CHƯƠNG I GIỚI THIỆU XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG 3G VÀ
I.4 Hướng phát triển tiếp theo của WCDMA
Tổ chức 3GPP thực hiện chuẩn hoá cho nhánh công nghệ WCDMA.
Tính đến thời điểm hiện nay, lộ trình chuẩn hóa các tính năng của mạng di động theo cấu trúc NGN của 3GPP được liệt kê dưới đây:
• Release 99: Hoàn thành vào tháng 12/2000. phương án chuy n để ổi nh m ằ tận dụng tối đa hạ ầ t ng GSM và GPRS hi n có. M ng lõi củệ ạ a 3G có c ả phần chuyển mạch gói và chuy n mạể ch kênh. M ng truy nh p vô tuyạ ậ ến của 3G có thể ối cả ới phần chuyển mạch kênh của GSM sau khi đã có n v phần b sung cho 3G. Phổ ần mạng lõi v i 2 nút mớ ạng SGSN và GGSN của GPRS trư c đây đướ ợ ử ục s d ng lại hoàn toàn. Như v y phương ậ án này phù hợp cho thị trường có cả ịch vụ yêu cầu chuyển mạch kênh (thoại, hình) d và d ch vị ụ ữ ệ d li u gói.
• Release 4: phần gói v i GGSN và SGSN v n gi nguyên. Trung tâm ớ ẫ ữ chuyển mạch di động MSC của hệ th ng được tách thành hai ph n: phố ầ ần điều khiển chuy n m ch và cể ạ ổng đa phương tiện (thực hi n ch c năng ệ ứ chuyển m ch). Mạ ột b đi u khi n có th qu n lý đư c r t nhi u c ng ộ ề ể ể ả ợ ấ ề ổ chuyển mạch đa phương tiệ Việc chuẩn hoá cơ bản hoàn thành vào tháng n.
3/2001.
• Release 5, Release 6:đây là giải pháp sử ụng mạng lõi hướng tới toàn IP, d có thể đư c truyền trên ATM. Như vậy vai trò củợ a m ng truy nhập vô ạ tuyến chỉ là thành giao di n vô tuy n cệ ế ủa 3G. Mạng lõi IP có thể tương thích với bất kỳ công ngh truy nh p vô tuy n nàoệ ậ ế như: WCDMA, cdma2000, EDGE...Hệ th ng hoàn toàn không còn ph n chuy n mố ầ ể ạch kênh. Thoại cũng s đư c truyền trên IP. Như vậy công nghệẽ ợ này s còn ẽ phụ thu c rất nhi u vào sộ ề ự phát triển của VoIP đưa cấu trúc NGN vào mi n ề chuyển m ch gói nhạ ờ ử ụ s d ng c u trúc IMS. Các Server cuấ ộc gọi đa phương tiện dựa trên giao th c SIP. Việc chuẩứ n hoá cơ b n hoàn thành vào ả
giữa năm 2002. Release 5 chuẩn hóa công nghệ HSDPA áp dụng cho mạng WCDMA. Tốc đ c download có thể đạt 14,4 kbps. Release 6 giới ố thiệu HSUPA cho dữ ệ li u đường xuống.
• Release 7, Release : Giớ 8 i thi u HSPA +,ệ áp dụng công nghệ MIMO, nâng cao tốc đ ộ download và upload.
• LTE (Long Term evolution)
Nhìn vào lộ trình chuẩn hóa IMS của 3GPP, chúng ta có thể thấy:
HSDPA bắt đầu được chuẩn hóa từ phiên bản Release 5 (hoàn thành từ giữa năm 2002). Tiếp theo phiên bản Release 5 tính đến thời điểm hiện nay đã có 4 phiên bản được chuẩn hóa.
Phiên bản Release 6 giới thiệu HSUPA và bổ sung thêm một số tính năng dịch vụ IMS và hoàn thiện một số tính năng (về tính cước, chất lượng dịch vụ…) của phiên bản Release 5. Những kết quả chuẩn hóa IMS trong phiên bản Release 6 của 3GPP đã được chuyển cho ETSI TISPAN để thực hiện chuẩn hóa phiên bản NGN R1.
Đặc trưng cơ bản đối với phiên bản Release 7 của 3GPP là chuẩn hóa tính năng hỗ trợ truy nhập với mạng băng rộng cố định.
Từ tháng 6 năm 2007, ETSI TISPAN chính thức chuyển các yêu cầu liên quan đến cấu trúc IMS cố định (lõi IMS tối ưu cho mạng cố định) sang 3GPP để tiếp tục thực hiện chuẩn hóa một lõi IMS chung (Common IMS).
Đây là công việc cần thiết nhằm hạn chế những khác biệt giữa các chuẩn IMS di động và IMS cố định. Cấu trúc IMS chung được chuẩn hóa trong các phiên bản bắt đầu từ Release 8 của 3GPP.
Bảng 1.5 Tóm tắt tiến trình phát triển các chuẩn của 3GPP
Hình 1.7 Minh họa lộ trình phát triển cho các hệ thống của 3GPP
Bảng 1.5. Tiến trình phát triển các chuẩn của 3GPP
Phiên bản Thời điểm
hoàn tất Tính năng chính / Thông tin
Release 99 Quí 1/2000 Giới thiệu UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) và WCDMA (Wideband CDMA).
Release 4 Quí 2/2001 Bổ sung một số tính năng như mạng lõi dựa trên IP và có những cải tiến cho UMTS.
Release 5 Quí 1/2002 Giới thiệu IMS (IP Multimedia Subsystems) và HSDPA (High-Speed Download Packet Access).
Release 6 Quí 4/2004
Kết hợp với Wireless LAN, thêm HSUPA (High-Speed Upload Packet Access) và các tính năng nâng cao cho IMS như Push to Talk over Cellular (PoC).
Release 7 Quí 4/2007 Tập trung giảm độ trễ, cải thiện chất lượng dịch vụ và các ứng dụng thời gian thực như VoIP. Phiên bản này cũng tập trung vào HSPA+
(High Speeed Packet Evolution) và EDGE Evolution.
Release 8
Dự kiến cuối năm 2008 hoặc
đầu năm 2009
Giới thiệu LTE và kiến trúc lại UMTS như là mạng IP thế hệ thứ tư hoàn toàn dựa trên IP.
Hình 1.7. Lộ trình phát triển cho các hệ thống của 3GPP
I.4.1 HSDPA
Thích ứng cho c c dịch vụ đa phương tiệá n, đư c đ c tả trong 3GPP ợ ặ Release 5, cho tốc đ nh lộ đỉ à 14,4 Mbps. HSPDA sử ụ d ng một số công nghệ như: Mã hóa và điều ch íế th ch ng, giao thứứ c ARQ lai, đ nh tr nh g i nhanh ị ì ó ... HSDPA sẽ đư c mô tảợ chi ti t ởế nh ng phần sau. ữ
I.4.2 HSUPA
Công nghệ truy nhập gói đường lên tốc độ cao HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) là một bước tiến nhằm nâng cao tốc độ và khả năng cũng như giảm độ trễ trên đường truyền gói lên của mạng UMTS (tốc đ ộ đường lên từ 729,6 Kbps lên đến 5,76 Mbps).
Lợi ích của HSDPA như đã trình bày trong các phần trước cho đường xuống khi hầu hết lưu thông dữ liệu 3G được trông đợi đầu tiên là đường xuống. Release 6 sẽ nói về cải tiến, nâng cấp đường lên, được gọi là nâng cấp đường lên. HSUPA sử dụng tương tự các đặc điểm chính như HSDPA:
HARQ, TTI ngắn, và lịch biểu nút B. Những thử nghiệm được thực hiện cho thấy với HSUPA thì:
Cải thiện 50 70% thông lượng sector đường lên. -
Giảm tr gói t 20% đ n 55 %. ễ ừ ế I.4.3 HSPA+
HSPA+, còn gọi là HSPA Evolved, được thiết kế để nâng cao hiệu quả sử dụng băng rộng di động và cung cấp một loạt dịch vụ. Công nghệ cung cấp tốc độ dữ liệu đỉnh và trung bình cao hơn, thời gian chờ thấp hơn, thời gian trả lời tốt hơn, tuổi thọ của pin lâu hơn và luôn luôn được kết nối, so với các mạng di động thế hệ hiện nay.
Tiến hóa mới nhất của công nghệ WCDMA, HSPA+ Release 7, sẽ cung cấp tốc độ truyền dữ liệu lên đến 42Mbps trên đường truyền xuôi, và đến
23Mbps trên đường truyền ngược bằng cách dùng nhiều kỹ thuật tiên tiến khác nhau, gồm nhiều kênh để truyền dữ liệu. HSPA+ tương thích ngược với những thế hệ trước của WCDMA và không cần băng tần mới để triển khai.
Các nhà khai thác có thể nâng cấp tài nguyên mạng và băng tần hiện có để cung cấp băng thông và năng suất di động thế hệ kế tiếp.