Đặc tính mạng UMTS/WCDMA
UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems). UMTS là sự phát triờ̉n lờn 3G của họ cụng nghợ̀ GSM (GSM, GPRS & EDGE), là cụng nghợ̀ duy nhất được các nước chõu Âu cụng nhọ̃n cho mạng 3G. GSM và UMTS cũng là dũng cụng nghợ̀ chiếm thị phần lớn nhất trờn thị trường thụng tin di đụ̣ng ngày nay (chiếm tới 85,4% theo GSA 8-2007).
Mụ̣t sụ́ đặc điờ̉m chủ yếu của cụng nghợ̀ WCDMA bao gồm: Mỗi kờnh vụ tuyến có đụ̣ rụ̣ng 5 MHz; tương thớch ngược với GSM; chip rate 3,84 Mbps; hỗ trợ hoạt đụ̣ng khụng đồng bụ̣ giữa các cell; truyờn nhọ̃n đa mã; hỗ trợ điờu chỉnh cụng suất dựa trờn tỷ sụ́ tớn hiợ̀u/tạp õm; có thờ̉ áp dụng kỹ thuọ̃t anten thụng minh đờ̉ tăng dung lượng mạng và vựng phủ sóng (phiờn bản HSPA từ Release 8 trở lờn); hỗ trợ nhiờu kiờ̉u chuyờ̉n giao giữa các cell, bao gồm soft-handoff, softer-handoff và hard-handoff;
UMTS cho phộp tụ́c đụ̣ downlink là 0,384 Mbps (full mobility) và với phiờn bản nõng cấp lờn HSPA Release 6 hiợ̀n nay, tụ́c đụ̣ lờn tới 14 Mbps (downlink) và 1,4 Mbps (uplink). Dự kiến phiờn bản HSPA Release 8 ra mắt vào năm 2009 (thờm
tớnh năng MIMO) thì tụ́c đụ̣ tương ứng sẽ là 42 Mbps & 11,6 Mbps.
UMTS hoàn toàn tương thớch ngược với GSM. Các máy handset UMTS thường hỗ trợ cả hai chế đụ̣ GSM và UMTS, do vọ̃y chỳng có thờ̉ sư dụng với các mạng GSM hiợ̀n có. Nếu mụ̣t thuờ bao UMTS ra khỏi vựng phủ sóng của mạng UMTS và đi vào vựng phủ sóng GSM thì cuụ̣c gọi của thuờ bao đó được tự đụ̣ng chuyờ̉n giao cho mạng GSM.
Đặc biợ̀t, trong băng tần 1900-2200 MHz thì WCDMA là cụng nghợ̀ duy nhất hiợ̀n nay đã có thiết bị sẵn sàng, được nhiờu nhà cung cấp thiết bị sản xuất và có thờ̉ cung cấp ngay khi có đơn đặt hàng. Mặt khác, do quy mụ thị trường lớn và là cụng nghợ̀ đã “trưởng thành” nờn WCDMA cũng là mụ̣t trong những cụng nghợ̀ có chi phớ đầu tư thấp nhất, đem lại hiợ̀u quả cao nhất.
Tuy nhiờn UMTS cũng có mụ̣t sụ́ nhược điờ̉m. Chuyờ̉n giao cuụ̣c gọi mới chỉ thực hiợ̀n được theo chiờu từ UMTS sang GSM mà chưa thực hiợ̀n được theo chiờu ngược lại. Tần sụ́ cao hơn mạng GSM900 nờn sụ́ lượng trạm BTS dày đặc hơn do đó thời gian xõy dựng mạng lõu hơn và chi phớ cao hơn mạng GSM. Đờ̉ cung cấp được dịch vụ Video-on-demand, các trạm gụ́c phải đặt cách nhau khoảng 1-1,5km; điờu đó có thờ̉ thực hiợ̀n được ở khu vực đụ thị nhưng sẽ là khụng kinh tế ở khu vực nụng thụn.
Nguyờn tắc xõy dựng mạng UMTS
Hợ̀ thụ́ng W-CDMA được xõy dựng trờn cơ sở mạng GPRS. Vờ mặt chức năng có thờ̉ chia cấu trỳc mạng W-CDMA ra làm hai phần : mạng lừi (CN ) và mạng truy nhọ̃p vụ tuyến (UTRAN ), trong đó mạng lừi sư dụng toàn bụ̣ cấu trỳc phần cứng của mạng GPRS cũn mạng truy nhọ̃p vụ tuyến là phần nõng cấp của W- CDMA. N goài ra đờ̉ hoàn thiợ̀n hợ̀ thụ́ng, trong W-CDMA cũn có thiết bị người sư dụng (UE) thực hiợ̀n giao diợ̀n người sư dụng với hợ̀ thụ́ng. Từ quan điờ̉m chuNn hóa, cả UE và UTRAN đờu bao gồm những giao thức mới được thiết kế dựa trờn cụng nghợ̀ vụ tuyến WCDMA, trái lại mạng lừi được định nghĩa hoàn toàn dựa trờn GSM. Điờu này cho phộp hợ̀ thụ́ng W-CDMA phát triờ̉n mang tớnh toàn cầu trờn cơ sở cụng nghợ̀ GSM.
Hợ̀ thụ́ng thụng tin di đụ̣ng thế hợ̀ 3 UMTS tọ̃n dụng kiến trỳc đã có trong hầu hờ̉t các hợ̀ thụ́ng thụng tin di đụ̣ng thế hợ̀ 2, và thọ̃m chớ cả thế hợ̀ thứ nhất. Điờu
này được chỉ ra trong các đặc tả kỹ thuọ̃t 3GPP.
Hợ̀ thụ́ng UMTS bao gồm mụ̣t sụ́ các phần tư mạng logic, mỗi phần tư có mụ̣t có mụ̣t chức năng xác định. Theo tiờu chuõ̉n, các phần tư mạng được định nghĩa tại mức logic, nhưng có thờ̉ lại liờn quan đến viợ̀c thực thi ở mức vọ̃t lý. Đặc biợ̀t là khi có mụ̣t sụ́ các giao diợ̀n mở (đụ́i với mụ̣t giao diợ̀n được coi là “mở”, thì yờu cầu giao diợ̀n đó phải được định nghĩa mụ̣t cách chi tiết vờ các thiết bị tại các điờ̉m đầu cuụ́i mà có thờ̉ cung cấp bởi 2 nhà sản xuất khác nhau). Các phần tư mạng có thờ̉ được nhóm lại nếu có các chức năng giụ́ng nhau, hay dựa vào các mạng con chứa chỳng.
Theo chức năng thì các phần tư mạng được nhóm thành các nhóm:
+ Mạng truy nhọ̃p vụ tuyến RAN (Mạng truy nhọ̃p vụ tuyến mặt đất UMTS là UTRAN). Mạng này thiết lọ̃p tất cả các chức năng liờn quan đến vụ tuyến.
+ Mạng lừi (CN): Thực hiợ̀n chức năng chuyờ̉n mạch và định tuyến cuụ̣c gọi và kết nụ́i dữ liợ̀u đến các mạng ngoài.
+ Thiết bị người sư dụng (UE) giao tiếp với người sư dụng và giao diợ̀n vụ tuyến. Kiến trỳc hợ̀ thụ́ng ở mức cao được chỉ ra trong hình 1.9.
Hình 1.10: Kiờ́n trỳc hợ̀ thống UMTS ở mức cao
Theo các đặc tả chỉ ra trong quan điờ̉m chuõ̉n hóa, cả UE và UTRAN đờu bao gồm các giao thức hoàn toàn mới, viợ̀c thiết kế chỳng dựa trờn nhu cầu của cụng nghợ̀ vụ tuyến WCDMA mới. Ngược lại, viợ̀c định nghĩa mạng lừi (CN) được kế thừa từ GSM. Điờu này đem lại cho hợ̀ thụ́ng có cụng nghợ̀ truy nhọ̃p vụ tuyến mới mụ̣t nờn tảng mang tớnh toàn cầu là cụng nghợ̀ mạng lừi đã có sẵn, như vọ̃y sẽ thỳc đõ̉y sự quảng bá của nó, mang lại ưu thế cạnh tranh chẳng hạn như khả năng roaming toàn cầu.
Hợ̀ thụ́ng UMTS có thờ̉ chia thành các mạng con có thờ̉ hoạt đụ̣ng đụ̣c lọ̃p hoặc hoạt đụ̣ng liờn kết các mạng con khác và nó phõn biợ̀t với nhau bởi sụ́ nhọ̃n
dạng duy nhất. Mạng con như vọ̃y gọi là mạng di đụ̣ng mặt đất UMTS (PLMN), các thành phần của PLMN được chỉ ra trong hình 1.10.
Hình 1.11: Các thành phần của mạng trong PLMN