So với GSM và các mạng di động đang tồn tại, UMTS cung cấp các đặc tính mới và quan trọng, đó là nó cho phép thoả thuận các đặc tính của một bộ mang vô
tuyến. Các thuộc tính định nghĩa đặc trưng của chuyển vận bao gồm: thông lượng, trễ truyền, và tỷ số lỗi dữ liệu. Là một hệ thống hoàn hảo, UMTS phải hỗ trợ rất nhiều các dịch vụ có các yêu cầu chất lượng dịch vụ (QoS) khác nhau. Hiện tại, ta cũng không dự đoán được hết các đặc điểm và cách sử dụng của rất nhiều các dịch vụ đó và cũng khó có thể tối ưu các dịch vụ UMTS thành chỉ một tập hợp các ứng dụng. Cho nên các bộ mang UMTS phải có đặc điểm chung, để hỗ trợ các ứng dụng đang tồn tại đồng thời thuận tiện cho việc cho việc phát triển các ứng dụng mới.
Ngày nay khi mà hầu hết các dịch vụ viễn thông đều là các ứng dụng Internet hoặc N-ISDN, thỡ rừ ràng cỏc ứng dụng và cỏc dịch vụ này chủ yếu là gọi cỏc thủ tục điều khiển các bộ mang. Phần này không nghiên cứu sâu về các bộ mang, mà sẽ đề cập đến các lớp dịch vụ của UMTS.
3GPP đã xây dựng tiêu chuẩn cho các dịch vụ của hệ thống UMTS nhằm đáp ứng :
+ Định nghĩa và các đặc điểm yêu cầu của dịch vụ.
+ Phát triển dung lượng và cấu trúc dịch vụ cho các ứng dụng mạng tổ ong, mạng cố định và mạng di động.
+ Thuê bao và tính cước.
UMTS cung cấp các loại dịch vụ xa (teleservices) như thoại hoặc bản tin ngắn (SMS) và các loại dịch vụ mạng (bearer services: một dịch vụ viễn thông cung cấp khả năng truyền tín hiệu giữa hai giao diện người sử dụng mạng). Các mạng có các tham số Q0S (Quality of Service: chất lượng dịch vụ) khác nhau cho độ trễ truyền dẫn tối đa, độ trễ truyền biến thiên và tỉ lệ lỗi bit (BER). Những tốc độ dữ liệu được yêu cầu là :
♦ 144 Kbps cho môi trường vệ tinh và nông thôn
♦ 384 Kbps cho môi trường thành phố (ngoài trời)
♦ 2084 Kbps cho môi trường trong nhà và ngoài trời với khoảng cách gần Hệ thống UMTS có 4 lớp Q0S sau:
● Lớp hội thoại (thoại, thoại thấy hình, trò chơi)
● Lớp luồng (đa phương tiện, video theo yêu cầu…)
● Lớp tương tác (duyệt web, trò chơi qua mạng, truy nhập cơ sở dữ liệu)
● Lớp cơ bản (thư điện tử, SMS, tải dữ liệu xuống) 1.4.3.1 Lớp hội thoại
Ứng dụng được biết đến nhiều nhất của lớp này là dịch vụ thoại trên bộ mang chuyển mạch kênh. Kết hợp với Internet và multimedia có các ứng dụng mới như:
thoại qua giao thức Internet (Voice Over IP), và điện thoại hình (Video Telephony).
Các dịch vụ này được thực hiện là các cuộc hội thoại thời gian thực có đặc điểm sau: trễ giữa các đầu cuối thấp (được xác định bằng các thử nghiệm phù hợp với khả năng cảm nhận âm thanh và hình ảnh của con người, nhỏ hơn 400ms), lưu lượng là đối xứng hoặc gần như đối xứng.
▪ Dịch vụ thoại đa tốc độ thích nghi (AMR).
UMTS sử dụng bộ mã hoá và giải mã thoại theo công nghệ đa tốc độ thích nghi AMR. Bộ mã hoá thoại AMR có các đặc điểm sau:
+ Là một bộ mã hoá/giải mã thoại tích hợp đơn với 8 tốc độ nguồn: 12.2 (GSM-EFR), 10.2, 7.95, 7.40(IS-641), 5.90, 5.15 và 4.75 kbps.
+ Bộ mã hoá AMR hoạt động với khung thoại 20ms tương ứng với 160 mẫu với tần số lấy mẫu là 8000 mẫu/s. Sơ đồ mã hoá cho chế độ mã hoá đa tốc độ được gọi là Bộ mã hoá dự đoán tuyến tính được kích thích bởi mã đại số (ACELP).
+ Tốc độ bit AMR có thể điều khiển bởi mạng truy nhập vô tuyến tuỳ thuộc vào tải trên giao diện vô tuyến và chất lượng của kết nối thoại. Khi tải mạng ở mức cao , đặc biệt là trong giờ bận, có thể sử dụng tốc độ bit AMR thấp hơn để yêu cầu dung lượng cao hơn trong khi chất lượng thoại giảm đi rất ít. Cũng tương tự , khi MS chạy ra ngoài vùng phủ sóng của cell và đang sử dụng sử dụng công suất phát lớn nhất của nó, thì sử dụng tốc độ bit AMR thấp hơn để mở rộng vùng phủ của cell. Với bộ mã hoá thoại AMR có thể đạt được sự điều hoà giữa dung lượng vùng phủ của mạng và chất lượng của thoại tuỳ theo các yêu cầu của nhà điều hành.
▪ Điện thoại hình.
Dịch vụ này có yêu cầu trễ tương tự như dịch vụ thoại. Nhưng do đặc điểm của nén video, yêu cầu BER nghiêm ngặt hơn thoại. UMTS đã chỉ ra các đặc tính
trong ITU-T Rec. H.324M sử dụng cho điện thoại hình trong các kết nối chuyển mạch kênh và giao thức khởi tạo phiên (SIP) để hỗ trợ các ứng dụng đa phương tiện IP bao gồm dịch vụ điện thoại hình.
1.4.3.2. Lớp luồng
Luồng đa phương tiện là một kỹ thuật chuyển dữ liệu nhờ đó dữ liệu được được xử lý như là một luồng liên tục và đều đặn. Nhờ có công nghệ streaming, người sử dụng có thể truy cập nhanh để tải nhanh chóng các file đa phương tiện các trình duyệt có thể bắt đầu hiển thị dữ liệu trước khi toàn bộ file được truyền hết.
Các ứng dụng streaming thường rất không đối xứng, cho nên phải chịu nhiều trễ hơn là các dịch vụ hội thoại đối xứng. Điều này có nghĩa là chúng phải chịu nhiều jitter hơn trong truyền dẫn.
Các ứng dụng được chia thành 2 phạm vi mục đích khác nhau: Quảng bá web, luồng hình ảnh theo yêu cầu. Các nhà cung cấp dịch vụ quảng web thường hướng mục tiêu đến đông đảo khách hàng mà được kết nối với một máy chủ phương tiện truyền được tối ưu hóa hiệu suất thông qua Internet. Các dịch vụ luồng video theo yêu cầu thường sử dụng cho các công ty lớn mong muốn lưu trữ các video clip hoặc các bài giảng vào một máy chủ được kết nối với một mạng intranet nội bộ băng thông cao hơn.
1.4.3.3. Lớp tương tác
Khi người sử dụng đầu cuối online để yêu cầu dữ liệu từ các thiết bị từ xa (máy chủ), thì lớp tương tác được sử dụng. Lưu lượng tương tác là một mô hình giao tiếp dữ liệu khác mà được đặc trưng bởi mẫu đáp ứng yêu cầu của người sử dụng đầu cuối, thời gian trễ round-trip, và tính trong suốt khi vận chuyển (với tốc độ lỗi bit thấp). Một ứng dụng quan trọng của lớp này là Computer game sử dụng công nghệ J2ME.
1.4.3.4. Lớp cơ bản
Lưu lượng dữ liệu của các ứng dụng như là Email, dịch vụ nhắn tin ngắn SMS, dịch vụ nhắn tin đa phương tiện MMS (MMS là một sự mở rộng hoàn hảo của SMS) tải về cơ sở dữ liệu, nhận các bản ghi đo đạc có thể sử dụng lớp nền vì
các ứng dụng này không đòi hỏi các hành động tức thì. Lưu lượng nền có các đặc điểm sau: điểm đích không mong chờ dữ liệu trong một thời gian nhất định, cho nên ít nhiều không nhạy cảm với thời gian phân phát dữ liệu; nội dung các gói không nhất thiết phải chuyển một cách hoàn toàn trong suốt; dữ liệu bên thu không có lỗi.
Yếu tố chủ yếu để phân biệt các loại này là độ nhạy cảm với trễ, ví dụ như hội thoại rất nhạy với trễ còn loại cơ bản thì ít nhạy cảm với trễ nhất.
Các loại Q0S của UMTS được tổng kết ở bảng (1.1)
Bảng 1.1 Các lớp QoS của hệ thống UMTS
Loại lưu lượng Lớp hội thoại Lớp luồng Lớp tương tác Lớp cơ bản
Các đặc tính cơ bản
Dành trước quan hệ thời gian giữa các thực thể thông tin của luồng . Mẫu hội thoại (chặt chẽ và độ trễ nhỏ)
Dành trước quan hệ thời gian giữa các thực thể thông tin của luồng
Yêu cầu mẫu trả lời trước Dành trước số liệu toàn vẹn
Nơi nhận không đợi số liệu trong khoảng thời gian nhất định
Dành trước số liệu toàn vẹn
Thí dụ về ứng dụng
- Thoại - Thoại thấy hình
Luồng đa phương tiện
- Duyệt Web -Các trò chơi qua mạng
- Tải dữ liệu xuống