Do tính chất di động của thuê bao di động nên mạng di động phải được tổ chức theo một cấu trúc địa lý nhất định để mạng có thể theo dõi được vị trí của thuê bao.
1.10.1. Phân chia theo vùng mạng
Trong một quốc gia có thể có nhiều vùng mạng viễn thơng, việc gọi vào một vùng mạng nào đó phải được thực hiện thơng qua tổng đài cổng. Các vùng mạng di động 3G được đại diện bằng tổng đài cổng GMSC hoặc GGSN. Tất cả các cuộc gọi đến một mạng di động từ một mạng khác đều được định tuyến đến GMSC hoặc GGSN. Tổng đài này làm việc như một tổng đài trung kế vào cho mạng 3G. Đây là nơi thực hiện chức năng hỏi để định tuyến cuộc gọi kết cuối ở
trạm di động. GMSC/GGSN cho phép hệ thống định tuyến các cuộc gọi vào từ mạng ngoài đến nơi nhận cuối cùng: các trạm di động bị gọi.
1.10.2. Phân chia theo vùng phục vụ MSC/VLR và SGSN
Một mạng thông tin di động được phân chia thành nhiều vùng nhỏ hơn, mỗi vùng nhỏ này được phục vụ bởi một MSC/VLR (hình 1.16a). hay SGSN (1.16b) Ta gọi đây là vùng phục vụ của MSC/VLR hay SGSN.
Hình 1.16. Phân chia mạng thành các vùng phục vụ của MSC/VLR và SGSN Để định tuyến một cuộc gọi đến một thuê bao di động, đường truyền qua mạng sẽ được nối đến MSC đang phục vụ thuê bao di động cần gọi. Ở mỗi vùng phục vụ MSC/VLR thông tin về thuê bao được ghi lại tạm thời ở VLR. Thông tin này bao gồm hai loại:
Thông tin về đăng ký và các dịch vụ của thuê bao.
Thông tin về vị trí của thuê bao (thuê bao đang ở vùng định vị hoặc vùng định tuyến nào).
Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị: LA (Location Area) (hình 1.17a). Mỗi vùng phục vụ của SGSN được chia thành các vùng định tuyến (RA: Routing Area) (1.17b).
Hình 1.17. Phân chia vùng phục vụ của MSC/VLR và SGSN thành các vùng định vị (LA: Location Area) và định tuyến (RA: Routing Area)
Vùng định vị (hay vùng định tuyến là một phần của vùng phục vụ
MSC/VLR (hay SGSN) mà ở đó một trạm di động có thể chuyển động tự do và khơng cần cập nhật thơng tin về vị trí cho MSC/VLR (hay SGSN) quản lý vị trí này. Có thể nói vùng định vị (hay vùng định tuyến) là vị trí cụ thể nhất của trạm di động mà mạng cần biết để định tuyến cho một cuộc gọi đến nó. Ở vùng định vị này thơng báo tìm sẽ được phát quảng bá để tìm thuê bao di động bị gọi. Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng vùng định vị (LAI: Location Area Identity) hay nhận dạng vùng định tuyến (RAI Routing Area Identity). Vùng định vị (hay vùng định tuyến) có thể bao gồm một số ô và thuộc một hay nhiều RNC, nhưng chỉ thuộc một MSC (hay một SGSN).
1.10.4. Phân chia theo ô
Vùng định vị hay vùng định tuyến được chia thành một số ơ (hình 1.18).
Hình 1.18. Phân chia LA và RA
Ơ là một vùng phủ vô tuyến được mạng nhận dạng bằng nhận dạng ơ tồn cầu (CGI: Cell Global Identity). Trạm di động nhận dạng ô bằng mã nhận dạng trạm gốc (BSIC: Base Station Identity Code). Vùng phủ của các ô thường được mơ phỏng bằng hình lục giác để tiện cho việc tính tốn thiết kế.
1.10.5. Mẫu ơ
Mẫu ơ có hai kiểu: vơ hướng ngang (omnidirectional) và phân đoạn (sectorized). Các mẫu này được cho trên hình 1.19.
Hình 1.19. Các kiểu mẫu ơ
Ơ vơ hướng ngang (hình 1.19a) nhận được từ phát xạ của một anten có búp sóng trịn trong mặt ngang (mặt phẳng song song với mặt đất) và búp sóng có hướng chúc xuống mặt đất trong mặt đứng (mặt phẳng vng góc với mặt đất). Ơ phân đoạn (hình 1.19b) là ơ nhận được từ phát xạ của ba anten với hướng phát xạ cực đại lệch nhau 1200. Các anten này có búp sóng dạng nửa số 8 trong mặt ngang và trong mặt đứng búp sóng của chúng chúc xuống mặt đất. Trong một số trường hợp ô phân đoạn có thể được tạo ra từ phát xạ của nhiều hơn ba anten. Trong thực tế mẫu ơ có thể rất đa dạng tùy vào địa hình cần phủ sóng. Tuy nhiên các mẫu ơ như trên hình 1.19 thường được sử dụng để thiết kế cho sơ đồ phủ sóng chuẩn.
1.10.6. Tổng kết phân chia vùng địa lý trong các hệ thống thông tin di động 3G
Trong các kiến trúc mạng bao gồm cả miền chuyển mạch kênh và miền chuyển mạch gói, vùng phục mạng khơng chỉ được phân chia thành các vùng định vị (LA) mà còn được phân chia thành các vùng định tuyến (RA: Routing
miền CS kế thừa từ mạng GSM. Các vùng định tuyến (RA: Routing Area) là các thực thể của miền PS. Mạng lõi PS sử dụng RA để tìm gọi. Nhận dạng thuê bao P-TMSI (Packet- Temporary Mobile Subsscriber Identity: nhận dạng thuê bao di động gói tạm thời) là duy nhất trong một RA.
Trong mạng truy nhập vô tuyến, RA lại được chia tiếp thành các vùng đăng ký UTRAN (URA: UTRAN Registration Area). Tìm gọi khởi xướng UTRAN sử dụng URA khi kênh báo hiệu đầu cuối đã được thiết lập. URA khơng thể nhìn thấy được ở bên ngoài UTRAN.
Quan hệ giữa các vùng được phân cấp như cho ở hình 1.20 (ơ khơng được thể hiện). LA thuộc 3G MSC và RA thuộc 3G SGSN. URA thuộc RNC. Theo dõi vị trí theo URA và ô trong UTRAN được thực hiện khi có kết nối RRC (Radio Resource Control: điều khiển tài nguyên vô tuyến) cho kênh báo hiệu đầu cuối. Nếu khơng có kết nối RRC, 3G SGSN thực hiện tìm gọi và cập nhật thơng tin vị trí được thực hiện theo RA.
1.11. TỔNG KẾT
Chương này trước hết xét tổng quan quá trình phát triển thơng tin di động lên 4G. Nếu công nghệ đa truy nhập cho 3G là CDMA thì cơng nghệ đa truy nhập cho 4G là OFDMA. Sau đó kiến trúc mạng 3G được xét. Mạng lõi 3G bao gồm hai vùng chuyển mạch: (1) vùng chuyển mạch các dịch vụ CS và (2) vùng chuyển mạch các dịch vụ PS. Các phát hành đánh dấu các mốc quan trọng phát triển mạng 3G WCDMA UMTS được xét: R3, R4, R5 và R6. R3 bao gồm hai miền chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói trong đó kết nối giữa các nút chuyển mạch gọi là TDM (ghép kênh theo thời gian). R4 là sự phát triển của R3 trong đó miền chuyển mạch kênh chuyển thành chuyển mạch mềm và kết nối giữa các nút mạng bằng IP. R5 và R6 hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện IP hoàn toàn dựa trên chuyển mạch gói. Để đáp ứng được nhiệm vụ này ngồi miền chuyển mạch gói, mạng được bổ sung thêm phân hệ đa phương tiên IP (IMS). Cốt lõi của IMS là CSCF thực hiện khởi đầu kết nối đa phương tiện IP dựa trên giao thức khởi đầu phiên (SIP Session Initiation Protocol). Ngoài ra IMS vẫn còn chứa chuyển mạch mềm để hỗ trợ dịch vụ chuyển mạch kênh (MGCF). Hiện nay mạng 3GWCDMA UMTS đang ở giai doạn chuyển dần từ R4 sang R5 (hình 1.12). Cuối chương trình bày cấu trúc địa lý của một mạng thơng tin di đơng 3G có chứa cả vùng chuyển mạch kênh và vùng chuyển mạch gói.
Chương 2
CÔNG NGHỆ ĐA TRUY NHẬP CỦA WCDMA
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG
2.1.1. Mục đích chương
Hiểu tổng quan trải phổ và phương pháp đa truy nhập của WCDMA
Hiểu điều khiển công suất, chuyển giao mềm và máy thu phân tập đa đường (RAKE)
Hiểu các dạng mã trải phổ và các sơ đồ điều chế của WCDMA
2.1.2. Các chủ đề được trình bầy trong chương
Nguyên lý trải phổ và đa truy nhập phân chia theo mã
Điều khiển công suất
2.1.3. Hướng dẫn
Học kỹ các tư liệu được trình bầy trong chương
Tham khảo thêm các tài liệu tham khảo cuối tài liệu giảng dạy của khóa học