Đang tải... (xem toàn văn)
mô hình kinh doanh trực tuyến, nâng cấp thông tin di động, kế toán tiền lương, nâng cao chất lượng tiệc cưới, quản trị nghiệp vụ lễ tân, kế toán tập hợp chi phí
LỜI NÓI ĐẦU ****** Nhu cầu trao đổi thông tin là nhu cầu thiết yếu trong xã hội hiện đại. Trong thập kỷ vừa qua là sự bùng nổ của Internet thì trong thập kỷ tới là sự bùng nổ của mạng thông tin di động thế hệ ba 3G và các dịch vụ mới.Cùng với việc cho phép kết nối mọi nơi, mọi lúc, Internet cũng chỉ là một trong những khả năng của mạng 3G. 3G mang tới nhiều tiện ích, ứng dụng hơn là khả năng di động cho Internet. Các dịch vụ mới sẽ xuất hiện như nhắn tin đa phương tiện, các dịch vụ định vị, các dịch vụ thông tin cá nhân, vui chơi giải trí, các dịch vụ ngân hàng, thanh toán điện tử…sẽ phát triển mạnh. Ở Việt Nam trong những năm vừa qua cũng có sự phát triển mạnh mẽ về thông tin di động cũng như Internet và tiến tới các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba cũng đã và sẽ được nhanh chóng triển khai. Để theo kịp xu thế chung của thế giới là tiến tới mạng thế hệ sau 3G và cung cấp các dịch vụ mới, việc nghiên cứu để triển khai, chuyển đổi sang mạng 3G tại Việt Nam là cần thiết. Đối với nhà khai thác mạng di động GSM thì cái đích là 3G mà họ quan tâm và triển khai phát triển. Xuất phát từ định hướng này,cùng với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Duy Cương , đồ án tốt nghiệp đại học của em với đề tài “ Nghiên cứu kỹ thuật nâng cấp mạng thông tin di động từ 2G lên 3G” nhằm tìm hiểu những kiến thức về công nghệ thông tin di động. Với các ưu thế vượt trội về tốc độ truyền tải dữ liệu, công nghệ di động 3G hứa hẹn cung cấp các dịch vụ nội dung phong phú đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng Việt Nam. Nội dung gồm 3 chương: • Chương 1: Tổng quan về thông tin di động • Chương 2: : Hệ thống GSM (2G), HSPA (3G) và các giải pháp kỹ thuật nâng cấp từ 2G lên 3G • Chương 3: Triển khai mạng 3G tại Việt Nam 1 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 3G Third Generation Thế hệ 3 3GPP Third Generation Global Partnership Project Dự án hội nhập toàn cầu thế hệ thứ 3 AGC Automatic Gain Control Bộ điều khiển tăng ích tự động AMR Adaptive Multi-Rate codec Bộ mã hóa và giải mã đa tốc độ thích nghi AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến (Mỹ) BER Bit Error Rate Tốc độ lỗi bit BLER Block Error Rate Tốc độ lỗi Block BPSK Binary Phase Shift Keying Khoá dịch pha nhị phân BSIC Base station identity code Mã nhận dạng trạm gốc BTS Base Tranceiver Station Trạm gốc CDMA Code Division MultipleAccess Truy nhập phân chia theo mã CN Core Network Mạng lõi DL Downlink Đường xuống 2 DRNC Drift RNC Bộ RNC điều khiển trôi DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Hệ thống trải phổ trực tiếp EDGE Enhanced Data Rates for Evolution EIRP Equivalent Isotropic Radiated Power Công suất bức xạ đắng hướng FDD Frequency Division Duplex Phương thức song công phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FER Frame Error Rate Tỷ số lỗi khung GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ cổng GPRS GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GSM Global System for Mobile Telecommunication Hệ thống viễn thông di động toàn cầu HLR Home Location Registor Bộ đăng ký thường trú HSDPA High Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao HO Handover Chuyển giao IMT- 2000 International Mobile Telecommunication 2000 Thông tin di động toàn cầu 2000 IMT - MC IMT- Multicarrier IMT đa sóng mang 3 IP Internet Protocol Giao thức Internet ITU International Telecommunication Union Liên hợp viễn thông quốc tế KPI Key Performace Indicator Bộ chỉ thị hiệu năng chính LOS Line of Sight Tầm nhìn thẳng ME Mobile Equipment Thiết bị di động MMS Multimedia Messaging Service Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện MSC Mobile Service Switchinh Centre Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động PCU Packet Control Unit Đơn vị điều khiển gói PN Pseudo Noise Giả tạp âm QPSK Quardrature Phase Shift Keying Khóa dịch vụ pha cầu phương RAM Radio Access Mode Chế độ truy nhập vô tuyến RAT Radio Access Technology Công nghệ truy nhập vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNS Radio Network Controller Phân hệ mạng vô tuyến RRC Radio Resoure Control protocol Giao thức điều khiển tài nguyên vô tuyến SHO Soft Handover Chuyển giao mềm SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên SIR Signal to Interference Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu 4 SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm SSMA Site Selection Diversity Transmission Đa truy nhập trải phổ TDD Time Division Duplex Phương thức song công phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TPC Transmission Power Control Điều khiển công suất phát UE User Equipment Thiết bị người sử dụng UMTS Universal Mobile Telecommunication System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu. UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS VLR Visitor Location Registor Bộ đăng ký tạm trú VoIP Voice Over Internet Protocol Truyền thoại qua giao thức Internet WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG Trong xu thế phát triển chung của xã hội hiện đại thì sự ra đời của thông tin di động đã giúp cho con người trong việc liên lạc với nhau ở mọi nơi, mọi lúc. Và không dừng ở đó, khi việc liên lạc thoại đã được đáp ứng tốt thì nhu cầu về các dịch vụ gia tăng trên thông tin di động như truy cập Internet, truyền dữ liệu tốc độ cao . bắt đầu phát triển. 1.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA THÔNG TIN DI ĐỘNG 5 1.1.1. Sự xuất hiện của thông tin di động thế hệ 1G và 2G Vào cuối thế kỷ XIX, các thí nghiệm của nhà bác học người Ý Maconi Guglielmo (1874-1937, giải nobel vật lý năm 1909) đã cho thấy thông tin di động có thể thực hiện giữa các máy thu – phát ở xa nhau và di động. Thông tin di động lúc đó chủ yếu sử dụng mã Morse, mãi tới năm 1928 hệ thống vô tuyến truyền thanh mới được thiết lập, thoạt tiên cho cảnh sát. Đến năm 1933 sở cảnh sát Bayone, New Jersey mớ i thiết lập được một hệ thống thoại vô tuyến di động tương đối hoàn chỉnh trên thế giới. Thời đó, các thiết bị thông tin di động rất cồng kềnh, nặng hàng chục kilogam, đầy tạp âm và rất tốn nguồn do sử dụng các đèn điện tử tiêu thụ nguồn lớn. Công tác trong dải tần thấp của băng VHF, các thiết bị này liên lạc được với nhau trong khoảng cách hàng chục dặm. Sau đó, quân đội cũng dùng thông tin di động để triển khai và chỉ huy chiến đấu có hiệu quả. Nói chung hệ thống thông tin di động thời này có chất lượng kém. Thông tin di động đã được đưa vào sử dụng rộng rãi tại Mỹ năm 1946, khi đó nó chỉ được sử dụng ở phạm vi thành phố. Hệ thống này có sáu kênh Sử dụng cấu trúc ô rộng với tần số 150MHz. Mặc dù, các khái niệm tế bào, trải phổ, điều chế số, và các công nghệ hiện đại khác đã được biết đến hơn 50 năm trước đây, nhưng đến những năm 1960 dịch vụ điện thoại di động tế bào mới xuất hiện. Các hệ thống thông tin di động đầu tiên này ít có tiện ích và có dung lượng rất thấp. Vào những năm 1980, hệ thống điện thoại tế bào điều tần song công sử dụng kỹ thuật đã truy nhập phân chia theo tần số FDMA. Đây là hệ thống sử dụng công nghệ Analog để truyền kênh thoại trên sóng vô tuyến đến thuê bao di động hay còn được gọi là hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất. (1General – 1G). Các hệ thống thông tin di động tế bào tương tự nổi tiếng nhất là: Hệ thống di động ti ên ti ến (AMPS), hệ thống di động tiên tiến băng hẹp (NAMPS), hệ thống thông tin truy cập toàn diện (TACS) và hệ thống NTT. Hạn chế của các hệ thống này là: phân bổ tần số hạn chế, dung lượng thấp, tiếng ồn khó chịu, không đáp ứng được các dịch vụ mới của khách hàng…. Giải pháp để loại bỏ các hạn chế của hệ thống 1G trên là chuyển sang sử dụng 6 kỹ thuật thông tin số sử dụng các dạng đa truy nhập mới. Vào cuối thập niên 1980, các hệ thống thế hệ thứ 2 (2G) được đưa vào khai thác sử dụng công nghệ số đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA. Hệ thống đa truy nhập TDMA đầu tiên ra đời trên thế giới là GSM. GSM được phát triển từ năm 1982, CEPT quyết định việc ấn định tần số dịch vụ viễn thông châu Âu ở băng tần 900 MHz. Đến những năm giữa thập niên 1990, đa truy nhập phân chia theo mã CDMA trở thành hệ thống 2G thứ hai khi người Mỹ đưa ra tiêu chuẩn nội địa – 95 (IS – 95) nay gọi là công nghệ Cdma one. Ở Việt Nam hệ thống thông tin di động được đưa vào sử dụng năm 1993, hiện nay đã có 3 hãng khai thác ở mạng GSM là VinaPhone, Mobiphone và Viettel Mobile. Sự cạnh tranh giữa các nhà cung cấp dịch vụ đang mở ra một tương lai mới cho thị trường thông tin di động ở Việt Nam. Song song với sự phát triển hệ thống thông tin di động tế bào nói trên, các hệ thống thông tin di động hạn chế cho mạng nội hạt sử dụng máy cầm tay không dây số cũng được nghiên cứu phát triển. Hai hệ thống điển hình cho loại thông tin này là DECT (Digital Enhanad Curdless Telecom) của châu Âu và PHS của Nhật cũng đã được đưa vào khai thác. Các hệ thống thông tin di động kỹ thuật nói trên, sử dụng phương pháp đa truy nhập TDMA như GSM (châu Âu), FPC (Nhật), hoặc phương pháp đa truy nhập CDMA (IS – 95 Mỹ) đều thuộc thế hệ 2G PDC (NhậtBản) Bắc Mỹ GSM Châu Âu IS - 54 IS - 95 Băng tần 800MHz/1,5Gh 800MHz 900MHz Khoảng cách tần số 50kHz (xen kẽ 25kHz) 50kHz (xen kẽ 25kHz) 1,25 MHz 400kHz (xen kẽ 200kHz) Cơ chế truy nhập TDMA/FDD TDMA/FDD DS- CDMA/FD TDMA/FDD 7 Cơ chế mã hoá 11,2kbit/giây VSEP 5,6kbit/sPSI- 13kbit/giây VSELP 8,5kbit/giây QCELP tốc độ biến thiên 4 nấc 22,8kb/s RPE-PTP- LPC 11,4kbit/s EVSI Phương pháp điều chế QPSK QPSK Đường xuống: QPSK Đường lên: OPQSK GMSK Bảng 1.1 Các thông số cơ bản của hệ thống tế bào số * Chú thích : RPE: Mã hoá dự báo kích thích xung đều LTP: Mã hoá dự báo dài hạn LPC: Mã dự báo tuyến tính FDD: Phân chia theo tần số PSI-CEPT: Dự báo tuyến tính kích thích mã - đổi đồng bộ âm Các hệ thống 2G có nhiều điểm nổi bật như chất lượng thông tin được cải thiện nhờ các công nghệ xử lý tổng hợp số khác nhau, nhiều dịch vụ mới (Ví dụ: các dịch vụ phi thoại), kỹ thuật mã hoá cải tiến, dung lượng cao hơn tương thích tốt hơn với các mạng số và phát huy hiệu quả dải phố vô tuyến (Bảng 1.1 mô tả) chuyển vùng trở thành một phần của dịch vụ và vùng phủ song cũng ngày càng rộng hơn, nhưng vẫn phải đối mặt với các vấn đề hạn chế về dụng lượng trên nhiều thị trường. 1.1.2. Sự xuất hiện của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G). Thông tin di động ngày nay đang tiến tới hệ thống thế hệ thứ 3 (3G) hứa hẹn dung lượng thoại lớn hơn, kết nối dung lượng di động tốc độ cao hơn và sử dụng các công dụng đa phương tiện. Các hệ thống viễn thống thế hệ (3G) cần cung cấp dịch vụ thoại với chất lượng tương đối các hệ thống hữu tuyến và dịch vụ truyền số liệu có tốc độ từ 144 kbit/s đến 2Mb/s. Hiện đang có hai hệ thống tiêu chuẩn hoá: Một dựa trên chuẩn hệ thống CDMA băng hẹp IS – 95, được gọi là CDMA 2000. Chuẩn kia là sự kết hợp của các tiêu chuẩn Nhật Bản và 8 châu Âu do dự án hợp tác thế hệ thứ 3 (3GPP) tổ chức. 3GPP đang xem xét tiêu chuẩn vô tuyến truy nhập vô tuyến mặt đất (UTRA UMTS – Terrestrial Radio Access). UMTS – tiêu chuẩn này có hai sơ đồ truy nhập vô tuyến. Một trong số đó sắp xếp các cặp dải tần thông qua ghép song công phân chia theo tần số (FDD) thường gọi là CDMA băng thông rộng W- CDMA. 1.1.3. Hướng về 3G trong thông tin di động. Hình 1.1: Lộ trình phát triển của các hệ thống thông tin di động lên 3G Từ thập niên 1990, Liên minh viễn thông quốc tế đã bắt tay vào việc phát triển một nền tảng chung cho các hệ thống viễn thông di động. Kết quả là một sản phẩm được gọi là thông tin di động toàn cầu 2000 ( IMT – 2000). Con số 2000 có nghĩa là sản phẩm này sẽ có mặt vào khoảng năm 2000, nhưng thực tế là chậm hai, ba năm. Khác với các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất 1G và thứ hai 2G thì hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba 3G – IMT 2000 không chỉ là một bộ dịch vụ, nó có xu thế chuẩn hoá toàn cầu, nó đáp ứng ước mơ liên l ạ c t ừ bất cứ lúc nào và bất cứ nơi đâu. Để được như vậy, IMT 2000 tạo điều kiện tích hợp mạng mặt đất hoặ c vệ tinh. Hơn thế nữa IMT 2000 cũng đề cập đến Internet không dây, hội tụ các mạng cố định và di động quản lý di động (chuyển vùng), các tính năng đa phương tiện di động, hoạt động 9 xuyên mạng và liên mạng. Như đã nói các hệ thống 3G cần phải hoạt động trên một dải phổ đủ rộng và cung cấp đượ c các dịch vụ thoại, dữ liệu, đa phương tiện. Đối với một thuê bao di động hoạt động trên 1 ô siêu nhỏ (picocell) tốc độ dữ liệu có thể đến 2,048 Mb/s. Với một thuê bao di động tốc độ chậm hoạt động trên 1 ô c ự c nhỏ (micro cell), tốc độ dữ liệu đạt 348 Kb/s. Với một thuê bao di động trên phương tiện giao thông hoạt động trên 1 ô lớn (marcocell) tốc độ dữ liệu có thể đạt tới 144 kbit/s. . Hình 1.2: Minh hoạ mối quan hệ giữa các khu vực dịch vụ khác nhau của IMT – 2000 Một phần quan trọng của hệ thống này là dịch vụ chuyển mạch gói dữ liệu. Con đường tiến lên 3G từ 2G bắt đầu từ sự ra đời của các dịch vụ dữ liệu bùng nổ theo gói. 1.2. QUÁ TRÌNH TIẾN LÊN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G TẠI VIỆT NAM. 1.2.1. Thực tại thị trường thông tin di động ở Việt Nam. Hiện nay ở Việt Nam, thị trường viễn thông đang có sự phát triển rất mạnh mẽ đặc biệt là thông tin di động. Các nhà cung cấp đang ngày càng củng cố và phát triển hệ thống của mình để đáp ứng nhu cầu sử dụng của khách hàng. Họ đã bỏ tiền của, công sức ra đầu tư vào hệ thống để phục khách hàng với mục đích kinh doanh và thu lợi nhuận. Thị trường di động ở nước ta mới được 10
