2.2.1.Giới thiệu chung:
3GPP2 được thành lập vào cuối năm 1998, với 5 thành viên chính thức là các tổ chức phát triển tiêu chuẩn sau:
+ ARIB - Association of Radio Industry Board- của Nhật Bản
+ CWTS - China Wireless Telecommunication Standard- của Trung Quốc
+ TIA - Telecommunications Industry Association - của Bắc Mỹ
71
+ TTC – Telecommunication Techonology Council- của Nhật Bản Ngoài ra tổ chức này còn có một sốđối tác tư vấn thị trường như:
+ CDG – the CDMA Development Group
+ MWIF – Mobile Wireless Internet Forum
+ IPv6 Forum
Tương tự 3GPP, 3GPP2 cũng chia thành các nhóm TSG nghiên cứu các lĩnh vực khác nhau, bao gồm:
+ TSG-A: các giao diện giữa mạng truy nhập và mạng lõi.
+ TSG-C: các chức năng và các giao diện giữa hạ tầng mạng CDMA2000 và thiết bịđầu cuối của người sử dụng.
+ TSG-N: các giao diện bên trong mạng lõi dùng cho báo hiệu.
+ TSG-P: mạng lõi IP cho Internet và các dịch vụđa phương tiện trên nền IP.
+ TSG-S: các khía cạnh dịch vụ và hệ thống.
+ TSG-X: hoạt động liên kết các hệ thống.
Các tiêu chuẩn của 3GPP2 không phân thành các Release một cách rõ ràng như của 3GPP mà được phân loại theo nhóm TSG. Tuy nhiên, qua các tiêu chuẩn mà 3GPP2 đã công bố, có thể rút ra một số nhận xét như sau:
Về công nghệ, 3GPP2 cũng đã hoàn thiện tiêu chuẩn kỹ thuật cho các công nghệ trong nhánh phát triển của mình, cụ thể là CDMA2000 1xRTT, CDMA20001x EV-DO và CDMA20001x EV-DV.
Về dịch vụ, 3GPP2 cũng đã hoàn thành các tiêu chuẩn cho các dịch vụ ứng với mỗi công nghệ.
2.2.2. Mạng vô tuyến:
Các hệ thống vô tuyến di động 2G CDMA đã được chuẩn hoá bởi TIA của Mỹ là IS- 95. Công nghệ truy nhập dựa trên DS-CDMA băng hẹp với tốc độ chíp 1,2288 Mcps, băng thông 1,25MHz. Đáp ứng yêu cầu của hệ thống vô tuyến di động 3G, uỷ ban kỹ
72
thuật TR 45.5 trong TIA đã đề xuất cdma 2000, hệ thống vô tuyến di động 3G có thể thoả mãn mọi yêu cầu đặt ra của ITU. Hệ thống CDMA2000 có tốc độ chip cơ sở là 3,6864 Mcps, nằm trong băng thông 3,75 MHz. Tốc độ chip này gấp ba lần tốc độ chip dùng trong tiêu chuẩn IS-95 (1,2288 Mcps). Theo đó, băng thông cũng tăng gấp 3 lần. Như vậy, mạng IS-95 hiện có cũng có thể được sử dụng để hỗ trợ hoạt động CDMA2000. Tốc độ chip cao hơn N x 1,2288 Mcps với N = 6, 9, 12 cũng được cung cấp, cho phép tốc độ truyền cao hơn. giá trị N là tham số quan trọng để xác định tốc độ mã hoá kênh và tốc độ bit của kênh. Hệ thống CDMA2000 gồm các nhánh hỗ trợ tăng cường dung lượng thoại hoặc các dịch vụ dữ liệu gói. Nói chung, CDMA2000 có thể sử dụng đa sóng mang n x1.25 MHz hoạt động ở chếđộ FDD
IS-95B
IS-95B, hay còn gọi là cdmaOne được coi là công nghệ thông tin di động 2,5G thuộc nhánh phát triển này, là một tiêu chuẩn khá linh hoạt, cho phép các nhà cung cấp dịch vụ cấp phát số liệu lên tới 115kbps.
CDMA2000 1xRTT
Pha đầu của CDMA2000, thường gọi là 1xRTT hoặc 1x, được thiết kế nhằm tăng cường dung lượng thoại cho IS-95B (cdmaOne) và hỗ trợ cho truyền dẫn dữ liệu đường xuống với tốc độ cực đại 307,.2 kbps nhờ sử dụng một số kỹ thuật tiên tiến như điều chế QPSK, mã hoá turbo cho các dịch vụ dữ liệu, phân tập và điều khiển công suất nhanh hướng xuống (800 Hz).
73
Hình 2.18: Triển khai CDMA20001x
CDMA2000 1xEV-DO (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
CDMA 2000 1xEV-DO, hình thành từ HDR (High Data Rate) của Qualcomm và tháng 8 năm 2001 đã được ITU công nhận là tiêu chuẩn 3G. 1xEV-DO là sự phát triển cho giải pháp sử dụng một sóng mang để truyền dẫn dữ liệu gói riêng. Mục đích là tách thoại và dịch vụ dữ liệu tốc độ cao ra các sóng mang khác nhau. Theo lý thuyết, tốc độ đỉnh tuyến xuống 2.4 Mbps có thể đạt được nhờ sử dụng phương thức điều chế 16QAM, mã hoá turbo, kỹ thuật lựa chọn trạm gốc tốt nhất và sử dụng các khe thời gian dành riêng với công suất truyền dẫn cực đại khi ở gần trạm gốc,.Tốc độ dữ liệu ở đường lên cực đại 153.6 kbps được giữ nguyên như CDMA2000 1xRTT.
IS - 41 C N C S D o m a in H L R AC M S C /V L R B S C R AN 1x/IS -95 M S C N P S D o m a in P rivate IP N etw o rk P D S N /F A H A AAA serv er 1x/IS-95 B T S AuC Thêm mới
74
Hình 2.19: Triển khai CDMA2000 1xEV-DO
CDMA 2000 EVDO Rev.B (MC-CDMA)
CDMA2000 3x hay 3xRTT được qui vào phương thức đa sóng mang MC của cấu hình vô tuyến CDMA2000 và được gọi là MC-CDMA (TMT-MC) trong IMT-2000. MC-CDMA sử dụng 3 sóng mang 1x để tăng tốc độ dữ liệu và được thiết kế cho dải tần 5 MHz (3x1.25 MHz). Phương thức đa sóng mang (MC) chỉ áp dụng cho truyền dẫn ởđường xuống, còn ởđường lên vẫn áp dụng trải phổ trực tiếp .
Trong EV-DO Rev.B việc sử dụng đa song mang cho phép tăng gấp đôi dung lượng mạng đồng thời vẫn đảm bảo chất lượng dịch vụ cho người dung. Trong Rev.B trễ truyền dẫn cũng sẽ được giảm đáng kể giúp tăng trải nghiệm cho người dùng. Trong giai đoạn 2 của Rev.B bằng việc sử dụng sơ đồ điều chế mức cao 64 QAM cho phép tốc độ dữ liệu trên một sóng mang 1,25 MHz đạt tới 4.9 Mbps, từ đó tốc độ đỉnh đạt được là 14,7 Mbps khi sử dụng đa sóng mang.
IS- 41 CN CS Domain HLR AC M SC/VLR BSC RAN 1x and 1xEV-DO M S CN PS Domain Private IP Network PDSN/FA HA AAA server 1x/IS-95 1xEV-DO
75
EV-DO Advanced
Đây là giai đoạn phát triển tiếp theo của chuẩn CDMA 2000, ở giao diện vô tuyến EV-DO Advanced sẽ sử dụng 2*2 MIMO, điều chế 64 QAM ở cho phép tốc độ tối đa hướng xuống là 32 Mbps, hướng lên đạt 12,4 Mbps với điều chế 16 QAM. Mạng CDMA2000 khi phát triển tới EV- DO Advanced sẽ là một mạng lõi thông minh với nhiều đặc điểm tiên tiến cho phép tăng hiệu suất sử dụng tài nguyên toàn mạng từ đó tăng dung lượng mạng cũng nhưđem lại những trải nghiệm mới cho người dùng.
.
Hình 2.20: Các bước phát triển của nhánh công nghệ CDMA2000.
Hướng phát triển tiếp theo của nhánh CDMA2000:
UMB (Ultra Mobile Broadband) là dự án 4G được chuẩn hóa bởi 3GPP2 phát triển lên từ CDMA2000. Mục tiêu của dự án là đạt tốc độ đỉnh 275 Mbps đường xuống và 75 Mbps đường lên. Tuy nhiên vào tháng 11 năm 2008 dự án phát triển UMB đã bị hủy bỏ. Như vậy để có tiến lên thế hệ 4G thì các nhà mạng CDMA2000 hoặc là sẽ triển
76
khai LTE hoặc là triển khai một hệ thống không dây hoàn toàn khác là WIMAX. Việc quyết định theo hướng nào còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nữa như kinh tế, thị trường... Tuy nhiên, như nhiều nhà khai thác CDMA2000 trên thế giới đã quyết định chuyển sang LTE. Như vậy có thể nói hiện tại việc các công việc chuẩn hóa tiếp theo của nhánh 3GPP2 chính là nghiên cứu lựa chọn con đường phù hợp để phát triển lên LTE cho các nhà mạng CDMA2000. Hiện tại có 3 con đường phát triển cơ bản lên LTE được đề xuất cho các nhà CDMA2000 là:
- Phủ lên trên mạng đang tồn tại: Triển khai trọn vẹn một mạng LTE như là một mạng thứ hai đối với mạng HRPD (số liệu gói tốc độ cao) đang tồn tại nhưng chi phí sẽ đắt và việc roaming thuê bao từ mạng HRPD đến LTE bị rớt phiên
- Di chuyển sang UMTS (WCDMA): Đầu tiên di chuyển sang UMTS trước khi chuyển sang LTE, yêu cầu triển khai trên một mạng mới và chuyển đổi tất cả các thuê bao sang UMTS nhưng chi phí cũng đắt và thiếu phiên IP liên tục giữa mạng HRPD và mạng UMTS.
- Sử dụng số liệu gói tốc độ cao tiến hóa – eHRPD là một phương pháp cho phép các nhà khai thác di động nâng cấp mạng lõi gói HRPD đang tồn tại nhờ sử dụng các thành phần của kiến trúc SAE/EPC. Thêm vào đó, eHRPD là con đường tiến hóa lên LTE với tính di động dịch vụ liền, bao gồm chuyển giao liền giữa eHRPD và các mạng LTE với giao thức quản lí di động đơn, giảm trễ chuyển giao, kinh tế hơn.
77
2.2.3.Mạng lõi:
Kiến trúc mạng lõi CDMA2000 được trình bày trên hính dưới đây:
Hình 2.22: Kiến trúc mạng lõi CDMA2000
Trong kiến trúc này, miền chuyển mạch kênh sử dụng cùng các thành phần mạng lõi bao quanh MSC vì ở đây dùng một giao thức quản lý tính di động khác, gọi là ANSI- 41. Vì các dịch vụ dạng gói trong IS-95 đã được coi như các kết nối chuyển mạch kênh ngắn, nên cần có một khối chịu trách nhiệm quản lý liên kết hoạt động (IWF-Inter- Working Function) giữa MSC và Internet.
Để hoàn thiện mạng số liệu/ thoại CDMA2000 mới, cần thêm vào các phần tử mạng mới. Một phần tử quan trọng được thêm vào là PDSN (Packet Data Serving Node), nút này kết cuối liên kết dữ liệu PPP (point-to-point protocol) với đầu cuối di động và được nối thông qua giao diện gói vô tuyến (R-P- Radio-Packet) với phân hệ trạm gốc-BSS. Nút PDSN này cũng chịu trách nhiệm quản lý tính di động và hoạt động như một tác tử ngoại lai (FA-Foreign Agent) đối với chức năng Mobile IP (MIP). Ngoài ra cần có một tác tử thường trú (HA-Home Agent) để kết cuối các “đường ngầm” IP được khởi tạo bởi PDSN/FA và để duy trì phiên làm việc MIP. Một server tính cước, xác thực và cấp phép -AAA (Accouting, Authentication, Authorization), dựa trên RADIUS, chứa thông tin cung cấp số liệu dạng gói cho thuê bao và được sử dụng để xác thực người sử dụng. Khối điều khiển gói (PCU-Packet Control Unit) là một trong những thành phần mới bên trong BSS cần có khi nâng cấp để hỗ trợ mạng chuyển mạch gói thông qua giao
78
diện R-P. Phiên bản chỉ có dữ liệu (1xEV-DO) không sử dụng giao diện R-P này để làm điểm truy nhập vô tuyến mà sử dụng các phần tử mạng phụ như bộđịnh tuyến truy nhập 1xEV-DO.
Quá trình phát triển lên 1xEV-DO yêu cầu một mạng “xếp chồng” thứ hai với một thiết bị vô tuyến mới, các điểm truy nhập (AP-Access Point) 1xEV-DO, sử dụng hệ thống truy nhập TDM ởđường xuống và CDMA ở đường lên. Thiết bị này được gọi là điểm truy nhập vì có chứa cả các chức năng khác với chức năng của một trạm gốc 1xRTT như chuyển đổi các tín hiệu RF thu được thành các thông tin IP được chuyển tiếp tới bộ định tuyến truy nhập (một thành phần mạng lõi mới được gắn thêm vào mạng lõi). Thiết bị này nhận và tổng hợp các thông tin IP và định tuyến lưu lượng tới PDSN. Hơn nữa, cần có một server để cung cấp các dịch vụđiều khiển mạng, các dịch vụ này cũng có liên quan tới hoạt động của mạng các điểm truy nhập.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});