Chương 3 Truy nhập mạng UMTS
3.1 Sự phát triển từ GSM đến UMTS
Như ở phần trên đã đề cập, mạng thế hệ sau ra đời luôn luôn đòi hỏi phải tương thích với mạng thế hệ cũ. Các thành phần trên của mạng GSM đều phải được xây dựng trên chuẩn và khuyến nghị nhất định về cả phần cứng lẫn phần mềm để có thể làm việc với các mạng khác. Chính vì thế ETSI và 3GPP đã xây dựng mạng thế hệ thứ ba trên nền của mạng thê hệ thứ hai, có thể làm việc với mạng thế hệ hai mà không có giới hạn và không có sự phân biệt. Điều này có nghĩa là mạng thế hệ thứ ba cũng được triển khai theo từng pha.
Tương tự, mạng di động thế hệ thứ hai cũng được phát triển theo nhiều pha. Hình 3.1 thể hiện các thành phần cơ bản của mạng cùng với phần chuyển mạch gói CS - Circuit Switch và thành phần GPRS. Đây là cấu trúc của mạng GSM thế hệ thứ hai pha 2+ hay còn được ký hiệu là GSM 2.5G. Nó đã được triển khai và ngày càng thêm các tính năng để đáp ứng yêu cầu của người dùng,
nhưng vô hình chung nó cũng đang phát triển lên một mô hình không còn cách xa thế hệ thứ ba.
Hình 3.1 Cấu trúc hệ thống thông tin di động thế hệ 2 GSM
Bảng 3.1 thể hiện các đặc tính hiện tại của mạng GSM 2.5G cũng đã phần nào đáp ứng các yêu cầu dành cho mạng thế hệ thứ ba. Mục tiêu của UMTS là phát triển một hệ thống có khả năng cung cấp dịch vụ cho đầu cuối có tính di động cao, mạng bao phủ rộng, hoạt động mọi lúc, mọi nơi, đảm bảo chất lượng thoại tốt. Các điều này đều đã được GSM đáp ứng. Ngoài ra, khi triển khai GSM các pha sau, các tính năng mới cũng đã được đưa vào như hệ thống chuyển mạch gói, hỗ trợ mạng thông minh IN, các dịch vụ đa phương tiện, dịch vụ số liệu… Tuy nhiên mục tiêu mà UMTS đề ra như tốc độ thông tin thay đổi linh hoạt và cao hơn 184 kbps thì GSM chưa thực hiện được.
Như ta thấy, mạng GSM với các thành phần bổ sung thêm đã rất gần để đáp ứng yêu cầu cho UMTS. Sự khác biệt duy nhất là nó thiếu sự linh hoạt và
khả năng cao hơn của giao diện vô tuyến UMTS khi UMTS có thể phục vụ nhiều loại dịch vụ khác nhau đồng thời cho nhiều đầu cuối. Các dịch vụ thời gian thực đã không triển khai được do cách GSM cung cấp các kênh riêng cho các đầu cuối khác nhau trong khi dung lượng của các kênh này có khả năng để phục vụ chúng. Và điều này có thể thực hiện khá dễ dàng với sự phát triển hiện nay của công nghệ chuyển mạch và truyền số liệu.
UMTS có thể đạt được tốc độ bit cao hơn nhưng về bản chất sự khác biệt giữa UMTS và GSM không khác nhau nhiều nếu đứng từ quan điểm của người sử dụng. Mạng GSM có hỗ trợ GPRS có thể đạt tốc độ 384 kbps theo lý thuyết, trên thực tế tốc độ này vào khoảng 100 200kbps. Khi một thuê bao muốn sử - dụng dịch vụ ở tốc độ tối đa trên, trạm thu phát sẽ dành cả một tần số để phục vụ riêng. Tất nhiên là trạm vẫn có thể phục vụ các thuê khác trên các tần số khác. Nếu một mạng UMTS muốn đạt được tốc độ tối đa, nó sẽ dùng hệ số trải phổ thấp nhất và dành tài nguyên hoàn toàn cho một thuê bao. Thông thường một trạm thu phát WCDMA có một tần số đường xuống và nếu có một thuê bao sử dụng một dịch vụ có tốc độ xuống là 2M thì các thuê bao khác sẽ không còn băng thông. Thực tế thì điều này ít khi xảy ra và không liên tục và ta có thể sử dụng các kỹ thuật để cải thiện dung lượng đường xuống như phân vùng cell, thêm mã ngẫu nhiên, sử dụng antena thông minh ...
Mạng GSM 2.5G đã có thành phần chuyển mạch thông minh IN. Điều này giúp cho việc xây dựng mạng UMTS chuyển mạch gói dễ dàng hơn. Phần cần chú ý nhiều nhất là phần vô tuyến.
Tóm lại, ta đã nghiên cứu qua cấu trúc của mạng GSM và thấy chúng đã có thể đáp ứng các yêu cầu của mạng thế hệ thứ ba. Hơn nữa các pha triển khai về sau của GSM như GPRS, EDGE càng làm nó gần tới chuẩn của thế hệ thứ ba. Chính vì thế việc xây dụng cấu trúc mạng UMTS thế hệ thứ ba sẽ dựa trên nền tảng của thế hệ trước. Phần sau sẽ trình bày về cấu trúc mạng UMTS.