề xu t và nghiên c u đánh giá Lĩnh v c thông tin di đ ng cũng không n m ngoàiấ ứ ự ộ ằnguyên t c chung này.ắ

M t v n đ c n quan tâm trong lĩnh v c di đ ng là trên th gi i hi n nay đangộ ấ ề ầ ự ộ ế ớ ệt n t i nhi u công ngh di đ ng khác nhau đang cùng t n t i phát tri n và c nh tranhồ ạ ề ệ ộ ồ ạ ể ạnhau đ chi m lĩnh th ph n Nhu c u th ng nh t các công ngh này thành m t hể ế ị ầ ầ ố ấ ệ ộ ệ th ng thông tin di đ ng đã xu t hi n t lâu, nh ng g p ph i nhi u khó khăntr ng i.ố ộ ấ ệ ừ ư ặ ả ề ở ạ Trên th c t các công ngh di đ ng khác nhau v n song song t n t i và phát tri n.ứ ế ệ ộ ẫ ồ ạ ể Đi u này đ ng nghĩa v i vi c trên th gi i có nhi u t ch c và c quan chu n hoáề ồ ớ ệ ế ớ ề ổ ứ ơ ẩkhác nhau.

Hi n nay trên th gi i, tham gia vào vi c chu n hoá cho h th ng thông tin diệ ế ớ ệ ẩ ệ ốđ ng 2,5G và 3G có các t ch c sau:ộ ổ ứ

• ITU-T (T-Telecommunications) C th là nhóm SSG (ụ ể Special Study Group)

• ITU-R (R- Radio): C th là nhóm ụ ể Working Group 8F –WG8F.

• 3GPP: 3rd Global Partnership Project

• 3GPP2: 3rd Global Partnership Project 2

• IETF: Internet Engineering Task Force

• Các t ch c phát tri n tiêu chu n khu v c (SDO-ổ ứ ể ẩ ự Standard Development Oganization)

Ngoài ra còn có các t ch c khác trong đó có s tham gia c a các nhà khai thácổ ứ ự ủđ thích ng và làm hài hoà s n ph m trên c s các tiêu chu n chung Các nhà khaiể ứ ả ẩ ơ ở ẩ

thác tham gia nh m xây d ng và phát tri n h th ng thông tin di đ ng m t cách h pằ ự ể ệ ố ộ ộ ợ lý, phù h p v i th c t khai thác Các t ch c đó là:ợ ớ ự ế ổ ứ

• OHG – Operator’s Harmonisation Group

• 3G.IP: c th là ụ ể Working Group 8G- WG8G

• MWIF- Mobile Wireless Internet Forum

Các t ch c trên tuy ho t đ ng theo hổ ứ ạ ộ ướng khác nhau, d a trên n n t ng cácự ề ảcông ngh khác nhau nh ng có c u trúc và nguyên t c ho t đ ng tệ ư ấ ắ ạ ộ ương t nhau T tự ấ c các t ch c này đ u hả ổ ứ ề ướng t i m c tiêu chung là xây d ng m ng thông tin diớ ụ ự ạđ ng 3G Đ ng th i các t ch c này đ u có m i quan h h p tác đ gi i quy t cácộ ồ ờ ổ ứ ề ố ệ ợ ể ả ếv n đ k t n i liên m ng và chuy n vùng toàn c u Hai t ch c OHG và MWIF đ aấ ề ế ố ạ ể ầ ổ ứ ư ra các chu n đ phát tri n kh năng roaming và ghép n i gi a các m ng lõi 2G:ẩ ể ể ả ố ữ ạGSM-MAP và ANS41 M ng lõi ANSI-41 đạ ượ ử ục s d ng b i các h th ng giao di nở ệ ố ệ vô tuy n AMPS, IS-136 và IS-95 M ng lõi GSM-MAP đế ạ ược s d ng b i các hử ụ ở ệ th ng giao di n vô tuy n GSM C 2 m ng lõi này đ u s phát tri n lên 3G và luônố ệ ế ả ạ ề ẽ ểđược liên k t ho t đ ng v i nhau S xu t hi n c a 3 t ch c OHG , 3G.IP vàế ạ ộ ớ ự ấ ệ ủ ổ ứMWIP cho th y n l c đ xây d ng m t m ng lõi chung IP m c dù đi u đó ch trấ ỗ ự ể ự ộ ạ ặ ề ỉ ở thành hi n th c khi h th ng 3,5G và 4G đệ ự ệ ố ược xây d ng.ự

Công vi c chu n hoá và xây d ng tiêu chu n cho ANSI-41 đệ ẩ ự ẩ ược th c hi nự ệ b i U ban TR.45.2 c a TIA và quá trình phát tri n m ng này lên 3G đang đở ỷ ủ ể ạ ượ cth c hi n trong các nhóm xây d ng tiêu chu n k thu t c a 3GPP2 M ng lõi d aứ ệ ự ẩ ỹ ậ ủ ạ ự trên ANSI-41 s đẽ ượ ử ục s d ng b i các m ng truy nh p vô tuy n d a trên cdma2000.ở ạ ậ ế ựCông vi c xây d ng tiêu chu n GSM đang đệ ự ẩ ược ti n hành b i các u ban SMG c aế ở ỷ ủ ETSI và được làm cho phù h p v i yêu c u c a M trong T1P1.5 M i quan h nàyợ ớ ầ ủ ỹ ố ệv n gi nguyên đ i v i c vi c chu n hoá 3G Phát tri n GSM lên 3G đẫ ữ ố ớ ả ệ ẩ ể ược th cự hi n b i 3GPP và đệ ở ược làm hài hoà v i các yêu c u c a M trong T1P1 M ng lõiớ ầ ủ ỹ ạd a trên GSM-MAP s đự ẽ ượ ử ục s d ng b i m ng truy nh p vô tuy n d a trên UTRA.ở ạ ậ ế ự

Nh v y 2 t ch c ch u trách nhi m chính trong vi c xây d ng tiêu chu n choư ậ ổ ứ ị ệ ệ ự ẩh th ng thông tin di đ ng 3G là 3GPP và 3GPP2 Hai t ch c này có nhi m v hìnhệ ố ộ ổ ứ ệ ụthành và phát tri n các k thu t các lĩnh v c riêng nh m tho mãn các tiêu chu nể ỹ ậ ở ự ằ ả ẩ k thu t c a h th ng thông tin di đ ng 3G th ng nh t Ph n ti p theo s đ c p t iỹ ậ ủ ệ ố ộ ố ấ ầ ế ẽ ề ậ ớ 2 t ch c này.ổ ứ

• ETSI- European Telecommunication Standard Institute- c a Châu Âuủ

• ARIB- Association of Radio Industry Board- c a Nh t B nủ ậ ả

• TTA- Telecommunication Technology Association- c a Hàn Qu củ ố

•T1 c a B c Mủ ắ ỹ

• TTC- Telecommunication Technology Committee- c a Nh t B nủ ậ ả

• CWTS- China Wireless Telecommunication Standard group - c a Trung Qu c.ủ ốNgoài ra còn có các đ i tác v t v n th trố ề ư ấ ị ường là:

• TIA – Telecommunications Industries Association -c a Mủ ỹ

• TSACC-Telecommunications Standards AdvisoryCouncil of Canada- c a Canadaủ

• ACIF- Australian Communication Industry Forum - c a Úcủ

Các thành viên c a 3GPP đã th ng nh t r ng, công ngh truy nh p vô tuy n làủ ố ấ ằ ệ ậ ếhoàn toàn m i và d a trên WCDMA, các thành ph n c a m ng s đớ ự ầ ủ ạ ẽ ược phát tri nề trên n n t ng c a các m ng thông tin di đ ng th h 2 đã có v i nguyên t c t nề ả ủ ạ ộ ế ệ ớ ắ ậ d ng cao nh t có th Vì m ng lõi d a trên mô hình GSM đã ch ng t đụ ấ ể ạ ự ứ ỏ ược hi uệ qu trong s d ng th c t , các đ u cu i 3G cũng s mang m t card tháo l p đả ử ụ ự ế ầ ố ẽ ộ ắ ượ cđ mang thông tin liên quan đ n thuê bao và các ch c năng c th c a nhà cung c pể ế ứ ụ ể ủ ấ d ch v theo cách gi ng nh GSM s d ng SIM.ị ụ ố ư ử ụ

3GPP được chia thành các nhóm tiêu chu n k thu t (TSG – ẩ ỹ ậ Technical Specification Group) ch u trách nhi m v t ng lĩnh v c nh t đ nh nh sau:ị ệ ề ừ ự ấ ị ư

•TSG-SA: v d ch v và ki n trúcề ị ụ ế

•TSG-CN: v tiêu chu n hoá m ng lõiề ẩ ạ

•TSG-T: v thi t b đ u cu iề ế ị ầ ố

• TSG-GERAN: v m ng truy nh p cho GSM và 2,5Gề ạ ậ

•TSG-RAN: v m ng truy nh p cho 3Gề ạ ậ

Các nhóm k thu t trên đỹ ậ ược qu n lý b i m t nhóm ph i h p ho t đ ng d ánả ở ộ ố ợ ạ ộ ự

PCG (Project Co-ordination Group) C u trúc ch c năng đấ ứ ược trình bày trong hình 2

1-C Ê U  TR ó 1-C  B£N  TR O N G  3g pp

Nhãm  phèi hîp dù ¸n

TSGM¹ ng truynhËp v« tuyÕn

TSGM¹ ng lâi

TSGC¸c thiÕt bÞ

®Çu cuèi

TSGC¸c khÝa c¹ nh

hÖ thèng vµdÞch vô

TSGM¹ ng truynhËp v« tuyÕn

Kho¶ng thêi gian mét khe thêi gian

Các tiêu chu n dành cho 3G mà 3GPP xây d ng đẩ ự ược phát tri n d a trên giaoể ựdi n vô tuy n GSM-MAP và UTRA WCDMA Khái ni m UTRA bao g m c cácệ ế ệ ồ ảch đ ho t đ ng FDD và TDD đ h tr m t cách hi u qu các nhu c u d ch vế ộ ạ ộ ể ỗ ợ ộ ệ ả ầ ị ụ UMTS khác nhau v các d ch v đ i x ng và không đ i x ng Trong quá trình đánhề ị ụ ố ứ ố ứgiá UTRA trong ETSI SMG2, vi c kh o sát đệ ả ượ ậc t p trung vào ch đ FDD Kháiế ộni m TD-CDMA đệ ược ch p thu n dùng cho ch đ TDD ch a đ ng hài hoà cácấ ậ ế ộ ứ ựtham s gi a FDD và TDD Các tham s c a UTRA đố ữ ố ủ ược trình bày trong b ng 1-1.ả Đ xu t WCDMA c a ARIB bao g m c 2 ch đ ho t đ ng, FDD và TDD.ề ấ ủ ồ ả ế ộ ạ ộCh đ FDD c a đ xu t này khá gi ng v i ch đ FDD c a ETSI UTRA Tuyế ộ ủ ề ấ ố ớ ế ộ ủnhiên, ch đ TDD đế ộ ược thi t k g n gi ng v i ch đ FDD, nh ng ch p nh nế ế ầ ố ớ ế ộ ư ấ ậ m t s đ c tr ng riêng bi t nh công ngh đi u khi n công su t vòng m và phânộ ố ặ ư ệ ư ệ ề ể ấ ởt p phát Sau quy t đ nh vào tháng 1 năm 1998 c a ETSI SMG, h th ng truy nh pậ ế ị ủ ệ ố ậ được đ i tên là TD-CDMA thay cho tên WCDMA trổ ước đây, b i vì m t s nét đ cở ộ ố ặ tr ng c a TDMA đã đư ủ ược k t h p vào đ t n d ng nh ng u đi m v công nghế ợ ể ậ ụ ữ ư ể ề ệ c a TD-CDMA ủ

1.2.3 3GPP2

3GPP2 được thành l p vào cu i năm 1998, v i 5 thành viên chính th c là tậ ố ớ ứ ổ ch c phát tri n sau tiêu chu n sau:ứ ể ẩ

• ARIB- Association of Radio Industry Board- c a Nh t B nủ ậ ả

• CWTS- China Wireless Telecommunication Standard - c a Trung Qu củ ố

• TIA- Telecommunication Industry Association – C a B c Mủ ắ ỹ

• TTA- Telecommunication Technology Association- C a Hàn Qu củ ố

• TTC- Telecommunication Technology Council- c a Nh t B nủ ậ ả

Ngoài ra t ch c này còn có m t s các đ i tác t v n th trổ ứ ộ ố ố ư ấ ị ường nh :ư

• CDG- The CDMA Development Group

• MWIF- Mobile Wireless Internet Forum

• IPv6 Forum

Có th nh n th y r ng thành ph n tham gia 2 c quan chu n hoá 3GPP vàể ậ ấ ằ ầ ơ ẩ3GPP2 v c b n là gi ng nhau, ch khác đi m 3GPP có s tham gia c a ETSI Vìề ơ ả ố ỉ ở ể ự ủ

v y d dàng suy ra v c b n, c u trúc t ch c, nguyên lý ho t đ ng c a 2 c quanậ ễ ề ơ ả ấ ổ ứ ạ ộ ủ ơnày g n gi ng nhau S khác nhau ch y u c a 2 c quan này n m con đầ ố ự ủ ế ủ ơ ằ ở ường để phát tri n lên h th ng 3G.ể ệ ố

V c u trúc ch c năng, trề ấ ứ ước h t 3GPP2 có m t ban ch đ o d án- PSCế ộ ỉ ạ ự(Project Steering Commitee) PSC s qu n lý toàn b công tác tiêu chu n hoá theo cácẽ ả ộ ẩnhóm k thu t –TSG 3GPP2 hi n nay có 4 nhóm TSG, bao g m:ỹ ậ ệ ồ

•TSG-A: nghiên c u v các h th ng giao di n m ng truy nh pứ ề ệ ố ệ ạ ậ

•TIA/EIA-95B: các tiêu chu n tr m di đ ng và giao di n vô tuy n.ẩ ạ ộ ệ ế

•IS-707: tiêu chu n cho các d ch v s li u(d ng gói, không đ ng b và fax)ẩ ị ụ ố ệ ạ ồ ộ

•IS-127: tiêu chu n cho b mã hoá tho i t c đ 8,5Kbps EVRCẩ ộ ạ ố ộ

•IS-733: tiêu chu n cho b mã hoá tho i t c đ 13kbpsẩ ộ ạ ố ộ

• IS-637: tiêu chu n cho d ch v nh n tin ng n (ẩ ị ụ ắ ắ SMS)

•IS-638: qu n lý các tham s và vi c kích ho t qua không gian (h tr vi c c uả ố ệ ạ ỗ ợ ệ ấ hình và kích ho t d ch v c a các tr m di đ ng qua giao di n vô tuy n).ạ ị ụ ủ ạ ộ ệ ế

•IS-97 và IS-98: các tiêu chu n dành cho các ho t đ ng m c t i thi u ẩ ạ ộ ở ứ ố ể

•C u trúc kênh TIA/EIA-95 c b n.ấ ơ ả

•Các tiêu chu n m r ng cho các c u trúc kênh TIA/EIA-95B c b n b tr , l pẩ ở ộ ấ ơ ả ổ ợ ớ ghép kênh và báo hi u đ h tr các kênh phát qu ng bá (Kênh hoa tiêu , kênh tìmệ ể ỗ ợ ảg i, kênh đ ng b )ọ ồ ộ

•IS-634A: không ch u s thay đ i quan tr ng nào khi dùng cho CDMA2000; c uị ự ổ ọ ấ trúc phân l p c a CDMA2000 d n d n tích h p v i c u trúc thành ph n c a IS-ớ ủ ầ ầ ợ ớ ấ ầ ủ634A.

•TIA/EIA-41D: không c n thay đ i nhi u khi s d ng cho CDMA2000; c u trúcầ ổ ề ử ụ ấphân t ng c a CDMA2000 t o ra kh năng d tích h p v i các d ch v giá tr giaầ ủ ạ ả ễ ợ ớ ị ụ ịtăng.

Các tiêu chu n c a 3GPP2 đẩ ủ ược phát tri n theo các pha sau đây: ể

•Pha 0: toàn b các tiêu chu n đã độ ẩ ược các SDO hoàn thi nệ

•Pha 1: ch y u là các ch tiêu k thu t cho Release 1 đ k th a toàn b ph n 2Gủ ế ỉ ỹ ậ ể ế ừ ộ ầIS-95A và IS-95B Hoàn thi n vào năm 2000.ệ

•Pha 2: b t đ u t gi a năm 2001 nh m h tr kh năng IP Multimedia, phiên b nắ ầ ừ ữ ằ ỗ ợ ả ả đ u tiên hoàn thi n trong năm 2002, các phiên b n sau trong năm 2003.ầ ệ ả

•Pha 3: thêm các ch c năng theo hứ ướng m ng lõi IP Hi n nay giai đo n này đạ ệ ạ ượ ckh i đ ng.ở ộ

•Ngoài ra, hi n nay CDMA2000 1xEV c a 3GPP2 đã đệ ủ ược ITU chính th c ch pứ ấ thu n 3G.ậ

1.2.4 M i quan h gi a 3GPP và 3GPP2 và ITUốệ ữ

3GPP và 3GPP2 h p tác l n đ u nh m gi i quy t v n đ k t n i liên m ng,ợ ầ ầ ằ ả ế ấ ề ế ố ạchuy n vùng toàn c u, t p trung vào 3 khía c nh chính:ể ầ ậ ạ

•Truy nh p vô tuy nậ ế

•Thi t b đ u cu iế ị ầ ố

•M ng lõi ạ

Ho t đ ng h p tác này ch y u thông qua OGH và các nhóm ạ ộ ợ ủ ế ad hoc có sự tham gia c a c 2 bên 3GPP và 3GPP2 Hi n nay, IETF là m t trong các nhân t m iủ ả ệ ộ ố ớ đ cùng v i 3GPP và gi i quy t hể ớ ả ế ướng m ng lõi chung toàn IP M i đây, sau khiạ ớnghiên c u HSDPA (3GPP) và 1xEV-DO (3GPP2), c hai t ch c này đang ti p t cứ ả ổ ứ ế ụ n l c theo hỗ ự ướng m ng lõi IP chung qua các cu c h p năm 2002.ạ ộ ọ

ITU ch u trách nhi m ph i h p s ho t đ ng c a các t ch c tiêu chu n hoá, cị ệ ố ợ ự ạ ộ ủ ổ ứ ẩ ụ th là 2 đ n v ch u trách nhi m tr c ti p:ể ơ ị ị ệ ự ế

•ITU-T SSG- Special Study Group

•ITU-R WP8F- Working Party 8F.

Trong đó, ITU-T SSG có 3 nhóm làm vi c v i 7 v n đ , gi i quy t 90% công tácệ ớ ấ ề ả ếchu n hoá v m ng (Network Aspects), t p trung vào các m ng: ẩ ề ạ ậ ả

•Ti p t c chu n hoá toàn c u b ng cách k t h p v i các c quan tiêu chu n SDOế ụ ẩ ầ ằ ế ợ ớ ơ ẩvà các Project (3GPP và 3GPP2)

• Xác đ nh m c tiêu sau IMT-2000:3,5G và 4Gị ụ

•Tâp trung vào ph n m ng m t đ t (tăng t c đ d li u, m ng theo hầ ạ ặ ấ ố ộ ữ ệ ạ ướng IP)

•Ph i h p v i ITU-R WP8P v v tinh, v i ITU-T và ITU-D v các v n đ liênố ợ ớ ề ệ ớ ề ấ ềquan.

Vai trò c a t ng thành ph n trong m i quan h gi a các t ch c này có th rútủ ừ ầ ố ệ ữ ổ ứ ểg n nh sau:ọ ư

•3GPP và 3GPP2: đ m b o phát tri n công ngh và các ch tiêu giao di n vô tuy nả ả ể ệ ỉ ệ ế cho toàn c u;ầ

•Các t ch c tiêu chu n khu v c –SDO: làm thích ng các tiêu chu n chung choổ ứ ẩ ự ứ ẩt ng khu v c K t qu là s xu t hi n c a các tiêu chu n IMT-2000 trên c s chừ ự ế ả ự ấ ệ ủ ẩ ơ ở ỉ tiêu k thu t c a 3GPP và 3GPP2.ỹ ậ ủ

•ITU-T và ITU-R: đ m b o kh năng tả ả ả ương thích và roaming toàn c u v i các chầ ớ ỉ tiêu C th rõ vi c phân công và trách nhi m qua ITU-R.M 1457 và ITU-T Q.REF.ụ ể ệ ệHi n nay, c 3GPP, 3GPP2, ITU và IETF ti p t c ph i h p ch t ch đ gi i quy tệ ả ế ụ ố ợ ặ ẽ ể ả ế m ng lõi chung IP theo các công ngh 3,5G và 4G.ạ ệ

•3GPP2 đã hoàn thi n các ch tiêu k thu t CDMA2000 1xEV-DO Các t ch cệ ỉ ỹ ậ ổ ứ chu n hóa khu v c c a các nẩ ự ủ ước có công ngh IS-95A ho c IS-95B h u h t đã cóệ ặ ầ ếtiêu chu n áp d ng nguyên v n công ngh 2,5G.ẩ ụ ẹ ệ

V i công ngh 3G, tình hình chu n hoá ph c t p h n v i 3 m ng chính sau:ớ ệ ẩ ứ ạ ơ ớ ả

•Công ngh truy nh p vô tuy nệ ậ ế

•M ng lõi ạ

•Giao di n v i các h th ng khác.ệ ớ ệ ố

1.3.2 Chu n hoá công ngh truy nh p vô tuy nẩệậế

Trên th gi i hi n đang t n t i nhi u cơng ngh thơng tin di đ ng 2G khác nhauế ớ ệ ồ ạ ề ệ ộv i s v n đ u t tớ ố ố ầ ư ương đ i l n Vi c xây d ng m t h th ng thơng tin di đ ng tiênố ớ ệ ự ộ ệ ố ộti n h n luơn địi h i ph i chú ý t i v n đ l i nhu n kinh t , cĩ nghĩa là các hế ơ ỏ ả ớ ấ ề ợ ậ ế ệ th ng thơng tin di đ ng m i ph i tố ộ ớ ả ương thích ngược v i các h th ng 2G hi n cĩ,ớ ệ ố ệđ t n d ng s đ u t v c s h t ng c a các h th ng cũ Nh v y, m c tiêuể ậ ụ ự ầ ư ề ơ ở ạ ầ ủ ệ ố ư ậ ụphát tri n đ n m t tiêu chu n duy nh t cho IMT-2000 là khơng th đ t để ế ộ ẩ ấ ể ạ ược Trênth c t , ITU đã ch p nh n s t n t i song song c a 5 h cơng ngh khác nhau:ự ế ấ ậ ư ồ ạ ủ ọ ệ

•IMT-MC (IMT-Multi Carrier): CDMA2000

•IMT-DS (IMT- Direct Sequence): WCDMA –FDD

UTRA FDDDIRECTSEQUENCE

UTRA TDDcác tốc độ chipcao và thấp

CODECARRIERSINGLE CARRIERMULTI- FREQUENCYTIME

Hình 1- Các h cơng ngh đọệ ược ITU-R ch p nh nấậ

Trong năm 2002, ITU-R đã ch p thu n 7 lo i cơng ngh c th , mà th c ch tấ ậ ạ ệ ụ ể ự ấ thu c 5 h cơng ngh trên:ộ ọ ệ

•CDMA đa sĩng mang (cdma2000)

- Hai tiêu chu n TDMA: SC-TDMA (UWC-136) và MC-TDMA (DECT)ẩ

- Ba tiêu chu n CDMA : MC-CDMA (cdma2000 ), DS-CDMA (WCDMA) vàẩCDMA-TDD (bao g m TD-SCDMA và UTRA-TDD).ồ

Ta xét các tiêu chu n TDD v i các đ c đi m sau:ẩ ớ ặ ể

- TDD có th s d ng các ngu n tài nguyên t n s khác nhau và không c n c p t nể ử ụ ồ ầ ố ầ ặ ầ s ố

- TDD phù h p v i truy n d n b t đ i x ng v t c đ gi a đợ ớ ề ẫ ấ ố ứ ề ố ộ ữ ường lên và đườ ngxu ng, đ c bi t v i các d ch v d li u d ng IPố ặ ệ ớ ị ụ ữ ệ ạ

- TDD ho t đ ng cùng t n s cho đạ ộ ở ầ ố ường lên và đường xu ng, phù h p cho vi cố ợ ệ s d ng các k thu t m i nh anten thông minhử ụ ỹ ậ ớ ư

- Chi phí thi t b h th ng TDD th p h n, có th th p h n t 20 đ n 50% so v i cácế ị ệ ố ấ ơ ể ấ ơ ừ ế ớh th ng FDD.ệ ố

Tuy nhiên, h n ch chính c a h th ng TDD là t c đ di chuy n và di n tích phạ ế ủ ệ ố ố ộ ể ệ ủ sóng Các h th ng TDD ch thích h p v i vi c tri n khai cho các d ch v đa phệ ố ỉ ợ ớ ệ ể ị ụ ươ ngti n trong các khu v c m t đ cao và có yêu c u cao v dung lệ ự ậ ộ ầ ề ượng tho i, d li u vàạ ữ ệcác d ch v đa phị ụ ương ti n trong các khu v c t p trung thuê bao l n TD-SCDMA làệ ự ậ ớcông ngh do Trung Qu c đ xu t, còn UTRA-TDD đệ ố ề ấ ược xem là ph n b sung choầ ổUTRA-FDD t i nh ng vùng có dung lạ ữ ượng r t cao H n n a các công ngh này ch aấ ơ ữ ệ ư có s n ph m thả ẩ ương m i Trên th c t ch có 2 tiêu chu n quan tr ng nh t đã có s nạ ự ế ỉ ẩ ọ ấ ả ph m thẩ ương m i và có kh năng đạ ả ược tri n khai r ng rãi trên toàn th gi i làể ộ ế ớWCDMA (FDD) và cdma2000 WCDMA được phát tri n trên c s tể ơ ở ương thích v iớ giao th c c a m ng lõi GSM (GSM MAP), m t h th ng chi m t i 65% th trứ ủ ạ ộ ệ ố ế ớ ị ườ ngth gi i Còn cdma2000 nh m tế ớ ằ ương thích v i m ng lõi IS-41, hi n chi m 15% thớ ạ ệ ế ị trường Quá trình phát tri n lên 3G cũng s t p trung vào 2 hể ẽ ậ ướng chính này, có thể được tóm t t trong hình 1-4.ắ

NM T(900)TACS

GSM  (900)

SM R

GSM  (1800)

GSM  (1900)

IS­136TDM A (800)

IS­95CDM A (800)

Hình 1- Quá trình phát tri n lên 3G c a 2 nhánh công ngh chínhểủệ

1.3.3 Phân tích hai nhánh công ngh chính ti n lên 3Gệế

1.3.3.1 Hướng phát tri n lên 3G s d ng công ngh WCDMA ểử ụệ

WCDMA là m t tiêu chu n thông tin di đ ng 3G c a IMT-2000 độ ẩ ộ ủ ược pháttri n ch y u Châu Âu v i m c đích cho phép các m ng cung c p kh năngể ủ ế ở ớ ụ ạ ấ ảchuy n vùng toàn c u và đ h tr nhi u d ch v tho i, d ch v đa phể ầ ể ỗ ợ ề ị ụ ạ ị ụ ương ti n Cácệm ng WCDMA đạ ược xây d ng d a trên c s m ng GSM, t n d ng c s h t ngự ự ơ ở ạ ậ ụ ơ ở ạ ầ s n có c a các nhà khai thác m ng GSM Quá trình phát tri n t GSM lên CDMA quaẵ ủ ạ ể ừcác giai đo n trung gian, có th đạ ể ược tóm t t trong s đ sau đây:ắ ơ ồ

Công vi c tích h p GPRS vào m ng GSM đang t n t i là m t quá trình đ nệ ợ ạ ồ ạ ộ ơ gi n M t ph n các khe trên giao di n vô tuy n dành cho GPRS, cho phép ghép kênhả ộ ầ ệ ếs li u gói đố ệ ượ ậ ịc l p l ch trình trước đ i v i m t s tr m di đ ng Phân h tr m g cố ớ ộ ố ạ ộ ệ ạ ố ch c n nâng c p m t ph n nh liên quan đ n kh i đi u khi n gói (PCU- ỉ ầ ấ ộ ầ ỏ ế ố ề ể Packet Control Unit) đ cung c p kh năng đ nh tuy n gói gi a các đ u cu i di đ ng các nútể ấ ả ị ế ữ ầ ố ộc ng (ổ gateway) M t nâng c p nh v ph n m m cũng c n thi t đ h tr các hộ ấ ỏ ề ầ ề ầ ế ể ỗ ợ ệ th ng mã hoá kênh khác nhau.ố

M ng lõi GSM đạ ượ ạc t o thành t các k t n i chuy n m ch kênh đừ ế ố ể ạ ược mở r ng b ng cách thêm vào các nút chuy n m ch s li u và gateway m i, độ ằ ể ạ ố ệ ớ ược g i làọGGSN (Gateway GPRS Support Node) và SGSN (Serving GPRS Support Node) GPRS là m t gi i pháp đã độ ả ược chu n hoá hoàn toàn v i các giao di n m r ng và có thẩ ớ ệ ở ộ ể chuy n th ng lên 3G v c u trúc m ng lõi.ể ẳ ề ấ ạ

1.3.3.1.2 EDGE

EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) là m t k thu t truy n d nộ ỹ ậ ề ẫ 3G đã được ch p nh n và có th tri n khai trong ph t n hi n có c a các nhà khaiấ ậ ể ể ổ ầ ệ ủthác TDMA và GSM EDGE tái s d ng băng t n sóng mang và c u trúc khe th iử ụ ầ ấ ờ gian c a GSM, và đủ ược thi t k nh m tăng t c đ s li u c a ngế ế ằ ố ộ ố ệ ủ ườ ử ụi s d ng trongm ng GPRS ho c HSCSD b ng cách s d ng các h th ng cao c p và công nghạ ặ ằ ử ụ ệ ố ấ ệ tiên ti n khác Vì v y, c s h t ng và thi t b đ u cu i hoàn toàn phù h p v iế ậ ơ ở ạ ầ ế ị ầ ố ợ ớ EDGE hoàn toàn tương thích v i GSM và GRPS.ớ

1.3.3.1.3 WCDMA hay UMTS/FDD

WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) là m t công ngh truyộ ệnh p vô tuy n đậ ế ược phát tri n m nh Châu Âu H th ng này ho t đ ng ch để ạ ở ệ ố ạ ộ ở ế ộ FDD và d a trên k thu t tr i ph chu i tr c ti p (DSSS- Direct Sequence Spectrum)ự ỹ ậ ả ổ ỗ ự ếs d ng t c đ chip 3,84Mcps bên trong băng t n 5MHz Băng t n r ng h n và t cử ụ ố ộ ầ ầ ộ ơ ố đ tr i ph cao làm tăng đ l i x lý và m t gi i pháp thu đa độ ả ổ ộ ợ ử ộ ả ường t t h n, đó làố ơđ c đi m quy t đ nh đ chu n b cho IMT-2000.ặ ể ế ị ể ẩ ị

WCDMA h tr tr n v n c d ch v chuy n m ch kênh và chuy n m ch góiỗ ợ ọ ẹ ả ị ụ ể ạ ể ạt c đ cao và đ m b o s ho t đ ng đ ng th i các d ch v h n h p v i ch đ góiố ộ ả ả ự ạ ộ ồ ờ ị ụ ỗ ợ ớ ế ộho t đ ng m c hi u qu cao nh t H n n a WCDMA có th h tr các t c đ sạ ộ ở ứ ệ ả ấ ơ ữ ể ỗ ợ ố ộ ố li u khác nhau, d a trên th t c đi u ch nh t c đ ệ ự ủ ụ ề ỉ ố ộ

Chu n WCDMA hi n th i s d ng phẩ ệ ờ ử ụ ương pháp đi u ch QPSK, m tề ế ộ phương pháp đi u ch t t h n 8-PSK, cung c p t c đ s li u đ nh là 2Mbps v iề ế ố ơ ấ ố ộ ố ệ ỉ ớ ch t lấ ượng truy n t t trong vùng ph r ng.ề ố ủ ộ

WCDMA là công ngh truy n d n vô tuy n m i v i m ng truy nh p vôệ ề ẫ ế ớ ớ ạ ậtuy n m i, đế ớ ược g i là UTRAN, bao g m các ph n t m ng m i nh RNC (ọ ồ ầ ử ạ ớ ư Radio Network Controller) và NodeB (tên g i tr m g c m i trong UMTS)ọ ạ ố ớ

Tuy nhiên m ng lõi GPRS/EDGE có th đạ ể ượ ử ục s d ng l i và các thi t b đ uạ ế ị ầ cu i ho t đ ng nhi u ch đ có kh năng h tr GSM/GPRS/EDGE và cố ạ ộ ở ề ế ộ ả ỗ ợ ả WCDMA.

1.3.3.2 Hướng phát tri n lên 3G s d ng công ngh cdma2000.ểử ụệ

H th ng cdma2000 g m m t s nhánh ho c giai đo n phát tri n khác nhau đệ ố ồ ộ ố ặ ạ ể ể h tr các d ch v ph đỗ ợ ị ụ ụ ược tăng cường Nói chung cdma2000 là m t cách ti p c nộ ế ậ đa sóng mang cho các sóng có đ r ng n l n 1,25MHz ho t đ ng ch đ FDD.ộ ộ ầ ạ ộ ở ế ộNh ng công vi c chu n hoá t p trung vào gi i pháp m t sóng mang đ n 1,25MHzư ệ ẩ ậ ả ộ ơ(1x) v i t c đ chip g n gi ng IS-95 cdma2000 đớ ố ộ ầ ố ược phát tri n t các m ng IS-95ể ừ ạc a h th ng thông tin di đ ng 2G, có th mô t quá trình phát tri n trong hình vủ ệ ố ộ ể ả ể ẽ sau:

1.3.3.2.2 cdma2000 1xRTT

Giai đo n đ u c a cdma2000 đạ ầ ủ ược g i là 1xRTT hay ch là 1xEV-DO, đọ ỉ ượ cthi t k nh m c i thi n dung lế ế ằ ả ệ ượng tho i cua IS-95B và đ h tr kh năng truy nạ ể ỗ ợ ả ề s li u t c đ đ nh lên t i 307,2Kbps Tuy nhiên, các thi t b đ u cu i thố ệ ở ố ộ ỉ ớ ế ị ầ ố ương m iạ c a 1x m i ch cho phép t c đ s li u đ nh lên t i 153,6kbps Nh ng c i thi n soủ ớ ỉ ố ộ ố ệ ỉ ớ ữ ả ệv i IS-95 đ t đớ ạ ược nh đ a vào m t s công ngh tiên ti n nh đi u ch QPSK vàờ ư ộ ố ệ ế ư ề ếmã hoá Turbo cho các d ch v s li u cùng v i kh năng đi u khi n công su t nhanhị ụ ố ệ ớ ả ề ể ấ

vào tháng 8 năm 2001 và báo hi u cho s phát tri n c a gi i pháp đ n sóng mang đ iệ ự ể ủ ả ơ ố v i truy n s li u gói riêng bi t.ớ ề ố ệ ệ

Nguyên lý c b n c a h th ng này là chia các d ch v tho i và d ch v sơ ả ủ ệ ố ị ụ ạ ị ụ ố li u t c đ cao vào các sóng mang khác nhau 1xEV-DO có th đệ ố ộ ể ược xem nh m tư ộ m ng s li u ạ ố ệ “x p ch ng”ếồ , yêu c u m t sóng mang riêng Đ ti n hành các cu cầ ộ ể ế ộ g i v a có tho i, v a có s li u trên c u trúc “ọ ừ ạ ừ ố ệ ấ x p ch ngếồ ” này c n có các thi t bầ ế ị ho t đ ng 2 ch đ 1x và 1xEV-DO.ạ ộ ở ế ộ

1 3.3.2.4 cdma2000 1xEV-DV

Trong công ngh 1xEV-DO có s d th a v tài nguyên do s phân bi t cệ ự ư ừ ề ự ệ ố đ nh tài nguyên dành cho tho i và tài nguyên dành cho s li u Do đó, CDG, nhómị ạ ố ệphát tri n CDMA, kh i đ u pha th ba c a cdma2000 đ a các d ch v tho i và sể ở ầ ứ ủ ư ị ụ ạ ố li u quay v ch dùng m t sóng mang 1,25MHz và ti p t c duy trì s tệ ề ỉ ộ ế ụ ự ương thíchngược v i 1xRTT T c đ s li u c c đ i c a ngớ ố ộ ố ệ ự ạ ủ ườ ử ụi s d ng lên t i 3,1Mbpsớtương ng v i kích thứ ớ ước gói d li u 3940 bit trong kho ng th i gian 1,25ms.ữ ệ ả ờ

M c dù k thu t truy n d n c b n đặ ỹ ậ ề ẫ ơ ả ược đ nh hình, v n có nhi u đ xu tị ẫ ề ề ấ công ngh cho các thành ph n ch a đệ ầ ư ược quy t đ nh k c tiêu chu n cho đế ị ể ả ẩ ườ ngxu ng c a 1xEV-DV.ố ủ

1.3.3.2.5 cdma2000 3x(MC- CDMA )

cdma2000 3x, hay 3xRTT, đ c p đ n s l a ch n đa sóng mang ban đ uề ậ ế ự ự ọ ầ trong c u hình vô tuy n cdma2000 và đấ ế ược g i là MC-CDMA (Multi carrier) thu cọ ộ IMT-MC trong IMT-2000 Công ngh này liên quan đ n vi c s d ng 3 sóng mangệ ế ệ ử ụ1x đ tăng t c đ s li u và để ố ộ ố ệ ược thi t k cho d i t n 5MHz (g m 3 kênhế ế ả ầ ồ1,25Mhz) S l a ch n đa sóng mang này ch áp d ng đự ự ọ ỉ ụ ược trong truy n d n đề ẫ ườ ngxu ng Đố ường lên tr i ph tr c ti p, gi ng nh WCDMA v i t c đ chip h i th pả ổ ự ế ố ư ớ ố ộ ơ ấ h n m t chút 3,6864Mcps (3 l n 1,2288Mcps).ơ ộ ầ

1.3.4 T ng k tổế

Nh v y, trên th gi i hi n đang t n t i các công ngh khác đ xây d ng hư ậ ế ớ ệ ồ ạ ệ ể ự ệ th ng thông tin di đ ng 3G Các nố ộ ước khi l a ch n các công ngh 3G có th căn cự ọ ệ ể ứ theo ITU-R M.1457 đ xác đ nh các ch tiêu ch y u c a h công ngh truy nh p vôể ị ỉ ủ ế ủ ọ ệ ậtuy n và xây d ng tiêu chu n trên c s t p h p biên so n ho c áp d ng nguyên v nế ự ẩ ơ ở ậ ợ ạ ặ ụ ẹ theo các tiêu chu n c a SDO sao cho phù h p v i đi u ki n c a mình.ẩ ủ ợ ớ ề ệ ủ

Chương 2. T NG QUAN CÔNG NGH WCDMAỔỆ

GP = Bt / Bi ho c Gặ P = B/R (2.2) Trong đó Bt :là đ r ng băng t n truy n th c tộ ộ ầ ề ự ế

Bi : đ r ng băng t n c a tín hi u mang tinộ ộ ầ ủ ệ B : là đ r ng băng t n RF ộ ộ ầ

R : là t c đ thông tinố ộ

M i quan h gi a t s S/N và t s Eố ệ ữ ỷ ố ỷ ố b/I0, trong đó Eb là năng lượng trên m tộ bit, và I0 là m t đ ph năng lậ ộ ổ ượng t p âm, th hi n trong công th c sauạ ể ệ ứ :

= (2.3)

Vì th , v i m t yêu c u Eế ớ ộ ầ b/I0 xác đ nh, đ l i x lý càng cao, thì t s S/N yêuị ộ ợ ử ỷ ốc u càng th p Trong h th ng CDMA đ u tiên, IS-95, băng thông truy n d n làầ ấ ệ ố ầ ề ẫ1.25MHz Trong h th ng WCDMA, băng thông truy n kho ng 5MHz.ệ ố ề ả

Trong CDMA, m i ngỗ ườ ử ụi s d ng được gán m t chu i mã duy nh t (mã tr iộ ỗ ấ ả ph ) đ tr i tín hi u thông tin thành m t tín hi u băng r ng trổ ể ả ệ ộ ệ ộ ước khi truy n đi Bênềthu bi t đế ược chu i mã c a ngỗ ủ ườ ử ụi s d ng đó và gi i mã đ khôi ph c tín hi u g c.ả ể ụ ệ ố

2.1.2 K thu t tr i ph và gi i tr i phỹậảổảảổ

Tr i ph và gi i tr i ph là ho t đ ng c b n nh t trong các h th ng DS-ả ổ ả ả ổ ạ ộ ơ ả ấ ệ ốCDMA D li u ngữ ệ ườ ử ụi s d ng ng ý là chu i bit đụ ỗ ược đi u ch BPSK có t c đ làề ế ố ộ

R Ho t đ ng tr i ph chính là nhân m i bit d li u ngạ ộ ả ổ ỗ ữ ệ ườ ử ụi s d ng v i m t chu i ớ ộ ỗ n

bit mã, được g i là các ọ chip đây, ta l y Ở ấ n=8 thì h s tr i ph là 8, nghĩa là th cệ ố ả ổ ự hi n đi u ch tr i ph BPSK K t qu t c đ d li u là 8xệ ề ế ả ổ ế ả ố ộ ữ ệ R và có d ng xu t hi nạ ấ ệ ng u nhiên (gi nhi u) nh là mã tr i ph Vi c tăng t c đ d li u lên 8 l n đápẫ ả ễ ư ả ổ ệ ố ộ ữ ệ ầ

2.1.3 K thu t đa truy nh p CDMAỹậậ

M t m ng thông tin di đ ng là m t h th ng nhi u ngộ ạ ộ ộ ệ ố ề ườ ử ụi s d ng, trong đóm t s lộ ố ượng l n ngớ ườ ử ụi s d ng chia s ngu n tài nguyên v t lý chung đ truy n vàẻ ồ ậ ể ềnh n thông tin Dung lậ ượng đa truy nh p là m t trong các y u t c b n c a hậ ộ ế ố ơ ả ủ ệ th ng K thu t tr i ph tín hi u c n truy n đem l i kh năng th c hi n đa truyố ỹ ậ ả ổ ệ ầ ề ạ ả ự ệnh p cho các h th ng CDMA Trong l ch s thông tin di đ ng đã t n t i các côngậ ệ ố ị ử ộ ồ ạngh đa truy nh p khác nhauệ ậ : TDMA, FDMA và CDMA S khác nhau gi a chúngự ữđược ch ra trong hình 2-2.ỉ

Hình 2- Các công ngh đa truy nh pệậ

Trong h th ng đa truy nh p theo t n s FDMA, các tín hi u cho các ngệ ố ậ ầ ố ệ ườ ử i sd ng khác nhau đụ ược truy n trong các kênh khác nhau v i các t n s đi u ch khácề ớ ầ ố ề ếnhau Trong h th ng đa truy nh p phân chia theo th i gian TDMA, các tín hi u c aệ ố ậ ờ ệ ủ ngườ ử ụi s d ng khác nhau được truy n đi trong các khe th i gian khác nhau V i cácề ờ ớcông ngh khác nhau, s ngệ ố ườ ử ụi s d ng l n nh t có th chia s đ ng th i các kênhớ ấ ể ẻ ồ ờv t lý là c đ nh Tuy nhiên trong h th ng CDMA, các tín hi u cho ngậ ố ị ệ ố ệ ườ ử ụ i s d ngkhác nhau được truy n đi trong cùng m t băng t n t i cùng m t th i đi m M i tínề ộ ầ ạ ộ ờ ể ỗhi u ngệ ườ ử ụi s d ng đóng vai trò nh là nhi u đ i v i tín hi u c a ngư ễ ố ớ ệ ủ ườ ử ụ i s d ngkhác, do đó dung lượng c a h th ng CDMA g n nh là m c nhi u, và không có conủ ệ ố ầ ư ứ ễs l n nh t c đ nh, nên dung lố ớ ấ ố ị ượng c a h th ng CDMA đủ ệ ố ược g i là dung lọ ượ ngm m.ề

Hình 2-3 ch ra m t ví dỉ ộ ụ làm th nào 3 ngế ườ ử ụi s d ng có th truy nh p đ ngể ậ ồ th i trong m t h th ng CDMA.ờ ộ ệ ố

Hình 2- Nguyên lý c a đa truy nh p tr i phủậảổ

T i bên thu, ngạ ườ ử ụi s d ng 2 s gi i tr i ph tín hi u thông tin c a nó tr l iẽ ả ả ổ ệ ủ ở ạ tín hi u băng h p, ch không ph i tín hi u c a b t c ngệ ẹ ứ ả ệ ủ ấ ứ ười nào khác B i vì sở ự tương quan chéo gi a mã c a ngữ ủ ườ ử ụi s d ng mong mu n và các mã c a ngố ủ ườ ử i sd ng khác là r t nhụ ấ ỏ : vi c tách sóng k t h p s ch c p năng lệ ế ợ ẽ ỉ ấ ượng cho tín hi uệ

mong mu n và m t ph n nh cho tín hi u c a ngố ộ ầ ỏ ệ ủ ườ ử ụi s d ng khác và băng t nầ thông tin.

Đ l i x lý và đ c đi m băng r ng c a quá trình x lý đem l i nhi u l i íchộ ợ ử ặ ể ộ ủ ử ạ ề ợcho các h th ng CDMA, nh hi u su t ph cao và dung lệ ố ư ệ ấ ổ ượng m m Tuy nhiên, t tề ấ c nh ng l i ích đó yêu c u vi c s d ng k thu t đi u khi n công su t nghiêmả ữ ợ ầ ệ ử ụ ỹ ậ ề ể ấng t và chuy n giao m m, đ tránh cho tín hi u c a ngặ ể ề ể ệ ủ ườ ử ụi s d ng này che thông tinc a ngủ ườ ử ụi s d ng khác.

2.2 M t s đ c tr ng c a l p v t lý trong h th ng WCDMA.ộ ố ặưủ ớậệ ố

2.2.1 Các mã tr i ph ảổ

Trong h th ng tr i ph chu i tr c ti p DSSS, các bit d li u đệ ố ả ổ ỗ ự ế ữ ệ ược mã hoáv i m t chu i bit gi ng u nhiên (PN) M ng vô tuy n UMTS m ng s d ng m tớ ộ ỗ ả ẫ ạ ế ạ ử ụ ộ t c đ chip c đ nh là 3.84Mcps đem l i m t băng thông sóng mang x p x 5MHz.ố ộ ố ị ạ ộ ấ ỉD li u đữ ệ ược g i qua giao di n vô tuy n WCDMA đử ệ ế ược mã hoá 2 l n trầ ước khiđược đi u ch và truy n đi Quá trình này đề ế ề ược mô t trong hình v sau:ả ẽ

• Mã tr n.ộ Mã tr n độ ượ ử ục s d ng trên đường xu ng là t p h p chu i mã Gold.ố ậ ợ ỗCác đi u ki n ban đ u d a vào s mã tr n n Ch c năng c a nó dùng đ phân bi tề ệ ầ ự ố ộ ứ ủ ể ệ các tr m g c khác nhau Thông qua mô ph ng, n đạ ố ỏ ược xác đ nh là t s gi a t tị ỉ ố ữ ự ươ ng

quan và tương quan chéo khi thay đ i s chip b c t b t do thay đ i t s S/N K tổ ố ị ắ ớ ổ ỉ ố ế qu đả ược ch ra trong b ng 2-1.ỉ ả

B ng 2- ả Quan h gi a S/N và s chip b c t b tệữốị ắ ớ

Có hai lo i mã tr n trên đạ ộ ường lên , chúng dùng đ duy trì s phân bi t gi a cácể ự ệ ữmáy di đ ng khác nhau C hai lo i đ u là mã ph c Mã th nh t là mã hoá Kasamiộ ả ạ ề ứ ứ ấr t r ng Lo i th hai là mã tr n dài đấ ộ ạ ứ ộ ường lên thường được s d ng trong cellử ụkhông phát hi n th y nhi u ngệ ấ ề ườ ử ụi s d ngtrong m t tr m g c Đó là chu i mã Goldộ ạ ố ỗcó chi u dài là 2ề 41-1.

2.2.2. Phương th c song công.ứ

Hai phương th c song công đứ ược s d ng trong ki n trúc WCDMA: Songử ụ ếcông phân chia theo th i gian (TDD) và song công phân chia theo t n s (FDD).ờ ầ ốPhương pháp FDD c n hai băng t n cho đầ ầ ường lên và đường xu ng Phố ương th cứ TDD ch c n m t băng t n Thông thỉ ầ ộ ầ ường ph t n s đổ ầ ố ược bán cho các nhà khai tháctheo các d i có th b ng 2x10MHz, ho c 2x15MHz cho m i b đi u khi n M c dùả ể ằ ặ ỗ ộ ề ể ặcó m t s đ c đi m khác nhau nh ng c hai phộ ố ặ ể ư ả ương th c đ u có t ng hi u su t g nứ ề ổ ệ ấ ầ gi ng nhau Ch đ TDD không cho phép gi a máy di đ ng và tr m g c có trố ế ộ ữ ộ ạ ố ễ truy n l n, b i vì s gây ra đ ng đ gi a các khe th i gian thu và phát Vì v y màề ớ ở ẽ ụ ộ ữ ờ ậch đ IDD phù h p v i các môi trế ộ ợ ớ ường có tr truy n th p, cho nên ch đ TDDễ ề ấ ế ộv n hành các pico cell M t u đi m c a TDD là t c đ d li u đậ ở ộ ư ể ủ ố ộ ữ ệ ường lên vàđường xu ng có th r t khác nhau, vì v y mà phù h p cho các ng d ng có đ c tínhố ể ấ ậ ợ ứ ụ ặb t đ i x ng gi a đấ ố ứ ữ ường lên và đường xu ng , ch ng h n nh Web browsing Trongố ẳ ạ ưquá trình ho ch đ nh m ng, các u đi m và nhạ ị ạ ư ể ược đi m c a hai phể ủ ương pháp này cóth bù tr Đ án này ch t p trung nghiên c u ch đ FDD.ể ừ ồ ỉ ậ ứ ế ộ

Hình dưới đây ch ra s đ phân b ph t n s c a h th ng UMTS Châu Âu.ỉ ơ ồ ố ổ ầ ố ủ ệ ố

1900192019802010 202521102170 MHz

Ñ ônbaêngÑ ôn

2.2 4 Phân t p đa đậường- B thu RAKE.ộ

Truy n sóng vô tuy n trong kênh di đ ng m t đ t đề ế ộ ặ ấ ược đ c tr ng b i các sặ ư ở ự ph n x , s suy hao khác nhau c a năng lả ạ ự ủ ượng tín hi u Các hi n tệ ệ ượng này gây rado các v t c n t nhiên nh toà nhà, các qu đ i…d n đ n hi u ng truy n sóng đaậ ả ự ư ả ồ ẫ ế ệ ứ ềđường

Hình 2- Truy n sóng đa đềường

Hi u ng đa đệ ứ ường thường gây ra nhi u khó khăn cho các h th ng truy nề ệ ố ề d n vô tuy n M t trong nh ng u đi m c a các h th ng DSSS là tín hi u thu quaẫ ế ộ ữ ư ể ủ ệ ố ệcác nhánh đa đường v i tr truy n khác nhau và cớ ễ ề ường đ tín hi u khác nhau l i cóộ ệ ạth c i thi n hi u su t c a h th ng Đ k t h p các thành ph n t các nhánh đaể ả ệ ệ ấ ủ ệ ố ể ế ợ ầ ừđường m t cách nh t quán, c n thi t ph i tách đúng các thành ph n đó Trong các hộ ấ ầ ế ả ầ ệ th ng WCDMA, b thu RAKE đố ộ ượ ử ục s d ng đ th c hi n ch c năng này M t bể ự ệ ứ ộ ộ thu RAKE bao g m nhi u b thu đồ ề ộ ược g i là “finger” B thu RAKE s d ng cácọ ộ ử ụb cân b ng và các b xoay pha đ chia năng lộ ằ ộ ể ượng c a các thành ph n tín hi u khácủ ầ ệnhau có pha và biên đ thay đ i theo kênh trong s đ chòm sao Sau khi đi u ch nhộ ổ ơ ồ ề ỉ tr th i gian và cễ ờ ường đ tín hi u, các thành ph n khác nhau đó độ ệ ầ ược k t h p thànhế ợm t tín hi u v i ch t lộ ệ ớ ấ ượng cao h n Quá trình này đơ ược g i là quá trình k t h pọ ế ợ theo t s l n nh t (MRC), và ch có các tín hi u v i đ tr tỉ ố ớ ấ ỉ ệ ớ ộ ễ ương đ i cao h n đố ơ ộ r ng th i gian c a m t chip m i độ ờ ủ ộ ớ ược k t h p Quá trình k t h p theo t s l n nh tế ợ ế ợ ỉ ố ớ ấ s d ng t c đ chip là 3.84Mcps tử ụ ố ộ ương ng v i 0.26µs ho c là chênh l ch v đ dàiứ ớ ặ ệ ề ộđường d n là 78m Phẫ ương pháp này gi m đáng k hi u ng phadinh b i vì khi cácả ể ệ ứ ởkênh có đ c đi m khác nhau đặ ể ược k t h p thì nh hế ợ ả ưởng c a phadinh nhanh đủ ượ ctính bình quân Đ l i thu độ ợ ượ ừ ệc t vi c k t h p nh t quán các thành ph n đa đế ợ ấ ầ ườ ngtương t v i đ l i c a chuy n giao m m có đự ớ ộ ợ ủ ể ề ược b ng cách k t h p hai hay nhi uằ ế ợ ề tín hi u trong quá trình chuy n giao ệ ể

2.2.5 Các kênh giao di n vô tuy n UTRA FDD.ệế

Giao di n vô tuy n UTRA FDD có các kênh logic, chúng đệ ế ược ánh x vào cácạkênh chuy n v n, các kênh chuy n v n l i ánh x vào kênh v t lý Hình v sau ch raể ậ ể ậ ạ ạ ậ ẽ ỉ s đ các kênh và s ánh x c a chúng vào các kênh khác.ơ ồ ự ạ ủ

Cell DCH

Cell FACH

Cell PCH

URA PCH

Chế độ kết nối GSM

Chế độ kết nối GPRS

Hình 2- Các ch đ c a UE và các tr ng thái đi u khi n tài nguyên vơ tuy nế ộ ủạềểế

Nhìn chung vi c n đ nh các kênh khác nhau cho m t ngệ ấ ị ộ ườ ử ụi s d ng và vi cệ đi u khi n tài nguyên vơ tuy n để ể ế ược th c hi n b i giao th c Qu n lý tài nguyên vơự ệ ở ứ ảtuy n Trong ch đ “k t n i” c a UTRA, cĩ 4 tr ng thái RRC mà UE cĩ thế ế ộ ế ố ủ ạ ể chuy n đ i gi a chúng: Cell DCH, Cell FACH, Cell PCH và URA PCH.ể ổ ữ

Trong tr ng thái Cell DCH, UE đạ ược c p phát m t kênh v t lý riêng trên đấ ộ ậ ường lênvà đường xu ng ố

Trong 3 tr ng thái khác UE khơng đạ ược c p phát kênh riêng Trong tr ng tháiấ ạCell FACH, UE giám sát m t kênh độ ường xu ng và đố ược c p phát m t kênh FACHấ ộtrên đường lên Trong tr ng thái này, UE th c hi n vi c ch n l a l i cell B ng cáchạ ự ệ ệ ọ ự ạ ằg i thơng đi p c p nh t cell, RNC bi t đử ệ ậ ậ ế ược v trí c a UE m c cell.ị ủ ở ứ

Trong tr ng thái Cell PCH và URA PCH, UE ch n l a kênh tìm g i (PCH) vàạ ọ ự ọs d ng vi c ti p nh n khơng liên t c (DRX) đ giám sát kênh PCH đã ch n l aử ụ ệ ế ậ ụ ể ọ ự thơng qua m t kênh liên k t PICH Trên độ ế ường lên khơng cĩ ho t đ ng nào liên quanạ ộđ n tr ng thái này S khác nhau gi a 2 tr ng thái này nh sau: Trong tr ng thái Cellế ạ ự ữ ạ ư ạPCH v trí c a UE đị ủ ược nh n bi t m c cell tuỳ theo vi c th c hi n c p nh t cellậ ế ở ứ ệ ự ệ ậ ậcu i cùng Trong tr ng thái URA PCH, v trí c a UE đố ạ ị ủ ược nh n bi t m c vùngậ ế ở ứđăng ký UTRAN (URA) tuỳ theo vi c th c hi n c p nh t URA cu i cùng trong tr ngệ ự ệ ậ ậ ố ạ thái Cell FACH.

2.2.7 C u trúc Cell.ấ

Trong su t quá trình thi t k c a h th ng UMTS c n ph i chú ý nhi u h nố ế ế ủ ệ ố ầ ả ề ơ đ n s phân t p c a mơi trế ự ậ ủ ường ngườ ử ụi s d ng Các mơi trường nơng thơn ngồi

tr i, đô th ngoài tr i, hay đô th trong nhà đờ ị ờ ị ược h tr bên c nh các mô hình di đ ngỗ ợ ạ ộ khác nhau g m ngồ ườ ử ụi s d ng tĩnh, người đi b đ n ngộ ế ườ ử ụi s d ng trong môitrường xe c đang chuy n đ ng v i v n t c r t cao Đ yêu c u m t vùng ph sóngộ ể ộ ớ ậ ố ấ ể ầ ộ ủr ng kh p và kh năng roaming toàn c u, UMTS đã phát tri n c u trúc l p các mi nộ ắ ả ầ ể ấ ớ ề phân c p v i kh năng ph sóng khác nhau L p cao nh t bao g m các v tinh baoấ ớ ả ủ ớ ấ ồ ệph toàn b trái đ t; L p th p h n hình thành nên m ng truy nh p vô tuy n m t đ tủ ộ ấ ớ ấ ơ ạ ậ ế ặ ấ UTRAN M i l p đỗ ớ ược xây d ng t các cell, các l p càng th p các vùng đ a lý baoự ừ ớ ấ ịph b i các cell càng nh Vì v y các cell nh đủ ở ỏ ậ ỏ ược xây d ng đ h tr m t đự ể ỗ ợ ậ ộ ngườ ử ụi s d ng cao h n Các cell macro đ ngh cho vùng ph m t đ t r ng k t h pơ ề ị ủ ặ ấ ộ ế ợ v i các micro cell đ tăng dung lớ ể ượng cho các vùng m t đ dân s cao Các cell picoậ ộ ốđược dùng cho các vùng được coi nh là các “đi m nóng” yêu c u dung lư ể ầ ượng caotrong các vùng h p (ví d nh sân bay…) Nh ng đi u này tuân theo 2 nguyên lýẹ ụ ư ữ ềthi t k đã bi t trong vi c tri n khai các m ng t bào: các cell nh h n có th đế ế ế ệ ể ạ ế ỏ ơ ể ượ cs d ng đ tăng dung lử ụ ể ượng trên m t vùng đ a lý, các cell l n h n có th m r ngộ ị ớ ơ ể ở ộ vùng ph sóng.ủ

Do các nhu c u và các đ c tính c a m t môi trầ ặ ủ ộ ường văn phòng trong nhà khácv i yêu c u c a ngớ ầ ủ ườ ử ụi s d ng đang đi v i t c đ cao t i vùng nông thôn, di n đànớ ố ộ ạ ễUMTS đã phát tri n 6 môi trể ường ho t đ ng Đ i v i m i mô hình m t đ ngạ ộ ố ớ ỗ ậ ộ ườ ử i sd ng có th trên m t kmụ ể ộ 2 và các lo i cell đạ ược d đoán cho các mô hình có tính diựđ ng th p, trung bình, cao.ộ ấ

Hình 2- C u ấ

H th ng UMTS bao g m m t s các ph n t m ng logic, m i ph n t cóệ ố ồ ộ ố ầ ử ạ ỗ ầ ửm t có m t ch c năng xác đ nh Theo tiêu chu n, các ph n t m ng độ ộ ứ ị ẩ ầ ử ạ ược đ nh nghĩaịt i m c logic, nh ng có th l i liên quan đ n vi c th c thi m c v t lý Đ c bi t làạ ứ ư ể ạ ế ệ ự ở ứ ậ ặ ệkhi có m t s các giao di n m (đ i v i m t giao di n độ ố ệ ở ố ớ ộ ệ ược coi là “m ”, thì yêu c uở ầ giao di n đó ph i đệ ả ược đ nh nghĩa m t cách chi ti t v các thi t b t i các đi m đ uị ộ ế ề ế ị ạ ể ầ cu i mà có th cung c p b i 2 nhà s n xu t khác nhau) Các ph n t m ng có thố ể ấ ở ả ấ ầ ử ạ ể được nhóm l i n u có các ch c năng gi ng nhau, hay d a vào các m ng con ch aạ ế ứ ố ự ạ ứ chúng.

Theo ch c năng thì các ph n t m ng đứ ầ ử ạ ược nhóm thành các nhóm:

+ M ng truy nh p vô tuy n RAN (M ng truy nh p vô tuy n m t đ t UMTS làạ ậ ế ạ ậ ế ặ ấUTRAN) M ng này thi t l p t t c các ch c năng liên quan đ n vô tuy n.ạ ế ậ ấ ả ứ ế ế

+ M ng lõi (CN): Th c hi n ch c năng chuy n m ch và đ nh tuy n cu c g i vàạ ự ệ ứ ể ạ ị ế ộ ọk t n i d li u đ n các m ng ngoài ế ố ữ ệ ế ạ

+ Thi t b ngế ị ườ ử ụi s d ng (UE) giao ti p v i ngế ớ ườ ử ụi s d ng và giao di n vô tuy n.ệ ế Ki n trúc h th ng m c cao đế ệ ố ở ứ ược ch ra trong hình 2-10ỉ

H th ng UMTS có th chia thành các m ng con có th ho t đ ng đ c l pệ ố ể ạ ể ạ ộ ộ ậ ho c ho t đ ng liên k t các m ng con khác và nó phân bi t v i nhau b i s nh nặ ạ ộ ế ạ ệ ớ ở ố ậ d ng duy nh t M ng con nh v y g i là m ng di đ ng m t đ t UMTS (PLMN), cácạ ấ ạ ư ậ ọ ạ ộ ặ ấthành ph n c a PLMN đầ ủ ược ch ra trong hình 2-11.ỉ

Nót BNót B

PLMN, PSTN,ISDN

InternetM¹ ng ngoµiIur

Hình 2- Các thành ph n c a m ng trong PLMNầủạ

Thi t b ngế ịườ ử ụ (UE) bao g m 2 ph n:i s d ng ồ ầ

• Thi t b di đ ng ế ịộ (ME) là đ u cu i vô tuy n s d ng đ giao ti p vô tuy n quaầ ố ế ử ụ ể ế ếgiao di n Uu.ệ

• Modul nh n d ng thuê bao UMTSậạ (USIM) là m t th thông minh đ m nh nộ ẻ ả ậ vi c xác nh n thuê bao, th c hi n thu t toán nh n th c, và l u gi khoá mã m t,ệ ậ ự ệ ậ ậ ự ư ữ ậ khoá nh n th c và m t s các thông tin v thuê bao c n thi t t i đ u cu i.ậ ự ộ ố ề ầ ế ạ ầ ố

Các ph n t chính c a m ng lõi GSM:ầ ửủạ

• HLR (B đăng ký thộường trú) là m t c s d li u trong h th ng thộ ơ ở ữ ệ ệ ố ường trú c aủ ngườ ử ụi s d ng, l u tr các b n g c các thông tin hi n tr ng d ch v ngư ữ ả ố ệ ạ ị ụ ườ ử i sd ng, hi n tr ng v d ch v bao g m: thông tin v d ch v đụ ệ ạ ề ị ụ ồ ề ị ụ ược phép s d ng,ử ụcác vùng roaming b c m, thông tin các d ch v b sung nh : tr ng thái các cu cị ấ ị ụ ổ ư ạ ộ g i đi, s các cu c g i đi… Nó đọ ố ộ ọ ượ ạc t o ra khi ngườ ử ụi s d ng m i đăng ký thuêớbao v i h th ng, và đớ ệ ố ượ ưc l u khi thuê bao còn th i h n V i m c đích đ nhờ ạ ớ ụ ị tuy n các giao d ch t i UE (các cu c g i và các d ch v nh n tin ng n), HLR cònế ị ớ ộ ọ ị ụ ắ ắl u tr các thông tin v trí c a UE trong ph m vi MSC/VLR ho c SGSN.ư ữ ị ủ ạ ặ

• MSC/VLR (Trung tâm chuy n m ch d ch v di đ ng/B đăng ký t m trúểạịụộộạ ) là m tộ b chuy n m ch(MSC) và c s d li u(VLR) ph c v cho UE v trí t m th iộ ể ạ ơ ở ữ ệ ụ ụ ở ị ạ ờ c a nó cho các d ch v chuy n m ch kênh Ch c năng MSC đủ ị ụ ể ạ ứ ược s d ng đử ụ ể chuy n m ch các giao d ch s d ng chuy n m ch kênh, ch c năng VLR là l uể ạ ị ử ụ ể ạ ứ ư tr b n sao v hi n tr ng d ch v ngữ ả ề ệ ạ ị ụ ườ ử ụi s d ng là khách và thông tin chính xácv v trí c a thuê bao khách trong toàn h th ng Ph n c a h th ng đề ị ủ ệ ố ầ ủ ệ ố ược truynh p thông qua MSC/VLR thậ ường là chuy n m ch kênh.ể ạ

• GMSC – (MSC c ng)ổ : là m t b chuy n m ch t i v trí mà m ng di đ ng m tộ ộ ể ạ ạ ị ạ ộ ặ đ t công c ng UMTS k t n i v i m ng ngoài T t các k t n i chuy n m chấ ộ ế ố ớ ạ ấ ế ố ể ạ kênh đ n và đi đ u ph i qua GMSC.ế ề ả

• SGSN (Nút h tr GPRS ph c vỗ ợụụ) có ch c năng tứ ương t nh MSC/VLR nh ngự ư ư thường đượ ử ục s d ng cho các d ch v chuy n m ch gói.ị ụ ể ạ

• GGSN (Node c ng h tr GPRS)ổỗ ợ có ch c năng g n gi ng GMSC nh ng ph c vứ ầ ố ư ụ ụ các d ch v chuy n m ch gói.ị ụ ể ạ

• Giao di n Iuệ : Giao di n này k t n i UTRAN t i m ng lõi Tệ ế ố ớ ạ ương t nh các giaoự ưdi n tệ ương thích trong GSM, là giao di n A (đ i v i chuy n m ch kênh), và Gbệ ố ớ ể ạ(đ i v i chuy n m ch gói), giao di n Iu đem l i cho các b đi u khi n UMTS khố ớ ể ạ ệ ạ ộ ề ể ả năng xây d ng đự ược UTRAN và CN t các nhà s n xu t khác nhau.ừ ả ấ

• Giao di n Iurệ : Giao di n m Iur h tr chuy n giao m m gi a các RNC t cácệ ở ỗ ợ ể ề ữ ừnhà s n xu t khác nhau, và vì th b sung cho giao di n m Iu ả ấ ế ổ ệ ở

• Giao di n Iubệ : Iub k t n i m t Nút B và m t RNC UMTS là m t h th ng đi nế ố ộ ộ ộ ệ ố ệ tho i di đ ng mang tính thạ ộ ương m i đ u tiên mà giao di n gi a b đi u khi n vàạ ầ ệ ữ ộ ề ểtr m g c đạ ố ược chu n hoá nh là m t giao di n m hoàn thi n Gi ng nh các giaoẩ ư ộ ệ ở ệ ố ư

di n m khác, Iub thúc đ y h n n a tính c nh tranh gi a các nhà s n xu t trongệ ở ẩ ơ ữ ạ ữ ả ấlĩnh v c này ự

2.3.2 Ki n trúc m ng truy nh p vô tuy n UTRAN.ếạậế

Ki n trúc UTRAN đế ược mô t nh hình 2-12.ả ư

Nuùt BNuùt B

Nuùt BNuùt B

Iu PSRNS

Hình 2- Ki n trúc UTRAN.ế

UTRAN bao g m m t hay nhi u phân h m ng vô tuy n (RNS) M t RNS làồ ộ ề ệ ạ ế ộm t m ng con trong UTRAN và bao g m m t B đi u khi n m ng vô tuy n (RNC)ộ ạ ồ ộ ộ ề ể ạ ếvà m t hay nhi u ộ ề Nút B Các RNC có th để ược k t n i v i nhau thông qua m t giaoế ố ớ ộdi n Iur Các RNC và Nút B đệ ược k t n i v i nhau qua giao di n Iub.ế ố ớ ệ

Các yêu c u chính đ thi t k ki n trúc, giao th c và ch c năng UTRAN:ầ ể ế ế ế ứ ứ

•Tính h tr c a UTRAN và các ch c năng liên quan: Yêu c u tác đ ng t i thi t kỗ ợ ủ ứ ầ ộ ớ ế ế c a UTRAN là các yêu c u h tr chuy n giao m m (m t thi t b đ u cu i k tủ ầ ỗ ợ ể ề ộ ế ị ầ ố ế n i t i m ng thông qua 2 hay nhi u cell đang ho t đ ng) và các thu t toán qu n lýố ớ ạ ề ạ ộ ậ ảngu n tài nguyên vô tuy n đ c bi t c a WCDMA.ồ ế ặ ệ ủ

•Làm tăng s tự ương đ ng trong vi c đi u khi n d li u chuy n m ch gói vàồ ệ ề ể ữ ệ ể ạchuy n m ch kênh, v i m t ngăn x p giao th c giao di n vô tuy n duy nh t và v iể ạ ớ ộ ế ứ ệ ế ấ ớ vi c s d ng cùng m t giao di n cho các k t n i t UTRA đ n mi n chuy nệ ử ụ ộ ệ ế ố ừ ế ề ể m ch gói và chuy n m ch kênh c a m ng lõi.ạ ể ạ ủ ạ

a B đi u khi n m ng vô tuy nộ ềểạế

B đi u khi n m ng vô tuy n (RNC) là ph n t m ng ch u trách nhi m đi uộ ề ể ạ ế ầ ử ạ ị ệ ể khi n ngu n tài nguyên vô tuy n c a UTRAN Nó giao ti p v i m ng lõi (thể ồ ế ủ ế ớ ạ ường làv i m t MSC và m t SGSN) và cũng là ph n t cu i cùng c a giao th c đi u khi nớ ộ ộ ầ ử ố ủ ứ ể ể ngu n tài nguyên vô tuy n mà xác đ nh các thông đi p và th t c gi a máy di đ ngồ ế ị ệ ủ ụ ữ ộ và UTRAN V m t logic, nó tề ặ ương ng v i BSC trong GSM.ứ ớ

*Vai trò logic c a RNC.ủ

RNC đi u khi n m t Nút B (nh là v ch gi i h n cho giao di n Iub t i Nútề ể ộ ư ạ ớ ạ ệ ớB) được coi nh là b RNC đang đi u khi n (CRNC) c a Nút B đi u khi n CRNCư ộ ề ể ủ ộ ề ểch u trách nhi m đi u khi n t i và đi u khi n ngh n cho cell c a nó, và đi u khi nị ệ ề ể ả ề ể ẽ ủ ề ể thu nh n và phân b mã cho liên k t vô tuy n đậ ố ế ế ược thi t l p trong các cell ế ậ

Trong trường h p m t k t n i UTRAN, máy di đ ng s d ng ngu n tàiợ ộ ế ố ộ ử ụ ồnguyên t nhi u phân h m ng vô tuy n RNS, thì các RNS bao g m 2 ch c năngừ ề ệ ạ ế ồ ứlogic riêng bi t (v phệ ề ương di n k t n i máy di đ ng - UTRAN này).ệ ế ố ộ

• RNC ph c v (SRNC): RNC cho m i máy di đ ng là m t RNC mà xác đ nh biênụ ụ ỗ ộ ộ ịgi i c liên k t Iu cho s v n chuy n d li u ngớ ả ế ự ậ ể ữ ệ ườ ử ụi s d ng và báo hi u RANAPệtương thích qua m ng lõi (k t n i này đạ ế ố ược g i là k t n i RANAP) SRNC cũngọ ế ốxác đ nh biên gi i c a Báo hi u đi u khi n ngu n tài nguyên vô tuy n, nó là giaoị ớ ủ ệ ề ể ồ ếth c báo hi u gi a UE và UTRAN Nó th c hi n x lý l p 2 cho các d li uứ ệ ữ ự ệ ử ở ớ ữ ệ chuy n qua giao di n vô tuy n Ho t đ ng ể ệ ế ạ ộ Qu n lý ngu n tài nguyên vô tuy n cảồếơ b nả , nh là ánh x các thông s mang thông tin truy nh p vô tuy n thành các thôngư ạ ố ậ ếs kênh chuy n v n giao di n vô tuy n, quy t đ nh chuy n giao , và đi u khi nố ể ậ ệ ế ế ị ể ề ể công su t vòng bên ngoài Các ho t đ ng này đấ ạ ộ ược th c thi trong SNRC SRNCựcũng có th là CRNC c a m t s Nút B s d ng b i máy di đ ng cho k t n i v iể ủ ộ ố ử ụ ở ộ ế ố ớ UTRAN M t UE k t n i v i UTRAN thì ch có duy nh t m t SRNC.ộ ế ố ớ ỉ ấ ộ

• B RNC trôi ( DRNC): DRNC có th là b t c RNC nào ngoài SRNC, nó đi uộ ể ấ ứ ề khi n các cell s d ng b i máy di đ ng N u c n thi t, DRNC có th th c hi nể ử ụ ở ộ ế ầ ế ể ự ệ k t h p hay chia nh phân t p macro DRNC không th c hi n x lý d li u ngế ợ ỏ ậ ự ệ ử ữ ệ ườ is d ng l p 2, nh ng đ nh tuy n m t cách trong su t d li u gi a giao di n Iubử ụ ở ớ ư ị ế ộ ố ữ ệ ữ ệvà Iur, ngo i tr khi UE đang s d ng m t kênh chuy n v n dùng chung M t UEạ ừ ử ụ ộ ể ậ ộcó th không có, có m t ho c có nhi u DRNC.ể ộ ặ ề

Chú ý r ng m t RNC m c v t lý bao g m toàn b các ch c năng CRNC,ằ ộ ở ứ ậ ồ ộ ứSRNC và DRNC.

b Nút B (Tr m g c)ạố

Ch c năng chính c a Nút B là đ th c hi n x lý l p 1 giao di n vô tuy nứ ủ ể ự ệ ử ở ớ ệ ế (ghép xen và mã hoá kênh, thích ng t c đ , tr i ph v.v.) Nó cũng th c hi n m tứ ố ộ ả ổ ự ệ ộ

s ho t đ ng Qu n lý tài nguyên vô tuy n nh là đi u khi n công su t vòng bênố ạ ộ ả ế ư ề ể ấtrong V m t logic nó tề ặ ương thích v i Tr m g c GSM ớ ạ ố

2.4 Các d ch v và ng d ng UMTS.ịụứụ

2.4.1 Gi i thi u.ớệ

Đ c đi m m i n i b t c a UMTS là t c đ bit ngặ ể ớ ổ ậ ủ ố ộ ườ ử ụi s d ng cao h n: cóơth đ t để ạ ượ ốc t c đ c a k t n i chuy n m ch kênh 384kbps, k t n i chuy n m chộ ủ ế ố ể ạ ế ố ể ạ gói lên t i 2Mbps T c đ bit d li u cao h n cung c p các d ch v m i nh đi nớ ố ộ ữ ệ ơ ấ ị ụ ớ ư ệ tho i hình, và t i d li u nhanh h n ạ ả ữ ệ ơ

So v i GSM và các m ng di đ ng đang t n t i, UMTS cung c p các đ c tínhớ ạ ộ ồ ạ ấ ặm i và quan tr ng, đó là nó cho phép tho thu n các đ c tính c a m t b mang vôớ ọ ả ậ ặ ủ ộ ộtuy n Các thu c tính đ nh nghĩa đ c tr ng c a chuy n v n bao g m: thông lế ộ ị ặ ư ủ ể ậ ồ ượng,tr truy n, và t s l i d li u Là m t h th ng hoàn h o, UMTS ph i h tr r tễ ề ỷ ố ỗ ữ ệ ộ ệ ố ả ả ỗ ợ ấ nhi u các d ch v có các yêu c u ch t lề ị ụ ầ ấ ượng d ch v (QoS) khác nhau Hi n t i, taị ụ ệ ạcũng không d đoán đự ược h t các đ c đi m và cách s d ng c a r t nhi u các d chế ặ ể ử ụ ủ ấ ề ị v đó và cũng khó có th t i u các d ch v UMTS thành ch m t t p h p các ngụ ể ố ư ị ụ ỉ ộ ậ ợ ứ d ng Cho nên các b mang UMTS ph i có đ c đi m chung, đ h tr các ng d ngụ ộ ả ặ ể ể ỗ ợ ứ ụ đang t n t i đ ng th i thu n ti n cho vi c cho vi c phát tri n các ng d ng m i.ồ ạ ồ ờ ậ ệ ệ ệ ể ứ ụ ớ Ngày nay khi mà h u h t các d ch v vi n thông đ u là các ng d ng Internet ho cầ ế ị ụ ễ ề ứ ụ ặ N-ISDN, thì rõ ràng các ng d ng và các d ch v này ch y u là g i các th t c đi uứ ụ ị ụ ủ ế ọ ủ ụ ề khi n các b mang Ph n này không nghiên c u sâu v các b mang, mà s đ c pể ộ ầ ứ ề ộ ẽ ề ậ đ n các l p d ch v c a UMTS.ế ớ ị ụ ủ

2.4.2 Các l p QoS UMTS.ớ

Các ng d ng và d ch v UMTS đứ ụ ị ụ ược chia thành các nhóm khác nhau Gi ngố nh các giao th c chuy n m ch gói m i, UMTS c g ng đáp ng các yêu c u QoSư ứ ể ạ ớ ố ắ ứ ầt các ng d ng ho c ngừ ứ ụ ặ ườ ử ụi s d ng Trong UMTS, có 4 l p l u lớ ư ượng được xácđ nh:ị

- L p h i tho i (conversational).ớ ộ ạ- L p lu ng (streaming).ớ ồ

- L p tớ ương tác (interactive).- Các l p n n (background).ớ ề

Các y u t phân bi t gi a các l p là s nh y c m v i tr c a l u lế ố ệ ữ ớ ự ạ ả ớ ễ ủ ư ượng cácl p L p h i tho i dành cho l u lớ ớ ộ ạ ư ượng nh y c m v i tr nh t, trong khi l u lạ ả ớ ễ ấ ư ượ ngl p n n ít nh y c m v i tr nh t.ớ ề ạ ả ớ ễ ấ

2.4.2.1 L p h i tho i.ớộạ

ng d ng đỨ ụ ược bi t đ n nhi u nh t c a l p này là d ch v tho i trên b mangế ế ề ấ ủ ớ ị ụ ạ ộchuy n m ch kênh K t h p v i Internet và multimedia có các ng d ng m i nh :ể ạ ế ợ ớ ứ ụ ớ ư tho i qua giao th c Internet ( Voice Over IP), và đi n tho i hình (Video Telephony).ạ ứ ệ ạCác d ch v này đị ụ ược th c hi n là các cu c h i tho i th i gian th c có đ c đi mự ệ ộ ộ ạ ờ ự ặ ể sau: tr gi a các đ u cu i th p (đễ ữ ầ ố ấ ược xác đ nh b ng các th nghi m phù h p v iị ằ ử ệ ợ ớ kh năng c m nh n âm thanh và hình nh c a con ngả ả ậ ả ủ ười, nh h n 400ms), l uỏ ơ ư lượng là đ i x ng ho c g n nh đ i x ng ố ứ ặ ầ ư ố ứ

• D ch v tho i đa t c đ thích nghi (AMR).ị ụ ạ ố ộ

UMTS s d ng b mã hoá và gi i mã tho i theo công ngh đa t c đ thíchử ụ ộ ả ạ ệ ố ộnghi AMR B mã hoá tho i AMR có các đ c đi m sau:ộ ạ ặ ể

- Là m t b mã hoá/gi i mã tho i tích h p đ n v i 8 t c đ ngu n: 12.2 (GSM-Eộ ộ ả ạ ợ ơ ớ ố ộ ồ-

- FR), 10.2, 7.95, 7.40(IS-641), 5.90, 5.15 và 4.75 kbps

- B mã hoá AMR ho t đ ng v i khung tho i 20ms tộ ạ ộ ớ ạ ương ng v i 160 m u v iứ ớ ẫ ớ t n s l y m u là 8000 m u/s S đ mã hoá cho ch đ mã hoá đa t c đ đầ ố ấ ẫ ẫ ơ ồ ế ộ ố ộ ượ cg i là B mã hoá d đoán tuy n tính đọ ộ ự ế ược kích thích b i mã đ i s (ACELP).ở ạ ố

- T c đ bit AMR có th đi u khi n b i m ng truy nh p vô tuy n tuỳ thu c vàoố ộ ể ề ể ở ạ ậ ế ột i trên giao di n vô tuy n và ch t lả ệ ế ấ ượng c a k t n i tho i Khi t i m ng m củ ế ố ạ ả ạ ở ứ cao , đ c bi t là trong gi b n, có th s d ng t c đ bit AMR th p h n đ yêuặ ệ ờ ậ ể ử ụ ố ộ ấ ơ ểc u dung lầ ượng cao h n trong khi ch t lơ ấ ượng tho i gi m đi r t ít Cũng tạ ả ấ ương t ,ự khi MS ch y ra ngoài vùng ph sóng c a cell và đang s d ng s d ng công su tạ ủ ủ ử ụ ử ụ ấ phát l n nh t c a nó, thì s d ng t c đ bit AMR th p h n đ m r ng vùng phớ ấ ủ ử ụ ố ộ ấ ơ ể ở ộ ủ c a cell V i b mã hoá tho i AMR có th đ t đủ ớ ộ ạ ể ạ ượ ự ềc s đi u hoà gi a dung lữ ượ ngvùng ph c a m ng và ch t lủ ủ ạ ấ ượng c a tho i tuỳ theo các yêu c u c a nhà đi uủ ạ ầ ủ ề hành

• Đi n tho i hình.ệ ạ

D ch v này có yêu c u tr tị ụ ầ ễ ương t nh d ch v tho i Nh ng do đ c đi mự ư ị ụ ạ ư ặ ể c a nén video, yêu c u BER nghiêm ng t h n tho i UMTS đã ch ra các đ c tínhủ ầ ặ ơ ạ ỉ ặtrong ITU-T Rec H.324M s d ng cho đi n tho i hình trong các k t n i chuy nử ụ ệ ạ ế ố ể m ch kênh và giao th c kh i t o phiên (SIP) đ h tr các ng d ng đa phạ ứ ở ạ ể ỗ ợ ứ ụ ươ ngti n IP bao g m d ch v đi n tho i hình.ệ ồ ị ụ ệ ạ

2.4.2.2 L p lu ng.ớồ

Lu ng đa phồ ương ti n là m t k thu t chuy n d li u nh đó d li u đệ ộ ỹ ậ ể ữ ệ ờ ữ ệ ượ cđược x lý nh là m t lu ng liên t c và đ u đ n Nh có công ngh streaming,ử ư ộ ồ ụ ề ặ ờ ệngườ ử ụi s d ng có th truy c p nhanh đ t i nhanh chóng các file đa phể ậ ể ả ương ti n cácệtrình duy t có th b t đ u hi n th d li u trệ ể ắ ầ ể ị ữ ệ ước khi toàn b file độ ược truy n h t.ề ế

Các ng d ng streaming thứ ụ ường r t không đ i x ng, cho nên ph i ch u nhi uấ ố ứ ả ị ề tr h n là các d ch v h i tho i đ i x ng Đi u này có nghĩa là chúng ph i ch uễ ơ ị ụ ộ ạ ố ứ ề ả ị nhi u jitter h n trong truy n d n ề ơ ề ẫ

Các ng d ng đứ ụ ược chia thành 2 ph m vi m c đích khác nhau: Qu ng bá ạ ụ ả web, lu ng hình nh theo yêu c u Các nhà cung c p d ch v qu ng web thồ ả ầ ấ ị ụ ả ường hướ ngm c tiêu đ n đông đ o khách hàng mà đụ ế ả ược k t n i v i m t máy ch phế ố ớ ộ ủ ương ti nệ truy n đề ượ ố ưc t i u hóa hi u su t thông qua Internet Các d ch v lu ng video theoệ ấ ị ụ ồyêu c u thầ ường s d ng cho các công ty l n mong mu n l u tr các video clip ho cử ụ ớ ố ư ữ ặ các bàigi ng vào m t máy ch đả ộ ủ ược k t n i v i m t m ng intranet n i b băngế ố ớ ộ ạ ộ ộthông cao h n.ơ

2.4.2.3 L p tớ ương tác.

Khi ngườ ử ụi s d ng đ u cu i online đ yêu c u d li u t các thi t b t xaầ ố ể ầ ữ ệ ừ ế ị ừ(máy ch ), thì l p tủ ớ ương tác được s d ng L u lử ụ ư ượng tương tác là m t mô hìnhộgiao ti p d li u khác mà đế ữ ệ ược đ c tr ng b i m u đáp ng yêu c u c a ngặ ư ở ẫ ứ ầ ủ ườ ử i sd ng đ u cu i, th i gian tr round-trip, và tính trong su t khi v n chuy n (v i t cụ ầ ố ờ ễ ố ậ ể ớ ố đ l i bit th p) M t ng d ng quan tr ng c a l p này là Computer game s d ngộ ỗ ấ ộ ứ ụ ọ ủ ớ ử ụ công ngh J2ME ệ

2.4.2.4 L p n n.ớề

L u lư ượng d li u c a các ng d ng nh là Email, d ch v nh n tin ng nữ ệ ủ ứ ụ ư ị ụ ắ ắ SMS, d ch v nh n tin đa phị ụ ắ ương ti n MMS (MMS là m t s m r ng hoàn h o c aệ ộ ự ở ộ ả ủ SMS) t i v c s d li u, nh n các b n ghi đo đ c có th s d ng l p n n vì cácả ề ơ ở ữ ệ ậ ả ạ ể ử ụ ớ ề

ng d ng này không đòi h i các hành đ ng t c thì L u l ng n n có các đ c đi m

sau: đi m đích không mong ch d li u trong m t th i gian nh t đ nh, cho nên ítể ờ ữ ệ ộ ờ ấ ịnhi u không nh y c m v i th i gian phân phát d li u; n i dung các gói không nh tề ạ ả ớ ờ ữ ệ ộ ấ thi t ph i chuy n m t cách hoàn toàn trong su t; d li u bên thu không có l i.ế ả ể ộ ố ữ ệ ỗ

Ngoài ra, trong WCDMA còn có các d ch v và ng d ng d a vào v trí: D chị ụ ứ ụ ự ị ị v đ nh v d a vào vùng ph sóng c a cell; s khác nhau v th i gian đã quan sát; cácụ ị ị ự ủ ủ ự ề ờd ch v có h tr c a h th ng đ nh v toàn c u (GPS).ị ụ ỗ ợ ủ ệ ố ị ị ầ

2.4.3 Kh năng h tr d ch v c a các l p đ u cu i.ảỗ ợ ịụ ủớầố

Trong WCDMA, các thi t b đ u cu i ph i thông báo trên k t n i đã thi t l pế ị ầ ố ả ế ố ế ậ cho m ng m t t p h p các thông s cho bi t tính tạ ộ ậ ợ ố ế ương thích c a ph n truy nh p vôủ ầ ậtuy n v i các thi t b đ u cu i đ c bi t Kh năng có th là t c đ d li u ngế ớ ế ị ầ ố ặ ệ ả ể ố ộ ữ ệ ườ ử i sd ng l n nh t mà c u hình vô tuy n h tr m t cách đ c l p trên c đụ ớ ấ ấ ế ỗ ợ ộ ộ ậ ả ường lên vàđường xu ng 3GPP đã ch ra kh năng truy nh p vô tuy n c a thi t b đ u cu i,ố ỉ ả ậ ế ủ ế ị ầ ố m t s tham kh o sau đây đã độ ố ả ược 3GPP chu n hoá cho Release’99 nh sau:ẩ ư

•L p 32 kbpsớ : L p này cung c p các d ch v tho i c b n, bao g m tho i AMR, vàớ ấ ị ụ ạ ơ ả ồ ạd li u t c đ h n ch lên t i 32 kbps.ữ ệ ố ộ ạ ế ớ

•L p 64 kbpsớ : L p này cung c p d ch v tho i và s li u bao g m c d li u vàớ ấ ị ụ ạ ố ệ ồ ả ữ ệtho i AMR đ ng th i.ạ ồ ờ

•L p 128 kbpsớ : L p này có kh năng trên giao di n vô tuy n đ cung c p các d chớ ả ệ ế ể ấ ị v ch ng h n nh đi n tho i hình và các d ch v d li u khác nhau.ụ ẳ ạ ư ệ ạ ị ụ ữ ệ

•L p 384 kbpsớ : L p này là l p tăng cớ ớ ường cho l p 128 kbps và có ch c năng đa mãớ ứv i m c đích h tr các phớ ụ ỗ ợ ương th c d li u gói tiên ti n.ứ ữ ệ ế

•L p 768 kbpsớ : được đ nh nghĩa là m t bị ộ ước trung gian gi a l p 384 kbps và l p 2ữ ớ ớMbps.

•L p 2 Mbpsớ : L p này là t ng cao nh t c a l p ch t lớ ầ ấ ủ ớ ấ ượng d li u cao, ch đữ ệ ỉ ượ cđ nh nghĩa cho đị ường xu ng.ố

Các l p đớ ược xác đ nh theo quy lu t các l p cao h n có t t c các kh năng c aị ậ ớ ơ ấ ả ả ủ l p th p h n Trong WCDMA Release 5 đ a ra kh năng Truy c p d li u góiớ ấ ơ ư ả ậ ữ ệđường xu ng t c đ cao HSDPA, kh năng t c đ c a thi t b đ u cu i có th lênố ố ộ ả ố ộ ủ ế ị ầ ố ểt i 10Mbps.ớ

2.4 T ng k t v công ngh truy nh p vô tuy n WCDMA trong h th ngổếềệậếệố UMTS

WCDMA là công ngh đa truy nh p phân chia theo mã băng r ng s d ng choệ ậ ộ ử ụph n giao di n vô tuy n cho h th ng thông tin di đ ng th h 3 UMTS Các thôngầ ệ ế ệ ố ộ ế ệs n i b t đ c tr ng cho WCDMA nh sau:ố ổ ậ ặ ư ư

•WCDMA là h th ng đa truy nh p phân chia theo mã tr i ph dãy tr c ti p băngệ ố ậ ả ổ ự ếr ng DS-CDMA, nghĩa là các bit thông tin độ ược tr i ra trong m t băng t n r ng b ngả ộ ầ ộ ằ cách nhân d li u ngữ ệ ười dùng v i các bit gi ng u nhiên (g i là chip), các bit nàyớ ả ẫ ọxu t phát t các mã tr i ph CDMA Đ h tr t c đ bit cao (lên t i 2Mbps), c nấ ừ ả ổ ể ỗ ợ ố ộ ớ ầ s d ng các k t n i đa mã và h s tr i ph khác nhau ử ụ ế ố ệ ố ả ổ

•WCDMA có t c đ chip là 3.84 Mcps d n đ n băng thông c a sóng mang x p xố ộ ẫ ế ủ ấ ỉ 5MHz, nên được g i là h th ng băng r ng Còn các h th ng DS-CDMA v i băngọ ệ ố ộ ệ ố ớt n kho ng 1 MHz nh IS-95, thầ ả ư ường được g i là h th ng CDMA băng h p Băngọ ệ ố ẹ

thông r ng c a sóng mang WCDMA h tr các t c đ d li u cao c a ngộ ủ ỗ ợ ố ộ ữ ệ ủ ười dùngvà đem l i nh ng l i ích hi u su t xác đ nh, nh là tăng kh năng phân t p đaạ ữ ợ ệ ấ ị ư ả ậđường Các nhà v n hành m ng có th s d ng nhi u sóng mang 5MHz đ tăngậ ạ ể ử ụ ề ểdung lượng, có th b ng cách s d ng các l p t bào phân c p Kho ng cách gi aể ằ ử ụ ớ ế ấ ả ữ các sóng mang th c t có th đự ế ể ược ch n là lọ ưới 200KHz trong kho ng 4.4 – 5Mhzảtuỳ thu c vào nhi u gi a cộ ễ ữ

•ác sóng mang.

•WCDMA h tr t t các t c đ d li u ngỗ ợ ố ố ộ ữ ệ ười dùng khác nhau hay nói cách khác làh tr t t đ c tính băng thông theo yêu c u (BoD) M i ngỗ ợ ố ặ ầ ỗ ườ ử ụi s d ng đượ ấc c p cáckhung có đ r ng 10ms, trong khi t c đ ngộ ộ ố ộ ườ ử ụi s d ng được gi không đ i Tuyữ ổnhiên dung lượng ngườ ử ụi s d ng có th thay đ i gi a các khung Vi c c p phátể ổ ữ ệ ấnhanh dung lượng vô tuy n thông thế ường s đẽ ược đi u khi n b i m ng đ đ tề ể ở ạ ể ạ được thông lượng t i u cho các d ch v d li u gói.ố ư ị ụ ữ ệ

•WCDMA h tr mô hình ho t đ ng c b n: Ch đ song công phân chia theo t nỗ ợ ạ ộ ơ ả ế ộ ầ s FDD và song công phân chia theo th i gian TDD (Time Division Duplex) Trongố ờch đ FDD, các t n s sóng mang 5MHz khác nhau s đế ộ ầ ố ẽ ượ ử ục s d ng cho đường lênvà đường xu ng, trong khi ch đ TDD, ch có 1 sóng mang 5MHz đố ở ế ố ỉ ượ ử ụ c s d ngb ng cách chia s mi n th i gian cho các đằ ẻ ề ờ ường lên và đường xu ng ố

•WCDMA h tr ho t đ ng c a các tr m g c d b , khác v i h th ng đ ng bỗ ợ ạ ộ ủ ạ ố ị ộ ớ ệ ố ồ ộ IS-95, nên không c n chu n th i gian toàn c u ,nh là GPS, Vi c tri n khai các tr mầ ẩ ờ ầ ư ệ ể ạ g c micro và tr m g c indoor s d dàng h n khi nh n tín hi u mà không c n GPS.ố ạ ố ẽ ễ ơ ậ ệ ầ

•WCDMA áp d ng k thu t tách sóng k t h p trên c đụ ỹ ậ ế ợ ả ường lên và đường xu ngố d a vào vi c s d ng kênh hoa tiêu M c dù đự ệ ử ụ ặ ượ ử ục s d ng trên đường xu ng IS-95,ốnh ng vi c s d ng tách sóng k t h p trên đư ệ ử ụ ế ợ ường lên trong h th ng WCDMA làệ ốm i, có kh năng tăng t ng th dung lớ ả ổ ể ượng và vùng ph sóng c a đủ ủ ường lên.

•Giao di n vô tuy n WCDMA đệ ế ược xây d ng m t cách khéo léo theo cách c a cácự ộ ủb thu CDMA tiên ti n, nh là kh năng tách sóng nhi u ngộ ế ư ả ề ười dùng và các antenthích ng thông minh, có th đứ ể ược tri n khai b i các nhà đi u khi n m ng nh làể ở ề ể ạ ư m t h th ng độ ệ ố ược ch n l a đ tăng dung lọ ự ể ượng và vùng ph sóng Trong h u h tủ ầ ế các h th ng th h 2, không có các đi u kho n cho các khái ni m b thu này, cóệ ố ế ệ ề ả ệ ộnghĩa là chúng không có kh năng ng d ng ho c không th áp d ng m t cách b tả ứ ụ ặ ể ụ ộ ắ bu c v i vi c tăng hi u su t m t cách h n ch ộ ớ ệ ệ ấ ộ ạ ế

WCDMA được thi t k đ giao ti p v i GSM Vì th , s chuy n giao gi a GSMế ế ể ế ớ ế ự ể ữvà WCDMA được h tr đ c i ti n vùng ph sóng c a GSM b ng cách s d ngỗ ợ ể ả ế ủ ủ ằ ử ụ WCDMA.

B ng 2- ả Tóm t t các thông s chính c a WCDMAắốủ

được ghép xen trên m t k t n iộ ế ố

ho c kênh pilot chungặ

Tách sóng nhi u ngềườ ử ụi s d ng,các Anten thông minh

Được h tr b i các chu n, tuỳ ch n trong quáỗ ợ ởẩọtrình th c thiự

S khác nhau gi a WCDMA và cdma2000 (hay còn g i là cdmaOne băngự ữ ọr ng) có th ch ra trong m t s các đ c đi m độ ể ỉ ộ ố ặ ể ược trình bày trong b ng 2-3.ả

B ng 2- ả Các đi m khác nhau c b n c a W-CDMA và cdma2000ểơ ảủ

Phương th c truy nh pứậUL: DS-CDMA

C u trúc kênh đấườ ngxu ng ố

Các kênh Fund/Supp đượ cghép theo mã

Kênh pilot chung duy trì + kênh pilot phụ

Các kênh được ghép theoth i gian.ờ

Kênh pilot được ghép theoth i gianờ

C u trúc kênh đấườ nglên đ h tr các d chể ỗ ợị v d li u t c đ caoụ ữ ệ ốộHSD.

Kênh mã đ n v i các mãơớWalsh bi n đ iếổ

Các kênh đa mã

Tr i ph đảổ ường lên S k t h p c a mã dài và mãự ế ợủng n tắ ương t nh CDMA 2Gựư

Các mã ng n d a vào cácắựchu i mã tr c giao l p Mãỗựớdài trên c s các mã Gold.ơ ở

Kênh Pilot đường lên Kênh pilot được ghép theo mãKênh pilot được ghép theoth i gianờ

S đ ng b tr m g cự ồộ ạốĐ ng b (c n có GPS)ồộ ầKhông đ ng bồộ* Chú ý: UL: Uplink- Đường lên, DL: Downlink- Đường xu ngố