Các mô hình kiến trúc của các hệ thống thông tin di động WCDMA

Một phần của tài liệu Tổng quan về hệ thống WCDMA và Cấu trúc máy thu Rake cho WCDMA. (Trang 36 - 39)

Nhóm nghiên cứu của Châu Âu làm việc về WCDMA được đề xướng trong dự án nghiên cứu của liên minh châu Âu là CDMT (Code Division Multiple Testbed: Phòng thí nghiệm đa truy nhập theo mã) và FRAME (Future Radio Multiple Acess Scheme: Sơ đồ đa truy nhập vô tuyến tương lai) và trong các công ty truyền thông không dây lớn của Châu Âu, bắt đầu vào những năm 90. Các dự án đó cũng đưa ra các hệ thống WCDMA thử nghiệm nhằm đánh giá hiệu năng đường kết nối và đưa ra những hiểu biết cơ bản về WCDMA cần thiết cho việc chuẩn hoá. Vào năm 1998 cơ quan chuẩn hoá của Châu Âu ETSI đã quyết định đưa WCDMA là giao diện vô tuyến thế hệ ba. Công việc chuẩn hoá chi tiết đã được tiến hành như một phần của tiến trình chuẩn hoá của 3GPP. Bản chi tiết đầy đủ đầu tiên được hoàn thành vào cuối năm 1999.

Mạng đầu tiên được hoạt động ở Nhật năm 2001 cho sử dụng thương mại ở những khu vực quan trọng và ở Châu Âu là đầu năm 2002 cho pha thử nghiệm tiền thương mại. Năm 2003 chứng kiến một số ít mạng hoạt động, tuy nhiên một lượng lớn mạng hoạt động thực sự được hy vọng là sẽ diễn ra sau đó, vào năm 2004, với sự lựa chọn đa dạng hơn các thiết bị đầu cuối có thể sử dụng của WCDMA.

Hình 1.10. Kế hoạch hoạt động tiêu chuẩn hoá và thương mại cho WCDMA

Quay trở lại lịch sử của GSM, chúng ta nhận thấy rằng kể từ khi mạng GSM được đưa vào hoạt động lần đầu tiên vào tháng 7 năm 1991 (Radiolinja,Phần Lan), một số nước đã đạt được sự thâm nhập điện thoại tế bào là hơn 50%. Ở một số nước khác đạt đến 80% sự thâm nhập và thuê bao GSM toàn cầu đã đạt được hơn một tỷ. Những kinh nghiệm của GSM đã cho thấy rằng khi các thiết bị đầu cuối thu hút về kích thước nhỏ với sự tiêu thụ pin ít, thì tỉ lệ đó tăng lên rất cao. WCDMA được dự đoán có cùng khuynh hướng vậy.

Tất cả các công nghệ được đề xuất về cơ bản có thể đáp ứng các yêu cầu của WCDMA, mặc dù là khó có thể đạt được sự nhất trí trên các vấn đề ví như lưu lượng

của hệ thống chẳng hạn, nguyên nhân là các kết quả mô phỏng rất khác nhau tuỳ thuộc vào các giả định. Tuy nhiên, nó sớm trở thành một dấu hiệu cho thấy rằng WCDMA là một ứng cử viên sáng giá cho giao diện vô tuyến 3G. Vào tháng 1 năm 1998, ETSI đã đưa ra quyết định lựa chọn WCDMA là chuẩn cho giao diện vô tuyến UTRA (Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS) trên các cặp đôi tần số FDD (Song công phân chia theo tần số). Vậy là phải mất đến 10 năm từ khi bắt đầu chương trình nghiên cứu của Châu Âu để quyết định công nghệ dùng cho UTRA. Các chuẩn hoá cụ thể của UTRA tiếp tục được thực hiện bởi ETSI cho đến khi công việc được chuyển giao cho dự án cộng tác thế hệ ba (3GPP). Công việc được bắt đầu chính thức vào cuối năm 1998 và cuối năm 1999 đã cho ra phiên bản đầu tiên với các chi tiết kỹ thuật cụ thể chung là Release 99 (phát hành 99). Các đặc điểm của UMTS phát hành 99 của ETSI thì giống hệt với phát hành 99 của 3GPP. cho thấy cấu trúc của mạng 3G phát hành 99. Nó có các đặc điểm đáng chú ý sau:

Là giao diện vô tuyến mới.

Phù hợp hơn với dịch vụ gói số liệu.

Khả năng tương tác với mạng GSM: Giao diện vô tuyến GSM được thay đổi để phát thông tin của hệ thống CDMA. Các mạng WCDMA cũng đồng thời truyền tải thông tin từ mạng GSM. Có khả năng thiết lập 2G MSC/VLR để quản lý truy nhập vô tuyến băng rộng, UTRAN.

Mạch logic cao cấp của những ứng dụng (CAMEL): Có khả năng truyền tải thông tin dịch vụ giữa các mạng. Trong tương lai hầu hết CAMEL sẽ được tham gia vào tất cả các giao tác giữa các mạng.

Các phần tử miền chuyển mạch kênh (CS) có thể quản lý các thuê bao 2G và 3G: Thay đổi (nâng cấp) ở MSC/VLR và HLR/AC/EIR. Ví dụ về SGSN: đối với 2G nó chịu trách nhiệm quản lý di động (MM) cho các kết nối số liệu gói. Đối với 3G thì RNC và SGSN cùng chịu trách nhiệm đối với MM.

Các dịch vụ: Ban đầu hệ thống 3G cung cấp các dịch vụ tương tự như 2G. Sau đó các dịch vụ được chuyển sang miền chuyển mạch gói.

Khuynh hướng: Tách rời các kết nối điều khiển và các dịch vụ. Có sự chuyển dịch dần tới mạng toàn IP và cung cấp các dịch vụ đa phương tiện.

Hình 1.11. Release 99

Phát hành 4 (Release 4) được hoàn thành vào tháng 3 năm 2001. Bản này chỉ có một sự thay đổi nhỏ so với phát hành 99:

-Tách rời kết nối của điều khiển và các dịch vụ trong miền chuyển mạch kênh của mạng lõi

-Cổng phương tiện (MGW): một phần tử để duy trì kết nối và thực thi chức năng chuyển mạch khi yêu cầu

-MSC server: là phần tử điều khiển MGW

-Thoại được chuyển mạch gói (Voice Over IP): Cuộc gọi chuyển mạch kênh được chuyển sang cuộc gọi chuyển mạch gói ở MGW

-CAMEL sẽ có kết nối đến các phần tử chuyển mạch gói (PS).

BSC C BTS MS UE MSC/VLR E-RAN CN CS Domain GMSC CN CS Domain UTRAN HLR/Auc/EIR U Gb SGSN BS RNC C V A S C A M E L W A P M E X E U S A T GGSN Internet Số liệu NW ÍSDN PSTN PSPDN CSPDN Uu Um A Lu BSC C BTS MS UE MSC/VLR GẺRAN CN CS Domain GMSC CN PS Domain UTRAN MGW U Gb SGSN BS RNC C GGSN IP,Multimiedia ÍSDN PSTN CSPDNN Um lu Uu IMS

Hình 1.12. Release 4

Hình 1.13. Release 5 (All IP)

Phát hành 5 được hoàn thành vào tháng 3/2002:

-Công nghệ truyền tải mới: R99 dựa trên chuyển mạch ATM; R4, R5 dựa trên chuyển mạch IP

-Tất cả lưu lượng từ UTRAN được đòi hỏi dựa trên IP

-Bên cạnh việc truyền tải dựa trên IP thì các giao thức của phát hành 5 được phát triển bởi nhóm đặc trách về kỹ thuật Internet (IETF) cũng ảnh hưởng đến các đặc điểm của WCDMA.Bước tiến tiếp theo trong sự phát triển này là phát hành 6 vào năm 2004 và phát hành 7 vào cuối năm 2005

Một phần của tài liệu Tổng quan về hệ thống WCDMA và Cấu trúc máy thu Rake cho WCDMA. (Trang 36 - 39)