CHƯƠNG I GIỚI THIỆU XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG 3G VÀ
I.1 Lịch sử phát triển của thông tin di động và giới thiệu hệ thống thông tin IMT -
I.1.1 Lịch sử phát triển
Ngày nay, khi nói đến thông tin di động mọi người đều biết đến 3 thế hệ thông tin di động. Thế hệ thứ nhất, 1G (First Generation) là hệ thống di động tương tự hoặc bán tương tự (đường vô tuyến là tương tự, và sử dụng hệ thống chuyển mạch số). Hệ thống này được xây dựng vào những năm 80, ví dụ như hệ thống NMT (Nordic Mobile Telephone) và AMPS (American Mobile Phone System). Những hệ thống thông tin di động 1G cung cấp các dịch vụ cơ bản chủ yếu là thoại và các dịch vụ liên quan đến thoại. Các hệ thống di động thế hệ thứ nhất được phát triển trong phạm vi quốc gia, những yêu cầu kỹ thuật của các hệ thống này chủ yếu được xây dựng trên cơ sở thoả thuận giữa các nhà điều hành viễn thông của chính phủ với các công ty cung cấp dịch vụ viễn thông mà không có hệ tiêu chuẩn phổ biến rộng rãi. Do vậy, các hệ thống thông tin di động 1G không có khả năng tương thích lẫn nhau.
Do yêu cầu thông tin di động ngày càng tăng đặc biệt là nhu cầu cần có một hệ thống di động toàn cầu. Các tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế bắt đầu xây dựng hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai - 2G (Second Generation).
Mục tiêu chủ yếu của hệ thống 2G là khả năng tương thích và đồng nhất trong môi trường quốc tế. Hệ thống phải có khả năng phục vụ trong một khu vực (ví dụ khu vực châu Âu), mọi người sử dụng phải có khả năng truy nhập hệ thống ở bất kỳ nơi nào trong khu vực đó. Theo quan điểm người sử dụng, hệ thống 2G hấp dẫn hơn hệ thống 1G bởi vì ngoài dịch vụ thoại truyền thống, hệ thống này còn có khả năng cung cấp một số dịch vụ truyền dữ liệu và các dịch vụ bổ xung khác. Do các tiêu chuẩn chỉ thực hiện được trong phạm vi khu
vực, khái niệm thông tin di động toàn cầu không thể thực hiện được và trên thị trường tồn tại một số hệ thống di động 2 G, tiêu biểu như: GSM, IS 95 và PDC. Trong số đó hệ thống GSM dược phổ biến rộng rãi nhất.
Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba, 3G (Third Generation) ra đời với mục tiêu là thực hiện một hệ thống thông tin di động duy nhất trên toàn thế giới. Khác với các dịch vụ được cung cấp bởi những hệ thống thông tin di động hiện nay chủ yếu là thoại (công nghệ tương tự là đặc trưng hệ thống thế hệ thứ nhất, công nghệ số là đặc trưng của hệ thống thế hệ thứ 2), hệ thống 3G nhằm vào các dịch vụ băng rộng như truy nhập Internet tốc độ cao, truyền hình và ảnh chất lượng cao tương đương mạng hữu tuyến. Có thể nói rằng, khái niệm ITM 2000 (trước đây gọi là FPMLTS) được ITU đưa ra theo mô - hình từ trên xuống. Trước tiên, các yêu cầu về dịch vụ và chất lượng được đưa ra, sau đó các tổ chức chuẩn hoá và các nhà công nghiệp, khai thác sẽ tiến tới thiết kế mạng đáp ứng các yêu cầu này.
I.1.2 Hệ thống thông tin di động 3G theo IMT-2000
Một số yêu cầu chính về IMT 2000 được- ITU đề ra như sau:
Tốc độ truyền dữ liệu cao 144kbps hoặc 384kbps cho vùng phủ rộng ngoài trời và 2Mbps cho vùng phủ hẹp trong nhà.
Chất lượng thoại tương đương mạng hữu tuyến.
Hỗ trợ cả dịch vụ chuyển mạch kênh và gói, truyền dữ liệu không đối xứng.
Có thể cung cấp cả dịch vụ di động và cố định.
Có khả năng chuyển vùng quốc gia và quốc tế, hỗ trợ cấu trúc cell nhiều lớp.
Cơ cấu tính cước mới theo dung lượng truyền thay cho thời gian như hiện nay.
ITU-R đã phát triển bộ chỉ tiêu kỹ thuật IMT 2000. IMT 2000 được tạo - - ra nhằm thoả mãn việc phát triển các tiêu chuẩn cho phép thiết lập một cơ sở hạ tầng thông tin vô tuyến toàn cầu bao gồm các hệ thống mặt đất và vệ tinh và các truy nhập cố định và di động cho các mạng công cộng và cá nhân.
Để có thể hiểu thấu đáo quá trình chuẩn hóa của các công nghệ thông tin di động 3G và sau 3G, điều kiện tiên quyết là nắm được quá trình phát triển của các công nghệ theo từng giai đoạn. Phần tiếp theo sẽ tập trung vào quá trình phát triển từ 2G lên 3G và sau 3G theo hai nhánh chính: hướng tới cdma2000 và hướng tới WCDMA. Hình tóm tắt quá trình phát triển lên 3G của 2 nhánh công nghệ chính này.
TACS NMT (900)
GSM (900) GSM (1800)
GPRS WCDMA
GSM (1900) IS-136 (1900)
IS-95 (J-STD-008)
(1900)
IS-136 TDMA (800) IS-95 CDMA
(800) iDEN (800) AMPS
SMR
GPRS
EDGE
cdma2000 1x
cdma2000 Mx
3G 2.5G
2G 1G
Hình 1.1. Quá trình phát triển lên 3G của 2 nhánh công nghệ chính.
Sau đây là chi tiết hai phương án chuyển đổi được quan tâm nhất là từ GSM và CDMA IS-95. Các phương án chuyển đổi từ hai mạng GSM và CDMA IS-95 được tóm tắt trong Hình và được chi tiết hóa trong Hình sau đây.
GSM
HSCSD
GPRS
UMTS không UMTS
cdmaOne IS-95A
IS-95B 1X
3X
không 3X EDGE
1998 1999 2001 2003
Hình 1.2. Tuỳ chọn các phương án chuyển đổi từ GSM và CDMA IS-95.