TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA Mở đầu Sự phát triển nhanh chóng dịch vụ số liệu mà IP đặt yêu công nghệ viễn thông di động Thông tin di động hệ sử dụng công nghệ số hệ thống băng hẹp xây dựng chế chuyển mạch kênh nên đáp ứng dịch vụ 3G (third-generation) công nghệ truyền thông hệ thứ ba giai đoạn tiến hóa ngành viễn thông di động Nếu 1G (the first gerneration) điện thoại di động thiết bị analog, có khả truyền thoại 2G (the second generation) ĐTDĐ gồm hai công truyền thoại liệu giới hạn dựa kỹ thuật số Trong bối cảnh ITU đưa đề án tiêu chuẩn hóa hệ thống thông tin di động hệ thứ với tên gọi IMT – 2000 IMT – 2000 mở rộng đáng kể khả cung cấp dịch vụ cho phép sử dụng nhiều phương tiện thông tin Mục đích IMT – 2000 đưa nhiều khả đồng thời đảm bảo phát triển liên tục hệ thống thông tin di động hệ thứ hai (2G) vào năm 2000 3G mang lại cho người dùng dịch vụ giá trị gia tăng cao cấp, giúp thực truyền thông thoại liệu (như e-mail tin nhắn dạng văn bản), download âm hình ảnh với băng tần cao Các ứng dụng 3G thông dụng gồm hội nghị video di động; chụp gửi ảnh kỹ thuật số nhờ điện thoại máy ảnh; gửi nhận e-mail file đính kèm dung lượng lớn; tải tệp tin video MP3; thay cho modem để kết nối đến máy tính xách tay hay PDA nhắn tin dạng chữ với chất lượng cao… Thế công nghệ 3G 3G thuật ngữ dùng để hệ thống thông tin di động hệ thứ (Third Generation) Đã có nhiều người nhầm lẫn cách vô ý hoăc hữu ý hai khái niệm 3G UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems) Để hiểu công nghệ 3G, xét qua đôi nét lịch sử phát triển hệ thống điện thoại di động Mặc dù hệ thống thông tin di động thử nghiệm đựơc sử dụng vào năm 1930-1940 trong sở cảnh sát Hoa Kỳ hệ thống điện thoại di động thương mại thực đời vào khoảng cuối năm 1970 đầu năm 1980 Các hệ thống điện thoại hệ đầu sử dụng công nghệ tương tự người ta gọi hệ thống điện thoại kể hệ thống 1G Khi số lượng thuê bao mạng tăng lên, người ta thấy cần phải có biện pháp nâng cao dung lượng mạng, chất lượng đàm thoại cung cấp thêm số dịch vụ bổ sung cho mạng Để giải vấn đề người ta nghĩ đến việc số hoá hệ thống điện thoại di động, điều dẫn tới đời hệ thống điện thoại di động hệ Ở châu Âu, vào năm 1982 tổ chức nhà cung cấp dịch vụ viễn thông châu Âu (CEPT – Conférence Européene de Postes et Telécommunications) thống thành lập nhóm nghiên cứu đặc biệt gọi Groupe Spéciale Mobile (GSM) có nhiệm vụ xây dựng tiêu kỹ thuật cho mạng điện thoại di động toàn châu Âu hoạt động http://www.ebook.edu.vn dải tần 900 MHz Nhóm nghiên cứu xem xét nhiều giải pháp khác cuối đến thống sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã băng hẹp (Narrow Band TDMA) Năm 1988 phiên dự thảo GSM hoàn thành hệ thống GSM triển khai vào khoảng năm 1991 Kể từ đời, hệ thống thông tin di động GSM phát triển với tốc độ nhanh chóng, có mặt 140 quốc gia có số thuê bao lên tới gần tỷ Lúc thuật ngữ GSM có ý nghĩa hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System Mobile) Cũng thời gian kể trên, Mỹ hệ thống điện thoại tương tự hệ thứ AMPS phát triển thành hệ thống điện thoại di động số hệ tuân thủ tiêu chuẩn hiệp hội viễn thông Mỹ IS-136 Khi công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access – IS-95) đời, nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động Mỹ cung cấp dịch vụ mode song song, cho phép thuê bao truy cập vào hai mạng IS-136 IS-95 Do nhận thức rõ tầm quan trọng hệ thống thông tin di động mà Châu Âu, trình tiêu chuẩn hoá GSM chưa kết thúc người ta tiến hành dự án nghiên cứu RACE 1043 với mục đích xác định dịch vụ công nghệ cho hệ thống thông tin di động hệ thứ cho năm 2000 Hệ thống 3G châu Âu gọi UMTS Những người thực dự án mong muốn hệ thống UMTS tương lai phát triển từ hệ thống GSM Ngoài người ta có mong muốn lớn hệ thống UMTS có khả kết hợp nhiều mạng khác PMR, MSS, WLAN… thành mạng thống có khả hỗ trợ dịch vụ số liệu tốc độ cao quan trọng mạng hướng dịch vụ Song song với châu Âu, Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU – International Telecommunications Union) thành lập nhóm nghiên cứu để nghiên cứu hệ thống thông tin di động hệ 3, nhóm nghiên cứu TG8/1 Nhóm nghiên cứu đặt tên cho hệ thống thông tin di động hệ thứ Hệ thống Thông tin Di động Mặt đất Tương lai (FPLMTS – Future Public Land Mobile Telecommunications System) Sau này, nhóm nghiên cứu đổi tên hệ thống thông tin di động thành Hệ thống Thông tin Di động Toàn cầu cho năm 2000 (IMT-2000 – International Mobile Telecommunications for the year 2000) Đương nhiên nhà phát triển UMTS (châu Âu) mong muốn ITU chấp nhận hệ thống chấp nhận toàn đề xuất sử dụng hệ thống UMTS làm sở cho hệ thống IMT-2000 Tuy nhiên vấn đề đơn giản vậy, có tới 16 đề xuất cho hệ thống thông tin di động IMT-2000 (bao gồm 10 đề xuất cho hệ thống mặt đất đề xuất cho hệ thống vệ tinh) Các tiêu chí chung để xây dựng IMT – 2000 sau: IMT-2000 cung cấp hạ tầng kỹ thuật cho dịch vụ gia tăng ứng dụng chuẩn cho mạng thông tin di động - Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz sau: Đuờng lên: 1885 – 2025 MHz; đường xuống: 2110 -2200 MHz IMT-2000 hỗ trợ tốc độ đường truyền cao hơn: tốc độ http://www.ebook.edu.vn tối thiểu 2Mbps cho người dùng văn phòng bộ; 348Kbps di chuyển xe Trong đó, hệ thống viễn thông 2G có tốc độ từ 9,6Kbps tới 28,8Kbps - Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho loại hình thông tin vô tuyến: + Tích hợp mạng thông tin hữu tuyến vô tuyến + Tương tác cho loại dịch vụ viễn thông từ cố định, di động, thoại, liệu, Internet đến dịch vụ đa phương tiện - Có thể hỗ trợ dịch vụ như: + Các phương tiện nhà ảo sở mạng thông minh, di động nhân chuyển mạng toàn cầu + Đảm bảo chuyển mạng quốc tế cho phép người dùng di chuyển đến quốc gia sử dụng số điện thoại + Đảm bảo dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho tiếng, số liệu chuyển mạch kênh số liệu chuyển mạch gói - Dễ dàng hỗ trợ dịch vụ xuất Môi trường hoạt động IMT – 2000 chia thành vùng với tốc độ bit R sau: + Vùng 1: Trong nhà, ô pico, Rb ≤ Mbit/s + Vùng 2: thành phố, ô macrô, R b ≤ 384 kbit/s + Vùng 2: ngoại ô, ô macrô, Rb ≤ 144 kbit/s + Vùng 4: toàn cầu, Rb = 9,6 kbit/s IMT-2000 có đặc điểm chính: 3.1 Tính linh hoạt: Với số lượng lớn vụ sáp nhập hợp ngành công nghiệp điện thoại di động khả đưa dịch vụ thị trường nước, nhà khai thác không muốn phải hỗ trợ giao diện công nghệ khác Điều chắn cản trở phát triển 3G toàn giới IMT-2000 hỗ trợ vấn đề này, cách cung cấp hệ thống có tính linh hoạt cao, có khả hỗ trợ hàng loạt dịch vụ ứng dụng cao cấp IMT-2000 hợp kỹ thuật (IMT-DS, IMT-MC, TMT-TC, IMT-SC, IMT-FT) giao tiếp sóng dựa ba công nghệ truy cập khác (FDMA - Đa truy cập phân chia theo tần số, http://www.ebook.edu.vn TDMA - Đa truy cập phân chia theo thời gian CDMA - Đa truy cập phân chia theo mã) Dịch vụ gia tăng toàn giới phát triển ứng dụng tiêu chuẩn với kỹ thuật công nghệ 3.2 Tính kinh tế: Sự hợp ngành công nghiệp 3G bước quan trọng định gia tăng số lượng người dùng nhà khai thác 3.3 Tính tương thích: Các dịch vụ IMT-2000 có khả tương thích với hệ thống có Chẳng hạn, mạng 2G chuẩn GSM tiếp tục tồn thời gian khả tương thích với hệ thống phải đảm bảo hiệu liền mạch qua bước chuyển 3.4 Thiết kế theo modul: Chiến lược IMT-2000 phải có khả mở rộng dễ dàng để phát triển số lượng người dùng, vùng phủ sóng, dịch vụ với khoản đầu tư ban đầu thấp Phân loại dịch vụ IMT-2000 Kiểu Dịch vụ di động Dịch vụ viễn thông Phân loại Dịch vụ di động Dịch vụ thông tin định vị Dịch vụ âm Dịch vụ số liệu Dịch vụ đa phương tiện Dịch vụ Internet Dịch vụ Internet đơn giản Dịch vụ Internet thời gian thực Dịch vụ internet đa phương tiện Dịch vụ chi tiết - Di động đầu cuối/di động cá nhân/di động dịch vụ - Theo dõi di động/theo dõi di động thông minh - Dịch vụ âm chất lượng cao(16 – 64 kbit/s) - Dịch vụ âm AM (32 –64 kbit/s) - Dịch vụ truyền FM (64 – 384kbit/s) - Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình (64 – 144 kbit/s) - Dịch vụ số liệu tốc độ tương đối cao (144 – Mbit/s) - Dịch vụ số liệu tốc độ cao (≥ 2Mbit/s) - Dịch vụ Video (384kbit/s) - Dịch vụ hình chuyển động (384kbit/s - 2Mbit/s) - Dịch vụ hình chuyển động thời gian thực (≥ 2Mbit/s) - Dịch vụ truy nhập Web (384kbit/s - 2Mbit/s) - Dịch vụ Internet (384kbit/s - 2Mbit/s) - Dịch vụ Website đa phương tiện thời gian thực (≥ 2Mbit/s) Lộ trình phát triển từ hệ thống hệ hai đến hệ 4.1 Lịch trình nghiên cứu phát triển hệ thống thông tin di động hệ ba Công trình nghiên cứu nước Châu Âu cho W-CDMA đề án CDMT (Code Division Multiple Testbed): Phòng thí nghiệm đa truy nhập theo mã) FRAMES (Future Radio Multiple Access Scheme: Sơ đồ đa truy nhập vô tuyến tương lai) từ đầu thập niên 90 Các dự án tiến hành thực nghiệm hệ thống Whttp://www.ebook.edu.vn CDMA để đánh giá chất lưọng đường truyền Công tác tiêu chuẩn hoá chi tiết thực 3GPP Lịch trình triển khai W-CDMA cho hình vẽ Lịch trình nghiên cứu đưa mạng W-CDMA vào khai thác Ở Châu Âu Châu Á, hệ thống W-CDMA đưa khai thác vào đầu năm 2002 Lịch trình nghiên cứu phát triển cdma2000/3GPP2 chia thành pha: - Pha 1: (1997 – 1999) + Nghiên cứu phát triển mẫu hệ thống; + Năm 1997: Xây dựng tiêu chuẩn , xây dụng cấu trúc mẫu hệ thống thiết kế phương tiện thử nghiệm chung +Năm 1998: Tiếp tục xây dựng mẫu thử hệ thống phương tiện thử nghiệm chung; + Năm 1999: Kiểm tra kết nối cho mô hình hệ thống - Pha 2: (2000 -2002) + Phát triển hệ thống với mục tiêu thương mại nhà sản xuất hàng đầu ; + Năm 2002: Bắt đầu dịch vụ thương mại 4.2 Lộ trình phát triển từ hệ thống IS-95 hệ hai đến cdma 2000 hệ ba Mặc dù mạng cdma One (IS-95) mạng cung cấp truy nhập số liệu, mạng thiết kế để truyền số liệu Trước hết chúng xử lý truyền dẫn số liệu tiếng theo cách giống khả truyền dẫn tốc độ thay đổi có sẵn cdmaOne cho phép định lượng thông tin cần phát, cho phép sử dụng tiềm mạng theo nhu cầu Vì hệ thống cdmaOne sử dụng truyền tiếng đóng gói đường trục (các đường truyền dẫn từ BTS đến MSC), nên khả truyền số liệu gói có sẵn thiết bị Công nghệ truyền dẫn số liệu gói cdmaOne sử dụng ngăn xếp giao thức số liệu gói số tổ ong (CDPD: Cellular Digital Packet Data) phù hợp với TCP/IP Bổ sung truyền số liệu vào mạng cdma2000 cho phép nhà khai thác mạng tiếp tục sử dụng phương tiện truyền dẫn, phương tiện vô tuyến, sở hạ tầng thiết bi đầu cuối có cách nâng cấp phần mềm cho chức tương tác Nâng http://www.ebook.edu.vn cấp lên IS-95B cho phép tăng tốc kênh để cung cấp tốc độ số liệu 64 – 115 kbit/s đồng thời cải thiện chuyển giao mềm chuyển giao cứng tần số Các nhà sản xuất công bố khả số liệu gói, số liệu kênh fax số thiết bị cdmaOne họ Một mục tiêu quan trọng ITU IMT – 2000 tạo tiêu chuẩn khuyến khích sử dụng băng tần toàn cầu nhằm thúc đẩy mức độ cao việc nhiều người thiết kế hỗ trợ dịch vụ cao IMT – 2000 sử dụng đầu cuối bỏ túi kích cỡ nhỏ, mở rộng nhiều phương tiện khai thác triển khai cấu trúc mở cho phép đưa công nghệ Ngoài hệ thống 3G hứa hẹn đem lại dịch vụ tiếng vô tuyến có mức chất lượng hữu tuyến đồng thời với tốc độ dung lượng cần thiết để hỗ trợ đa phương tiện ứng dụng tốc độ cao Các dịch vụ sở định vị, đạo hàng, hỗ trợ cấp báo dịch vụ tiên tiến khác hỗ trợ Sự phát triển hệ thống 3G mở cánh cửa cho mạch vòng thuê bao vô tuyến PSTN truy nhập mạng số liệu công cộng, đồng thời đảm bảo điều kiện tiện lợi ứng dụng tiềm mạng Nó đảm bảo chuyển mạng toàn cầu, di động dịch vụ, ID sở vùng, tính cước truy nhập thư mục toàn cầu Thậm chí hy vọng công nghệ 3G cho phép kết nối mạng vệ tinh cách liên tục Một yêu cầu kỹ thuật cdma2000là tương thích với hệ thống cũ cdmaOne về: Các dịch vụ tiếng, mã hoá tiếng, cấu trúc báo hiệu khả bảo mật Bằng cách chuyển từ công nghệ giao diện vô tuyến IS-95CDMA sang IS2000 1X tiêu chuẩn cdma2000, nhà khai thác đạt tăng dung lượng vô tuyến gấp đôi có khả xử lý số liệu gói đến 144 kbit/s Cùng đời cdma2000 giai đoạn một, dịch vụ số liệu cải thiện Giai đoạn đuợc hình thành cấu MAC (Medium Access Control: điều khiển truy nhập môi trường) định nghĩa giao thức đoạn nối vô tuyến (RLP: Radio Link Prôtcol) cho số liệu gói để hỗ trợ tốc độ số liệu gói 144kbit/s Thực giai đoạn cdma2000sẽ mang lại nhiều khả tăng cường dịch vụ Giai đoạn hỗ trợ tất kích cỡ kênh (6X, 9X 12X) cấu cho dịch vụ tiếng, mã hoá tiếng cho cdma2000, bao gồm tiếng IP Với giai đoạn dịch vụ đa phương tiện thực cung cấp mang lại hội thuận lợi bổ sung cho nhà khai thác Các dịch vụ đa phương tiện thực thông qua MAC số liệu gói, hỗ trợ đầy đủ cho số liệu gói, hỗ trợ đầy đủ cho dịch vụ số liệu gói đến 2Mb/s, RLP hỗ trợ tất tốc độ số liệu đến 2Mb/s mô hình gọi đa phương tiện tiên tiến http://www.ebook.edu.vn Lộ trình phát triển từ cdmaOne đến cdma 2000 Cả cdma2000 giai đoạn hoà trộn với cdmaOne để sử dụng hiệu phổ tần tuỳ theo nhu cầu khách hàng Chẳng hạn nhà khai thác có nhu cầu lớn dịch vụ số liệu tốc độ chọn triển khai kết hợp giao đoạn cdma2000 cdmaOne với sử dụng nhiều kênh cho cdmaOne Ở thị trườmg khác, người sử dụng chưa cần nhanh chóng sử dụng dịch vụ tốc độ số liệu cao nhiều kênh dành cho dịch vụ cdmaOne Vì khả cdma2000 giai đoạn hai sẵn sàng nên nhà khai thác khác có nhiều cách lựa chọn việc sử dụng phổ tần để hỗ trợ dịch vụ 4.3 Tổng kết trình phát triển hệ thống thông tin di động đến hệ ba Trong qua trình ta tổng kết tảng công nghệ thông tin di động từ hệ đến hệ ba trình phát triển tảng đến tảng hệ ba Để tiến tới hệ ba hệ hai phải trải qua giai đoạn trung gian, giai đoạn gọi hệ 2,5 Tổng kết trình phát triển tảng thông tin di động hệ đến hệ Các tiêu chuẩn công nghệ hệ thống thông tin di động hệ ba: Các hệ thống thông tin di động thứ hai gồm: GSM, IS – 136, IS – 95 CDMA PDC Trong qúa trình thiết kế hệ thống thông tin di động hệ ba, hệ thống hệ hai quan tiêu chuẩn hoá vùng xem xét để đưa đề xuất tương thích Khuyến nghị ITU-R M.1457 đưa tiêu chuẩn công nghệ cho giao diện truy nhập vô tuyến thành phần mặt đất hệ thống IMT-2000 (tên gọi mạng 3G ITU), bao gồm: - IMT-2000 CDMA Direct Spread (trải phổ trực tiếp), thường biết tên WCDMA http://www.ebook.edu.vn - IMT-2000 CDMA Multi-Carrier (nhiều sóng mang), phiên 3G hệ thống IS-95 (hiện gọi cdmaOne) - IMT-2000 CDMA TDD - IMT-2000 TDMA Single-Carrier (một sóng mang), hệ thống thuộc nhóm phát triển từ hệ thống GSM có lên GSM 2+ (được gọi EDGE) - IMT-2000 FDMA/TDMA (thời gian tần số), hệ thống thiết bị kéo dài thuê bao số châu Âu - IMT-2000 OFDMA TDD WMAN (thường biết tên WiMAX di động) Mỗi tiêu chuẩn sáu tiêu chuẩn công nghệ nêu công ty lớn số quốc gia có công nghiệp điện tử, viễn thông phát triển ủng hộ sức vận động Các tiêu chuẩn cạnh tranh gay gắt với việc chiếm lĩnh thị trường thông tin di động Trong có công nghệ biết đến nhiều phát triển thành công WCDMA, CDMA 2000 1x EV-DO WiMAX di động 5.1 IMT-2000 CDMA Direct Spread: Công nghệ IMT-2000 CDMA Direct Spread biết đến nhiều tên gọi thương mại WCDMA, chuẩn hoá 3GPP Dựa công ghệ WCDMA có hai loại hệ thống FOMA (do NTT DoCoMo triển khai Nhật) UMTS (được triển khai Châu Âu, sau phát triển toàn giới) UMTS phát triển lên 3G họ công nghệ GSM (GSM, GPRS & EDGE), công nghệ nước châu Âu công nhận cho mạng 3G GSM UMTS dòng công nghệ chiếm thị phần lớn thị trường thông tin di động ngày (chiếm tới 85,4% theo GSA 8-2007) Một số đặc điểm chủ yếu công nghệ WCDMA bao gồm: Mỗi kênh vô tuyến có độ rộng MHz; tương thích ngược với GSM; chip rate 3,84 Mbps; hỗ trợ hoạt động không đồng cell; truyền nhận đa mã; hỗ trợ điều chỉnh công suất dựa tỷ số tín hiệu/tạp âm; áp dụng kỹ thuật anten thông minh để tăng dung lượng mạng vùng phủ sóng (phiên HSPA từ Release trở lên);hỗ trợ nhiều kiểu chuyển giao cell, bao gồm soft-handoff, softer-handoff hard-handoff; UMTS cho phép tốc độ downlink 0,384 Mbps (full mobility) với phiên nâng cấp lên HSPA Release nay, tốc độ lên tới 14 Mbps (downlink) 1,4 Mbps (uplink) Dự kiến phiên HSPA Release mắt vào năm 2009 (thêm tính MIMO) tốc độ tương ứng 42 Mbps & 11,6 Mbps UMTS hoàn toàn tương thích ngược với GSM Các máy handset UMTS thường hỗ trợ hai chế độ GSM UMTS, chúng sử dụng với mạng GSM có Nếu thuê bao UMTS khỏi vùng phủ sóng mạng UMTS vào vùng phủ sóng GSM gọi thuê bao tự động chuyển giao cho mạng GSM Đặc biệt, băng tần 1900-2200 MHz WCDMA công nghệ có thiết bị sẵn sàng, nhiều nhà cung cấp thiết bị sản xuất cung cấp có đơn đặt hàng Mặt khác, quy mô thị trường lớn công nghệ “trưởng thành” nên WCDMA công nghệ có chi phí đầu tư thấp nhất, đem lại hiệu cao http://www.ebook.edu.vn Tuy nhiên UMTS có số nhược điểm Chuyển giao gọi thực theo chiều từ UMTS sang GSM mà chưa thực theo chiều ngược lại Tần số cao mạng GSM900 nên số lượng trạm BTS dày đặc thời gian xây dựng mạng lâu chi phí cao mạng GSM Để cung cấp dịch vụ Video-ondemand, trạm gốc phải đặt cách khoảng 1-1,5km; điều thực khu vực đô thị không kinh tế khu vực nông thôn 5.2 IMT-2000 CDMA Multi-Carrier: IMT-2000 CDMA Multi-Carrier gọi IMT-MC hay CDMA2000 công nghệ phát triển lên 3G từ họ CDMAOne (IS-95) 3GPP2 Đây công nghệ cạnh tranh trực tiếp với công nghệ WCDMA thị trường thông tin di động CDMA2000 có phiên CDMA2000-1x (hay 1xRTT), CDMA2000-3x, CDMA2000 EV-DO, CDMA2000 EV-DV CDMA2000 sử dụng cặp sóng mang có độ rộng kênh 1,25 MHz Phiên CDMA2000 1x (hay IS-2000) sử dụng cặp kênh vô tuyến 1,25 MHz để chuyển tải 128 kênh lưu lượng, cung cấp tốc độ downlink 144 kB/s Mặc dù CDMA2000 1x công nhận 3G nhiều người coi đại diện mạng 2,5G CDMA2000 CDMA2000 EV-DV sử dụng kênh 1,25 MHz để tăng tốc độ CDMA2000 EV-DV có tốc độ downlink lên đến 3,1 Mbps uplink 1,8 Mbps Tuy nhiên hai phiên không tiếp tục nghiên cứu, phát triển để thương mại hoá nhà khai thác CDMA2000 lớn (như Sprint Nextel Verizon Wireless) lựa chọn phiên EV-DO Hiện chưa có mạng thương mại triển khai hai phiên CDMA2000 EV-DO lại có nhiều revision khác nhau: Rev 0, Rev A, Rev B, Rev C Tiêu chuẩn CDMA2000 EV-DO gọi Revision có tốc độ downlink lên đến 2,4 Mbps uplink 153 kbps CDMA2000 Rev A có tốc độ lên đến 3,1 Mbps downlink 1,8 Mbps uplink Rev B hỗ trợ tốc độ uplink lên đến 14,7 Mbps (3 kênh sóng mang) Dự kiến đến năm 2009 Rev C hay gọi UMB đời (sử dụng MIMO OFDMA) hỗ trợ tốc độ downlink lên đến 275 Mbps uplink lên đến 75 MBps Tốc độ cho phép người ta coi UMB công nghệ mạng 4G, sánh ngang với LTE dòng công nghệ HSPA/WCDMA Cũng giống HSPDA, modem từ Rev A trở lên CDMA2000 sử dụng chipset Qualcomm có khả xử lý đồng thời gọi voice chuyển mạch kênh truy cập liệu chuyển mạch gói Hiện thiết bị CDMA2000 băng tần 1900-2200 MHz giới có nhà khai thác KDDI Nhật Bản triển khai CDMA2000 băng tần 19002200 MHz Thiết bị cho mạng KDDI đặt hàng riêng Toshiba nên không phổ biến thị trường Thiết bị CDMA2000 băng 1900-2200 MHz có sau Rev C (hay UMB) thương mại hoá vào cuối năm 2009, đầu năm 2010 Tuy nhiên thị trường cho công nghệ CDMA2000 vốn nhỏ GSM/UMTS lại suy giảm Tại số nước, nhà khai thác CDMA2000 chuyển hướng sang HSPA Tại Hàn Quốc, KTF SK Telecom tuyên bố ngừng đầu tư vào mạng http://www.ebook.edu.vn CDMA2000 đầu năm chuyển dần khách hàng sang HSPA Tại Australia, Telstra tuyên bố thu hẹp ngừng hoạt động mạng EV-DO chuyển dần khách hàng sang mạng HSPA Các nhà sản xuất không quan tâm nhiều đến CDMA2000 Nokia tuyên bố rút khỏi việc nghiên cứu phát triển CDMA tiếp tục kinh doanh sản phẩm CDMA số thị trường trọng điểm 5.3 IMT-2000 CDMA TDD: Họ công nghệ CDMA TDD bao gồm TD-CDMA TD-SCDMA Công nghệ TDSCDMA phủ Trung Quốc đạo Học viện Công nghệ Viễn thông Trung Quốc Công ty Datang nghiên cứu, phát triển với mục tiêu “không lệ thuộc vào công nghệ Phương Tây” nhằm tránh phải trả khoản phí quyền không nhỏ cho sáng chế công ty Âu-Mỹ đồng thời thúc đẩy ngành công nghiệp điện tử-viễn thông Trung Quốc phát triển Công nghệ TD-SCDMA nghiên cứu phát triển chưa có nước Trung Quốc dự định triển khai TD-CDMA hay gọi UMTS-TDD sử dụng chung kênh vô tuyến MHz cho đường lên đường xuống Mỗi khung thời gian rộng 10 ms chia thành 15 time slot Các time slot phân bổ cho đường lên đường xuống theo tỷ lệ cố định Công nghệ truy cập CDMA sử dụng time slot để ghép kênh dòng liệu từ tranceiver khác Công nghệ TD-CDMA chủ yếu sử dụng để truy cập liệu internet băng thông rộng không dành cho thoại Nó chủ yếu dùng cho pico-cell microcell có nhu cầu liệu lớn Hiện có khoảng 20 nước triển khai TD-CDMA thành phố lớn Tuy nhiên công nghệ chưa thực chín muồi quy mô thị trường số lượng nhà cung cấp thiết bị nhiều hạn chế 5.4 IMT-2000 TDMA Single-Carrier: Công nghệ TDMA Single-Carrier gọi WUC-136, phát triển từ tiêu chuẩn IS-136 TDMA Nó sử dụng kênh có độ rộng 30 KHz, 200 KHz 1,6 MHz Công nghệ giai đoạn nghiên cứu phát triển, chưa có hệ thống triển khai thương mại, có khả chiếm lĩnh thị trường 5.5 IMT-2000 FDMA/TDMA: Công nghệ có tên gọi DECT Nó ETSI phát triển triển khai số nước châu Âu, châu châu Mỹ cho hệ thống điện thoại không dây tổng đài quan (PBX) điện thoại vô tuyến nội thị công cộng Do có công suất nhỏ, vùng phủ sóng hẹp (maximum 0,25W) nên công nghệ không thích hợp cho việc phủ sóng toàn quốc đến vùng nông thôn 5.6 IMT-2000 OFDMA TDD WMAN: Công nghệ dựa tiêu chuẩn 802.16e-2005 hay gọi Wimax di động Nó IEEE phát triển thử nghiệm triển khai số nước Mobile Wimax có số đặc điểm sau:Thiết kế mạng dựa cấu trúc All-IP; kênh vô tuyến có độ rộng 3.5, 5, 7, 10, 20 MHz; song công TDD; sử dụng điều chế OFDMA; http://www.ebook.edu.vn tần số 2.3; 2.5; 3.5 GHz; từ CW2 (2008) trở lên hỗ trợ ăngten thông minh (MIMO); tốc độ (CW2) DL = 37.4 Mbps; UL=10 Mbps Công nghệ Wimax nhiều công ty tham gia phát triển, đặc biệt công ty chiếm thị phần khiêm tốn môi trường thông tin di động Nortel hay Motorola Wimax công nghệ có tiềm cạnh tranh cao việc cung cấp dịch vụ truy cập không dây băng rộng Hiện Wimax forum có tới 469 thành viên (7/2007) nhà sản xuất chip/linh kiện; nhà cung cấp thiết bị, nhà cung cấp dịch vụ nhà cung cấp ứng dụng Tuy nhiên Mobile Wimax có số nhược điểm Băng tần cho Mobile Wimax không thống cao toàn cầu UMTS nên quy mô thị trường bị phân mảnh, dẫn đến chi phí sản xuất cao, thiết bị có giá thành cao Công nghệ Wimax phát triển từ số nên không tương thích với công nghệ có trước Ngoài ra, việc phát triển Wimax xuất phát từ nhu cầu cung cấp dịch vụ liệu băng rộng không dây phí để cung cấp dịch vụ thoại qua mạng Wimax di động tốn nhu cầu chủ yếu người tiêu dùng thoại (80-90% lưu lượng toàn mạng), số lượng người sử dụng laptop PDA Quan trọng công nghệ Wimax mặt băng tần 1900-2200 MHz cấp phép Việt Nam MÔ HÌNH KIẾN TRÚC CỦA CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G 6.1 Kiến trúc chung mạng thông tin di động 3G Mạng thông tin di động 3G lúc đầu mạng kết hợp vùng chuyển mạch gói (PS) chuyển mạch kênh (CS) để truyền số liệu gói tiếng Các trung tâm chuyển mạch gói chuyển mạch sử dụng công nghệ ATM Trên đường phát triển đến mạng toàn IP, chuyển mạch kênh dần đựoc thay chuyển mạch gói Các dịch vụ kể số liệu lẫn thời gian thực (như tiếng video) cuối truyền môi trường IP chuyển mạch gói Hình vẽ cho thấy ví dụ kiến trúc tổng quát thông tin di động 3G kết hợp với CS PS mạng lõi http://www.ebook.edu.vn Kiến trúc tổng quát mạng di động kết hợp CS PS 6.2 Mô hình tham khảo mạng cdma2000 Hình vẽ cho thấy mô hình tham khảo mạng cho cdma2000 Các ký hiệu sau: Mô hình tham khảo hệ thống mạng cdma2000 - AAA = Authentication, Authorization Accounting: Nhận thực trao quyền toán AAA thực thể đảm bảo hoạt động giao thức Internet để hỗ trợ nhận thực, trao quyền toán Các chức IP định nghĩa tài liệu IETF AAA tương tác với PDSN để thực chức AAA việc hỗ trợ PDSN cho trạm di động yêu cầu AAA tương tác với thực thể AAA khác để thực chức AAA nhà nằm mạng di động phục vụ - AC = Authentication Center: Trung tâm nhận thực AC thực thể quản lý thông tin nhận thực liên quan đến MS AC không đặt bên HLR> Một AC phục vụ nhiều HLR - BS = Base Station: trạm gốc BS thực thể cung cấp phương tiện để MS truy nhập mạng đường vô tuyến MS bao gồm BSC BTS - BSC: Base Station Controller: Bộ điều khiển trạm gốc BSC thực thể đảm bảo điều khiển quản lý hay nhiều BTS BSC trao đổi tin với BTS bvà MSC http://www.ebook.edu.vn Lưu lượng báo hiệu liên quan với điều khiển gọi, quản lý tính di động quản lý MS truyền suốt qua BSC - BTS = Base Transceiver Station: Trạm phát gốc BTS thực thể đảm bảo khả truyền dẫn qua điểm tham khảo U - CDCP = Call Data Collection Point: Điểm thu thập số liệu gọi CDCP thực thể thu thập thông tin chi tiết gọi khuôn dạng IS-124 - CDGP = Call Data Generation Point: Điểm tạo số liệu gọi CDGP thực thể cung cấp thông tin chi tiết gọi cho CDCP khuôn dạng IS-124 Tất thông tin đưa đến CDCP từ CDGP phải khuôn dạng IS-124 - CDIS = Call Data Information: Nguồn thông tin số liệu gọi CDIS thực thể có thể nguồn thông tin chi tiết gọi Thông tin khuôn dạng riêng không thiết phải IS-124 - CDRP = Call Data Rating Point: Điểm tính cước số liệu gọi CDRP thực thể nhận thông tin chi tiết gọi khuôn dạng IS-124 không tính cước cung cấp thông tin liên quan đến cước phí tính cước Thông tin cước bổ sung cách sử dụng khuôn dạng IS-124 - CF = Collection Funtion: Chức thu thập CF thực thể chịu trách nhiệm thu thập thông tin bị chặn cho quan thi hành pháp luật uỷ quyền hợp pháp Thường CF bao gồm: + Khả nhận xử lý thông tin nội dung gọi cho đối tượng bị chặn + Khả nhận thông tin liên quan đến đối tượng bị chặn (chẳng hạn gọi liên kết không liên kết)từ chức mạng xử lý - CSC = Customer Service Center: Trung tâm phục vụ khách hàng CSC thực thể mà đại diện nhà cung cấp dịch vụ nhận gọi điện thoại từ khách hàng muốn đăng ký cho việc bắt đầu dịch vụ vô tuyến yêu cầu thay đối dịch vụ có khách hàng CSC sử dụng giao diện riêng với OTAF để thực thay đổi liên quan đến mạng MScần thiết cho việc thực yêu cầu cung cấp dịch vụ - DCE = Data Circuit Equipment: Thiết bị mạch số liệu DCE kết cuối đảm bảo giao diện mạng với người sử dụng ISDN - DF = Delivery Function: Chức chuyển DF thực thể chịu trách nhiệm chuyển gọi bị chặn đến hay nhiều CF - EIR = Equipment Identity Register: Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR thực thể đảm bảo để ghi lại số nhận dạng thiết bị người sử dụng - HLR = Home Location Register: Bộ ghi định vị thuờng trú HLR ghi định vị để ghi lại số nhận dạng người sử dụng (chẳng hạn số seri điện tử (ESN), số danh bạ di động (MDN), thông tin lý lịch, vị trí thời chu kỳ uỷ quyền) http://www.ebook.edu.vn - ISDN = Intergrated Service Digital Network: Mạng số liệu liên kết đa dịch vụ - IP = Intelligent Peripheral: Ngoại vi thông minh IP (ngoại vi thông minh) thực thể thực chức tài nguyên đặc biệt như: thông báo lời (từ băng), thu thập chữ số , thực việc chuyển đổi tiếng thành văn văn thành tiếng , ghi lưu tin tiếng, dịch vụ fax , dịch vụ số liệu… - IAP = Intercept Access Point: Ngoại vi thông minh IAP đảm bảo việc truy nhập đến thông tin đến từ thiết bị, phương tiện hay dịch vụ đối tượng bị chặn - IWF = Internetworking Function: Chức kết nối mạng IWF thực thể đảm bảo việc biến đổi thông tin cho hay nhiều WNE Một IWFcos thể có giao diện đến WNE để đảm bảo dịch vụ biến đổi IWF làm tăng thêm giao diện nhận dạng hai WNE để cung cấp dịch vụ biến đổi cho hai WNE - MWNE = Managed Wireless Network: Mạng vô tuyến đuợc quản lý MWNE thực thể vô tuyến bên thực thể tập thể hay thực thể mạng đặc thù cần quản lý vô tuyến OS hay bao hàm OS khác - MC = Massege Center: Trung tâm nhắn tin MC thực thể lưu phát tin ngắn MC đảm bảo dịch vụ bổ sung cho dịch vụ tin ngắn (SMS) - MS = Mobile Station: Trạm di động MS đầu cuối thuê bao sử dụng để truy nhập mạng giao diện vô tuyến MS thiết bị cầm tay, dặt xe đặt cố định MS thiết bị vô tuyến đựoc sử dụng để kết cuối đường truyền vô tuyến thuê bao - MSC = Mobile Switching Center: Trung tâm chuyển mạch di động MSC thực thể chuyển mạch lưu lượng khởi xướng kết cuối MS Thông thường MSC kết nối với BS Nó kết nối với mạng công cộng khác (PSTN, ISDN…) MSC khác mạng MSC mạng khác - MT = Mobile Terminal: Đầu cuối di động MT (đầu cuối ) kết cuối MS có khả tự truyền số liệu mà không cần hỗ trợ giao diện - NPBD = Number Portability Database: Cơ sở liệu tính cầm tay số NPDB thực thể cung cấp thông tin tính cầm tay cho số danh bạ cầm - OSF = Operation Systemb Function: Chức hệ thống khai thác OSF đựoc định nghĩa OSF TMN (mạng quản lý viễn thông) Các chức bao hàm chức lớp quản lý phần tử, lớp quản lý mạng, lớp quản lý dịch vụ lớp quản lý kinh doanh phân bổ tất chức hệ thống điều hành (chẳng hạn quản lý cố, quản lý hiệu năng, quản lý cấu hình, quản lý toán quản lý an ninh) - OTAF = Over-The-Air-Service Function: Chức dịch vụ không gian OTAF (chức dịch vụ không gian) thực thể giao diện theo chuẩn riêng đến CSC để hỗ trợ hoạt động trang bị dịch vụ OTAF giao diện với MSC để phát đến MS lệnh cần thiết cho việc thực yêu cầu trang bị dịch vụ http://www.ebook.edu.vn - PDN = Public Data Networrk: Mạng số liệu công cộng PDN đảm bảo chế truyền tải số liệu gói thực thể mạng thực xử lý có khả sử dụng dịch vụ - PDSN = Packet Data Servicing Node PDSN thực thể cung cấp chức giao thức Internet với mạng di động PDSN thiết lập, trì kết cuối phiên lớp đoạn nối với MS PDSN định tuyến dẩgm IP đến PDN PDSN hoạt động tác nhân MIP nhà mạng di động PDSN tương tác với AAA để đảm bảo sựu hỗ trợ nhận thực, trao quyền toán PDSN giao tiếp với hay nhiều mạng IP công cộng Intranet để đảm bảo truy nhập mạng IP - PSTN = Public Switched Telephone Network: Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng - SCP = Service Control Point: Điểm điều khiển dịch vụ SCP thực thể hoạt động sở liệu thời gian thực hệ thống xử lý thao tác để đảm bảo chức điều khiển dịch vụ số liệu dịch vụ - SN = Service Node: Điểm dịch vụ SN thực thể đảm bảo điều khiển dịch vụ, số liệu dịch vụ, tài nguyên đặc biệt chức điều khiển gọi để hỗ trợ dịch vụ liên quan đến vật mang - SME = Short Message Entity: Thực thể tin ngắn SME thực thể xếp giải xếp tin ngắn SME không đựoc đặt bên HLR, MC, VLR hay MSC - TA = Terminal Adapter: Bộ thích ứng đầu cuối TA thực thể chuyển đổi báo hiệu số liệu người sử dụng giao diện ISDN giao diện ISDN - TE = Terminal Equipment: Thiết bị đầu cuối + TE1 đầu cuối số liệu đảm bảo giao diện người sử dụng ISDN- mạng + TE2 đầu cuối số liệu đảm bảo giao diện người sử dụng ISDN- mạng - UIM = User Identity Module: Mô den nhận dạng người sử dụng UIM chứa thông tin thuê bao chứa thông tin đặc thù thuê bao UIM kết hợp bên đầu cuối di động rút - VLR = Visitor Location Register: Bộ ghi định vị thường trú VLR ghi định vị khác với HLR MSC sử dụng để thu nhận thông tin cho việc xử lý gọi đến từ thuê bao khác VLR không đặt bên MSC - WNE = Wireless Network Entity: Thực thể mạng không dây WNE thực thể mạng thực thể tổng thể Kiến trúc chung hệ thống cdma2000 với PDSN để xử lý dịch vụ gói (hình vẽ) http://www.ebook.edu.vn Kiến trúc chung hệ thống cdma2000 6.3 Mô hình tham khảo mạng WCDMA Hình vẽ cho thấy cấu trúc mạng sở W-CDMA 3GPP Release 1999 (tập tiêu chuẩn cho UMTS) Kiến trúc mạng WCDMA phát hành năm 1999 Mạng lõi gồm trung tâm chuyển mạch di động (MSC: Mobile Switching Center) nút hỗ trợ chuyển mạch gói phục vụ (SGSN: Serving General Packet Radio Service Support Node) Các kênh thoại số liệu chuyển mạch gói kết nối với mạng qua trung tâm chuyển mạch kênh nút chuyển mạch gói cổng: GMSC (không đựoc hình vẽ) GGSN Để kết nối trung tâm chuyển mạch kênh với mạng cần có thêm phần tử làm chức tươgn tác mạng (IWF) Ngoài trung tâm chuyển mạch kênh nút chuyển mạch gói, mạng lõi chứa sở liệu cần thiết cho mạng di động như: HLR, AUC EIR (hai phần tử cuối không đựoc hình vẽ) http://www.ebook.edu.vn mạng truy nhập vô tuyến chứa cấc phần tử sau: - RNC: Radio Network Controller: Bộ điều khiển mạng vô tuyến, đóng vai trò nhưu BSC mạng thông tin di động - Nút B đóng vai trò BTS mạng thông tin di động - UE: User Equipment - thiết bị người sử dụng UE bao gồm thiết bị di động (ME) modun nhận dạng thuê bao UMTS (USIM) USIM vi mạch chứa số thông tin liên quan đến thuê bao với khoá bảo an (giống SIM GSM) Giao diện UE mạng gọi giao diện Uu Trong quy định 3GPP, trạm gốc gọi nút B Nút B nối đến điều khiển trạm vô tuyến RNC RNC điều khiển tài nguyên vô tuyến nút B nối với RNC đóng vai trò BSC GSM RNC kết hợp với nút B nối với gọi hệ thống mạng vô tuyến RNS(Radio Network Subsystem) Giao diện nút B RNC gọi giao diện Iub Khác với giao diện Abis tương đương GSM , gioa diện Uib chuẩn hoá hoàn toàn để mở, kết nối nút B vcủa nhà sản xuất với RNC nhà sản xuất khác Khác với GSM, BSC mạng W-CDMA không nối với nhau, mạng truy nhập vô tuyến UMTS (UTRAN) có giao diện RNC Giao diện gọi Iur có tác dụng hỗ trợ tính di động RNC chuyển giao nút B nối đến RNC khác Báo hiệu Iur hỗ trợ chuyển giao UTRAN nối đến mạng lõi qua giao diện Iu Giao diện Iu có hai phần tử khác nhau: Iu-CS Iu-PS Kết nối UTRAN đến phần chuyển mạch kênh thực qua giao diện Iu-CS, giao diện nối RNC đến MSC/VLR Kết nối UTRAN đến phần chuyển mạch gói thực qua giao diện Iu-PS, giao diện nối RNC đến SGSN Từ hình vẽ ta thấy tất giao diện UTRAN 3GPPP phát hành năm 1999 xây dựng sở ATM ATM chọn có khả hỗ trợ nhiều laọi dịch vụ khác (chẳng hạn tốc độ bít khả biến cho dịch vụ sở gói tốc độ bít không đổi cho dịch vụ chuyển mạch kênh) Mặt khác mạng lõi sử dụng kiến trúc sở kiến trúc GSM/GPRS, nhờ công nghệ mạng lõi có hỗ trợ công nghệ truy nhập vô tuyến Chẳng hạn cuĩng nâng cấp mạng lõi có để hỗ trợ UTRAN cho MSC nối đến UTRAN RNC GSM BSC Trong thực tế tiêu chuẩn UMTS cho phép hỗ trợ chuyển giao cúng từ UMTS đến GSM ngược lại Đây yêu cầu quan trọng cần phải có thời gian để triển khai rộng khắp UMTS nên có khoảng trống vùng phủ sóng UMTS tghế thuê bao UMTS phải có khả nhận dịch vụ vùng phủ sóng GSM Nếu UTRAN GSM BSS nối đến MSC khác nhau, chuyển giao cấc hệ thống đạt cách chuyển giao MSC Nếu giả thiết nhiều chức MSC/VLR giống UMTS GSM, MSC cần phải có khả http://www.ebook.edu.vn hỗ trợ đồng thời hia kiểu dịch vụ Tương tự hoàn toàn hợp lý giả thiết SGSN phải có khả hỗ trợ đồng thời kết nối Iu-PS đến RNC Gb đến GPRS BSC Trong hầu hết sản phẩm nhà sản xuất, nhiều phần tử mạng nâng cấp để hỗ trợ đồng thời GSM/GPRS UMTS Các phần tử mạng bao gồm MSC/VLR, HLR, SGSN GGSN Đối với nhiều nàh sản xuất, trạm gốc triển khai GSM/GPRS thiết kế để nâng cấp chúng hỗ trợ cho GSM UMTS Đối với số nhà sản xuất BSC đựoc nâng cấp để hạot động hai GSM BSC ÚMT RNC Tuy nhiên cấu hình Yêu cầu giao diện chức khác (như chuyển giao mềm)của UMTS RNC chứng tỏ công nghệ hoàn toàn khác với GSM BSC Vì thông thường ta thấy UMTS RNC GSM BSC tách biệt Kiến trúc mạng W-CDMA phat hanh Hình vẽ cho thấy kiến trúc sở mạng W-CDMA phát hành Sự khác phát hành 1999 phát hành chỗ mạng lõi mạng phân bố Thay cho việc có MSC chuyển mạch kênh truyền thống kiến trúc trước, kiến trúc chuyển mạch phân bố đưa vào Về bản, MSC chia thành MSC Server cổng phương tiện (MGW: Media Getway) MSC chứa tất phần mềm điều khiển gọi, quản lý di động có MSC tiêu chuẩn Tuy nhiên không chứa ma trân chuyển mạch Ma trận chuyển mạch nằm MGW MSC Serve điều khiển đặt xa MSC Serve Báo hiệu điều khiển gọi chuyển mạch kênh thực RNC MSC Serve Đường truyền cho gọi chuyển mạch kênh thực giữ RNC MGW Thông thường MGW nhận gọi từ RNC định tuyến gọi đến nơi nhận đường trục gói Trong nhiều trường hợp đường trục gói Trong nhiều trường hợp đường trục gói sử dụng giao thức truyền tải thời gian thực (RTP: Real Time Transport Protocol)tren giao thức IP (Internet Protocol) Theo hình vẽ ta thấy lưu lượng số liệu gói từ RNC qua SGSN từ SGSN đến GGSN mạng đwongf trục http://www.ebook.edu.vn IP Nếu giả thiết số liệu tiếng sử dụng phương thức truyền qua IP bên mạng lõi , cấu trúc đường trục để hỗ trợ hai dịch vụ Tuy nhiên điều đòi hỏi đầu tư chi phí cho khai thác lớn so với trường hợp sử dụng mạng đường trục tách biệt cho chuyển mạch kênh gói Ở nơi mà gọi cần chuyển đến mạng khác, PSTN chẳng hạn, có cổng phương tiện khác (MGW) điều khiển MSC Serve cổng (GMSC serve) MGW chuyển thoại đwocj đóng gói thành PCM tiêu chuẩn để đưa đến PSTN Như chuyển đổi mã cần thực điểm Ví dụ: Giả thiết tiếng giao diện vô tuyến truyền tốc độ 12,2 kbit/s tốc độ phải đwocj chuyển vào 64 kbit/s MGW gioa tiếp vơiư PSTN Truyền tải kiểu đóng gói cho phép tiết kiệm đáng kể độ rộng băng tần MGW cách xa Giao thức điều khiển MSC Serve GMSC Serve với MGW giao thức ITU H.248 Giao thức ITU IETF cộng tác phát triển Nó có tên điều khiển cổng phương tiện(MEGACO: Media Getway Control) Giao thức điều khiển gọi giứ MSC Serve GMSC Serve giao thức điều khiển gọi 3GPP đề nghị sử dụng giao thứcđiều khiển gọi độc lập vật mang (BICC:Beare Indepentdent Call Cotrol) xây dựng sở khuyến nghị Q.1902 ITU Trong nhiều trường hợp MSC Serve hỗ trợ chức GMSC Serve, Ngoài MGW có khả giao diện với tất RAN PSTN Khi gọi đến từ PSTN chuyển nội hạt, nhờ tiết kiệm đáng kể đầu tư Ví dụ ta xét trường hợp RNC đặt thành phố A đựoc điều khiển MSC đặt thành phố B Giả sử thuê bao thành phố A thực gọi nội hạt Nếu cấu trúc phân bố, gọi cần chuyển từi thành phố A đến thành phố B (nơi có MSC) để đấu nối thuê bao PSTN thnàh phố A Với cấu trúc phân bố, gọi điều MSC Serve thành phố B đường truyền phương tiện thực tế thành phố A, nhờ giảm đáng kể yêu cầu truyền dẫn giá thành khai thác mạng Từ hình vẽ ta thấy HLR gọi Serve thuê bao nhà (HSS: Home Subscriber Serve)HSS HLR có chức tương đương, ngoại trù giao diện với HSS giao diện sở truyền tải gói (IP chẳng hạn)trong HLRsử dụng giao diện sở báo hiệu số Ngoài có cá giao diện giữ SGSN với HSS/HLR GGSN với HSS/HLR Rất nhiều giao thức sử dụng bên mạng lõi cá giao thức sở gói sử dụng IP ATM Tuy nhiên mạng phải giao tiếp với mạng giao tiếp truyền thống qua việc sử dụng cổng phương tiện Ngoài mạng phải giao diện với mạng SS7 tiêu chuẩn Giao diện thực thông qua cổng SS7 (SS7 GW) Đây cổng mà phía hỗ trợ truyền tải tin SS7 đường truyền tải SS7 tiêu chuẩn , phái truyền tải tin ứng dụng SS7 mạng gói (IP chẳng hạn) Các thực htể MSC Serve, GMSC Serve HSS liên lạc với cổng SS7 http://www.ebook.edu.vn cách sử dụng giao thưc truyền tải thiết kế đặc biệt để mạng tin SS7 mạngIP Bộ giao thức gọi Sigtran Bước phát triển UMTS kiến trúc mạng đa phương tiện IP (hình vẽ)Bước phát triển thể thay đổi toàn mô hình gọi tiếng số liệu xử lý giống toàn đường truyền từ đầu cuối người sử dụng đến nơi nhận cuối Có thể coi kiến trúc hội tụ toàn diện tiếng số liệu Kiến trúc mạng đa phương tiện IP GPPP Từ hình vẽ ta thấy tiếng số liệu không cần giao diện cách biệt ; có giao diện Iu mang tất phương tiện Trong mạng lõi giao diện kết cuối tai SGSN MGW Một đặc điểm quan trọng kiến trúc IP thiết bị người sử dụng tăng cường nhiều Nhiều phần mềm cài đặt UE Trong thực tế UE hỗ trợ giao thức khởi đầu phiên (SIP: Session Initiation Protocol) UE trở thành tác nhân ngưòi sử dụng SIP Như vậy, UE có khả nănng điều khiển dịch vụ lớn trước nhiều CSCF quản lý việc thiết lập, trì giải phóng phiên đa phương tiện đến từ người sử dụng Nó bao gồm cá chức nănng như: biên dịch định tuyến CSCF hoạt động đại diện Serve/hộ tịch viên SGSN GGSN phiên tăng cường nút đưựoc sử dụng GPRS UMTS phát hành 1999 Điểm khác chỗ nút không hỗ trợ dịch vụ số liệu gói mà dịch vụ chuyển mạch kênh (tiếng chẳng hạn) Vì cần hỗ trợ các khả chất lượng dịch vụ (QoS) bên SGSN GGSN định tuyến kết nối trực tiếp với chúng Chức tài nguyên đa phuơng tiện(MRF) chức lập cầu hội nghị sử dụng để hỗ trợ tính tổ chức gọi nhiều phía dịch vụ hội nghị http://www.ebook.edu.vn Cổng báo hiệu truyền tải (T-SGW) cổng báo hiệu SS7 để đảm bảo tương tác với mạng tiêu chuẩn PSTN T-SGW hỗ trợ giao thức Sigtran Cổng báo hiệu chuyển mạng (R-SGW) nút đảm bảo tương tác báo hiệu với mạng di động có sử dụng SS7 tiêu chuẩn MGW thực tương tác với mạng mức đường truyền đa phương tiện MGW kiến trúc mạng phát hành 3GPP có chức giống phát hành MGW điều khiển chức cổng điều khiển phương tiện (MGCF) Giao thức điều khiển thực thể ITU-T H.248 Cấu trúc IP tăng cường mạng phát hành 1999, Nó đưa thêm vào vùng mạng vùng đa phương tiện IP (IM: IP Multimedia) Vùng cho phép mang thoại số liệu qua IP toàn tuyến nói đến máy cầm tay Vùng sử dụng vùng chuyển mạch gói PS cho mục đích truyền tải Kiến trúc xây dựng công nghệ gói điện thoại IP cho đồng thời dịch vụ thời gian thực không thời gian thực Kiến trúc cho phép chuyển mạng toàn cầu tương hợp với mạng như: mạng thông tin di động hệ hai có, mạng số liệu công cộng, mạng VoIP mạng đa phương tiện Các loại thiết bị đầu cuối cho 3G: + Tiếng: 8/16/32 kbit/s + Số liệu (chẳng hạn PCM CIA) - Truyền dẫn số liệu mô đem tiếng cho tốc độ:1,2 kbit/s, 2,4 kbit/s, 4,8 kbit/s, 9,6 kbit/s, 19,2 kbit/s, 28,8 kbit/s - Truyền dẫn số liệu số chuyển mạch theo mạch cho tốc độ: 64 kbit/s; 128 kbit/s; đầu cuối video thấp Mbit/s + Ảnh tĩnh (đầu cuối cho PSTN) + Hình ảnh di động: phân loại theo cấp bậc chất lượng (32/64/128 kbit/s) + Thoại có hình chất lượng cao với tốc độ không thấp 128 kbit/s Thiết bị đầu cuối giống máy thu hình + Đầu cuối kết hợp máy thu hình máy vi tính + Máy thu hình cầm tay có khả thu MPEG Thiết bị đầu cuối số liệu gói: +PC có cửa thông tin cho phép : - Điện thoại có hình - Văn bản, hình ảnh, truy nhập sở liệu, video + Đầu cuối PDA - PDA tốc độ thấp http://www.ebook.edu.vn - PDA tốc độ cao trung bình - PDA kết hợp với sách điện tử bỏ túi + Máy nhắn tin hai chiều + Sách điện tử bỏ túi có khả thông tin Phân bổ tần số IMT-2000 cho châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc Mỹ cho sau: Châu Âu sử dụng hệ thống hệ hai DCS (Digital Cellular System - Hệ thống mạng tổ ong số) 1800 với băng tần 1710 – 1755 Mhz cho đường lên 1805 – 1850 Mhz đường xuống Ở Châu Âu hầu châu Á băng tần IMT-2000 2x60 Mhz (1920 – 1980 Mhz cộng với 2110 – 2170 Mhz) sử dụng cho W-CDMA FDD Băng tần sử dụng cho TDD Châu Âu thay đổi, băng tần cấp theo giấy phép 25 Mhz cho sử dụng TDD 1900 – 1920 MHz 2020 – 2025 MHz Băng tần cho ứng dụng TDD không cần xin phép (SPA: Shelf Proviđe Application - Ứng dụng tự cấp) 2010 – 2020 MHz Các hệ thống FDD sử dụng băng tần khác cho đường lên đưòng xuống với phân cách khoảng cách song công, hệ thống TDD sử dụng tần số cho đường lên đường xuống Nhật Bản sử dụng hệ thống hệ hai PDC, Hàn Quốc sử dụng hệ thống hệ hai IS-95 cho khai thác tổ ong lẫn PCS Ấn định phổ PCS Hàn Quốc khác với ấn định phổ PCS Mỹ, Hàn Quốc sử dụng toàn phổ tần quy định IMT-2000 Ở Nhật Bnả phần phổ tần IMT-2000 TĐ sử dụng cho PHS Ổ Mỹ không phổ tần cho hệ thống thông tin di động hệ ba Các dịch vụ hệ ba thực sở thay phổ tần hệ thống thông tin hệ ba phổ tần hệ thống PCS hệ hai Ở Trung Quốc phổ tần dành trước cho PCS (Persional Comminication System: Hệ thống thông tin cá nhân) WLL sử dụng phần phổ tần IMT-2000 chúng chưa ấn định cho hãng khai thác Phụ thuộc vào định phân định tần số, có 2x60 MHz sử dụng cho W-CDMA Trung Quốc Phổ tần cho TDD sử dụng Trung Quốc Các nước bắt đầu cấp phép cho sử dụng phổ tần IMT – 2000 Giấy phép Phần lan cấp vào tháng 3/1999, sau Tây Ban Nha Một số nước theo quan điểm cấp phép giống GSM cấp phép Châu Âu Tuy nhiên số nước bán đấu giá tần phổ cho IMT-2000 giống Mỹ bán đấu giá phổ tần cho PCS (nước Anh chẳng hạn) Công nghệ 3G cho Việt Nam Chuẩn 3G mà Bộ Thông tin Truyền thông Việt Nam cấp phép là WCDMA băng tần 2100 MHz Công nghệ hoạt động dựa CDMA có khả hỗ trợ dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao video, truy cập Internet, hội thảo có hình WCDMA nằm dải tần 1920 MHz -1980 MHz, 2110 MHz - 2170 MHz http://www.ebook.edu.vn Đây lựa chọn đắn theo phân tích ta thấy băng tần cấp phép (1900-2200 MHz) cho mạng 3G Việt Nam có công nghệ WCDMA sẵn sàng Các công nghệ khác, kể CDMA2000-1x EV-DO chưa sẵn sàng đoạn băng tần vào thời điểm Công nghệ EV-DO sớm có khả có mặt băng tần 1900-2200 MHz vào năm 2010 Rev C thương mại hoá Mặc dù số nước giới cấp phép băng tần 3G theo tiêu chí độc lập công nghệ (không gắn việc cấp băng tần với công nghệ nào) thực tế triển khai nhiều nước cho thấy băng tần 1900-2200 MHz, công nghệ WCDMA/HSPA công nghệ chủ đạo, đa số nhà khai thác lựa chọn Quy mô thị trường lớn công nghệ đảm bảo tiếp tục phát triển tương lai Công nghệ W-CDMA có đặc tính sở sau: + Hoạt động CDMA băng rộng với băng tần 5MHz; + Lớp vật lý linh hoạt để tích hợp tất tốc độ sóng mang; + Tái sử dụng Ngoài công nghệ có tính tăng cường sau: + Phân tập phát; + ăng ten thích ứng + Hỗ trợ cấu trúc thu tiên tiến W-CDMA nhận ủng hộ lớn trước hết nhờ tính linh hoạt lớp vật lý việc hỗ trợ kiểu dịch vụ khác nhau, đặc biệt dịch vụ tốc độ bít thấp trung bình Nhược điểm W-CDMA hệ thống không cấp phép băng tần TDD với phát thu liên tục, công nghệ W-CDMA không tạo điều kiện cho kỹ thuật chống nhiễu phương tiện làm việc máy điện thoại không dây Ưu điểm công nghệ hỗ trợ nhiều mức tốc độ khác nhau: 144Kbps di chuyển nhanh, 384Kbps (ngoài trời) cao 2Mbps không di chuyển (trong nhà) Với tốc độ cao, WCDMA có khả hỗ trợ dịch vụ băng rộng truy cập Internet tốc độ cao, xem phim, nghe nhạc với chất lượng không thua kết nối mạng có dây WCDMA nằm dải tần 1920MHz -1980MHz, 2110MHz - 2170MHz http://www.ebook.edu.vn [...]... TĐ đã được sử dụng cho PHS Ổ Mỹ không còn phổ tần mới cho các hệ thống thông tin di động thế hệ ba Các dịch vụ của thế hệ ba sẽ được thực hiện trên cơ sở thay thế phổ tần của hệ thống thông tin thế hệ ba bằng phổ tần của hệ thống PCS thế hệ hai hiện tại Ở Trung Quốc phổ tần dành trước cho PCS (Persional Comminication System: Hệ thống thông tin cá nhân) và WLL sử dụng một phần phổ tần của IMT-2000 mặc... thoại (80-90% lưu lượng toàn mạng), số lượng người sử dụng laptop và PDA vẫn còn khá ít Quan trọng hơn cả là công nghệ Wimax không có mặt ở băng tần 1900-2200 MHz đã được cấp phép ở Việt Nam 6 MÔ HÌNH KIẾN TRÚC CỦA CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G 6.1 Kiến trúc chung mạng thông tin di động 3G Mạng thông tin di động 3G lúc đầu sẽ là mạng kết hợp giữa các vùng chuyển mạch gói (PS) và chuyển mạch kênh... thập thông tin chi tiết về cuộc gọi ở khuôn dạng IS-124 - CDGP = Call Data Generation Point: Điểm tạo số liệu cuộc gọi CDGP là thực thể cung cấp các thông tin chi tiết về cuộc gọi cho CDCP ở khuôn dạng IS-124 Tất cả các thông tin đưa đến CDCP từ CDGP phải ở khuôn dạng IS-124 - CDIS = Call Data Information: Nguồn thông tin số liệu cuộc gọi CDIS là thực thể có thể có thể là nguồn thông tin chi tiết về. .. di động như: HLR, AUC và EIR (hai phần tử cuối cùng không đựoc chỉ ra ở hình vẽ) http://www.ebook.edu.vn mạng truy nhập vô tuyến chứa cấc phần tử sau: - RNC: Radio Network Controller: Bộ điều khiển mạng vô tuyến, đóng vai trò nhưu BSC ở các mạng thông tin di động - Nút B đóng vai trò như các BTS ở các mạng thông tin di động - UE: User Equipment - thiết bị của người sử dụng UE bao gồm thiết bị di động. .. – 2020 MHz Các hệ thống FDD sử dụng các băng tần khác nhau cho đường lên và đưòng xuống với phân cách là khoảng cách song công, còn hệ thống TDD sử dụng cùng tần số cho cả đường lên và đường xuống Nhật Bản sử dụng hệ thống thế hệ hai là PDC, còn Hàn Quốc sử dụng hệ thống thế hệ hai là IS-95 cho cả khai thác tổ ong lẫn PCS Ấn định phổ PCS ở Hàn Quốc khác với ấn định phổ PCS ở Mỹ, vì thế Hàn Quốc có... Mô den nhận dạng người sử dụng UIM chứa thông tin thuê bao và có thể chứa thông tin đặc thù thuê bao UIM có thể hoặc được kết hợp bên trong đầu cuối di động hoặc có thể rút ra được - VLR = Visitor Location Register: Bộ ghi định vị thường trú VLR là bộ ghi định vị khác với HLR nó được MSC sử dụng để thu nhận thông tin cho việc xử lý cuộc gọi đến hoặc từ thuê bao khác VLR có thể hoặc không được đặt bên... http://www.ebook.edu.vn - PDA tốc độ cao hoặc trung bình - PDA kết hợp với sách điện tử bỏ túi + Máy nhắn tin hai chiều + Sách điện tử bỏ túi có khả năng thông tin Phân bổ tần số của IMT-2000 cho châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc và Mỹ được cho như sau: Châu Âu sử dụng hệ thống thế hệ hai là DCS (Digital Cellular System - Hệ thống mạng tổ ong số) 1800 với băng tần 1710 – 1755 Mhz cho đường lên và 1805 – 1850 Mhz ở đường... thể có thể là nguồn thông tin chi tiết về cuộc gọi Thông tin này có thể ở một khuôn dạng riêng không nhất thiết phải là IS-124 - CDRP = Call Data Rating Point: Điểm tính cước số liệu cuộc gọi CDRP là thực thể nhận thông tin chi tiết cuộc gọi khuôn dạng IS-124 không tính cước và cung cấp thông tin liên quan đến cước phí hoặc có thể tính cước Thông tin cước được bổ sung bằng cách sử dụng khuôn dạng IS-124... IS-124 - CF = Collection Funtion: Chức năng thu thập CF là thực thể chịu trách nhiệm thu thập các thông tin bị chặn cho cơ quan thi hành pháp luật được uỷ quyền hợp pháp Thường thì CF bao gồm: + Khả năng nhận và xử lý thông tin về nội dung cuộc gọi cho từng đối tượng bị chặn + Khả năng nhận thông tin liên quan đến từng đối tượng bị chặn (chẳng hạn cuộc gọi liên kết hoặc không liên kết)từ chức năng mạng... NPDB là một thực thể cung cấp thông tin về tính cầm tay cho các số danh bạ cầm - OSF = Operation Systemb Function: Chức năng hệ thống khai thác OSF đựoc định nghĩa bởi OSF của TMN (mạng quản lý viễn thông) Các chức năng này bao hàm cả các chức năng lớp quản lý phần tử, lớp quản lý mạng, lớp quản lý dịch vụ và lớp quản lý kinh doanh phân bổ ở tất cả các chức năng của hệ thống điều hành (chẳng hạn quản