DI ĐỘNG THẾ HỆ BA
3.2.3.2 Đặc tính mạng UTRAN
1. Phổ tần
Phổ tần hệ thống thông tin di động mặt đất UMTS gồm: + Băng tần kép (1920 - 1980 MHz và 2110 - 2170 MHz). + Băng tần đơn (1910 - 1920 MHz và 2010 - 2025 MHz).
Dải phổ trên đã được lựa chọn ở cả Châu Âu và Nhật Bản. Còn ở Bắc Mỹ thì rất tiếc nó đã được sử dụng cho các hệ thống PCS.
2. Hai chế độ kép
Trước hết ta phải phân biệt được các khái niệm UTRA FDD hay W-CDMA và UTRA TDD hay TD/CDMA. Từ hệ thống IMT-2000, ở Châu Âu, ETSI đã xây dựng nên hệ thống UMTS có giao diện vô tuyến là UTRAN có hai chế độ hoạt động là UTRAN FDD và UTRAN TDD đều sử dụng công nghệ nền tảng là W-CDMA. Trong khi đó ở Nhật, ARIB cũng xây dựng nên một hệ thống 3G tương tự UMTS ở Châu Âu và giao diện vô tuyến cũng có hai chế độ là W- CDMA và TD/CDMA cũng sử dụng công nghệ W-CDMA làm nền tảng. Như vậy ta có thể hiểu đơn giản là UTRA FDD ở Châu Âu và W-CDMA ở Nhật là một, sử dụng băng tần kép có đường lên và xuống ở hai dải tần số khác nhau phân chia theo tần số, còn UTRA TDD Châu Âu và TD/CDMA ở Nhật là một, sử dụng băng tần đơn có đường lên và xuống cùng băng tần nhưng được phân
chia theo khe thời gian.
Như vậy, hai chế độ được định nghĩa trong UTRA là FDD và TDD. Cả hai chế độ đều là CDMA băng rộng (W-CDMA) với độ rộng kênh vô tuyến là 5MHz và đã được phát triển nhằm sử dụng tối đa hiệu quả và lợi ích của CDMA. ETSI đang nỗ lực nhằm kết hợp hài hoà giữa hai chế độ này. Hiện tại ETSI chỉ chú trọng đến chế độ FDD và người ta chưa rõ là liệu TDD có được đưa vào hệ thống UMTS pha 1 hay không.
Tương tự, tổ chức tiêu chuẩn Nhật Bản (ARIB) cũng chưa coi TD/CDMA là một lựa chọn dự phòng. TD/CDMA sẽ được sử dụng trên băng tần đơn. Lợi ích của TD/CDMA (cũng như UTRA TDD) là khả năng quản lý lưu lượng không song công (lưu lượng giữa đường lên và đường xuống khác nhau). Bởi TD/CDMA có đường lên và đường xuống ở trên cùng một băng tần chỉ phân cách về mặt thời gian, nên đối với việc truyền số liệu không cân bằng giữa đường lên và đường xuống, hiệu quả phổ của chế độ TD/CDMA sẽ cao hơn so với chế độ W-CDMA (ấn định hai băng tần riêng cho đường lên và đường xuống). Lấy Internet là một ví dụ điển hình, rất nhiều thông tin được tải xuống từ các trang WEB mà rất ít thông tin được gửi đi.
Như vậy ta có thể thấy chế độ UTRA TDD ở Châu Âu (TD/CDMA ở Nhật) ưu điểm hơn chế độ UTRA FDD (W-CDMA), tuy nhiên chế độ này có thể chưa được triển khai ngay trong pha 1 vì lý do độ phức tạp của kỹ thuật.
3. Dung lượng
UTRAN hỗ trợ cả tốc độ bit thấp và tốc độ bit cao. Tốc độ 384 Kbps khi chuyển động và 2 Mbps khi cố định đảm bảo đáp ứng nhu cầu khác nhau của người sử dụng từ thoại tới đa dịch vụ multimedia. Người sử dụng sẽ nhận thấy hiệu quả ứng dụng cao hơn so với các ứng dụng ngày nay đang sử dụng trên mạng di động. Đa dạng tốc độ truyền số liệu cũng thực hiện được bằng cách sử dụng các phương pháp trải phổ động và tương thích năng lượng truyền sóng.
4. Dữ liệu chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh
Các dịch vụ gói đưa ra khả năng luôn luôn “trực tuyến - online” đối với các ứng dụng mà không cần chiếm một kênh riêng biệt. Các dịch vụ gói cũng cho phép người dùng trả tiền cước trên cơ sở tổng số byte số liệu trao đổi qua mạng mà không phải trả tiền theo thời gian kết nối. UTRAN có một chế độ tối ưu gói. Nó hỗ trợ truyền nhanh các gói đột xuất, truyền trên kênh riêng khi lưu lượng gói lớn và liên tục. Các dịch vụ dữ liệu gói rất quan trọng đối với việc xây dựng các ứng dụng kinh tế cho truy nhập mạng LAN và Internet.
dụng thời gian thực, ví dụ như hội nghị truyền hình.
5. Chuyển giao mềm và mềm hơn
Trên mạng GSM, một máy di động MS chỉ có thể nối tới một trạm thu phát (Cell) tại một thời điểm. Khi máy di động chuyển động khi đang đàm thoại, chức năng chuyển giao sẽ nối máy di động tới trạm (Cell) thích hợp nhất. Hình thức chuyển giao đó gọi là chuyển giao cứng (Hard Handoff hoặc
Handover), máy di động sẽ thực hiện ngắt kênh cũ trước khi tiếp nhận kênh mới tiếp theo (break before make). Hình thức chuyển giao này hay gây ra hiện tượng đứt quãng trong cuộc gọi khi mobile nằm ở vùng giữa 2 trạm, phải ngắt liên lạc ở trạm này để thiết lập cuộc gọi sang trạm mới.
Hình3.3. Quá trình chuyển giao mềm trong CDMA
Đối với UTRAN, thiết bị người sử dụng UE có thể đồng thời được kết nốI tới nhiều trạm thu phát, gọi là chuyển giao mềm (Soft Handoff), tuy nhiên nhiều nhất vẫn là kết nối giữa 2 trạm thu phát. Trong chuyển giao mềm, mạch chuyển đổi (Transcoder) thực hiện việc so sánh chất lượng của các khung từ 2 trạm (Cell) nhận được, trên cơ sở so sánh khung-khung để lựa chọn ra được khung tốt nhất. Điều này giúp hệ thống có thể tận dụng ưu điểm của những thay đổi về mặt năng lượng tín hiệu tại cùng một thời điểm của một trong 2 chuỗi tín hiệu từ 2 trạm để chọn ra tín hiệu tốt nhất. Như vậy với hình thức kết nối thiết lập kênh mới trước khi ngắt kênh cũ “make before break” sẽ cung cấp cho thuê bao chất lượng cuộc gọi cao, loại bỏ được những đứt quãng “hole” thường nghe thấy trong cuộc thoại GSM. Trong CDMA, các Cell cùng phối hợp với nhau để có được một luồng thông tin kết hợp tốt nhất. Cuối cùng, khi Cell A không còn nhận được tín hiệu đủ mạnh từ mobile thì bộ transcoder sẽ chỉ nhận các khung đến từ
Vùng chuyển giao mềm, mobile nhận tín hiệu từ cả 2 cells Cường độ tín hiệu Tiếng ồn Hướng di chuyển
Cell B. Lúc đó quá trình chuyển giao được thực hiện xong.
Nếu thiết bị người sử dụng UE được nối tới nhiều hơn một Sector
của cùng một trạm (Cell) tại một thời điểm thì gọi là chuyển giao mềm hơn (softer handoff)
Hình 3.4. Chuyển giao mềm hơn trong WCDMA