đồ án :Quản lý tài nguyên vô tuyến trong mạng WCDMA UMTS ”

Đồ án tốt nghiệp đại học

MỤC
LỤC

MỤC LỤC

MỤC LỤC..............................................................................................................i
LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................iii
DANH MỤC HÌNH VẼ......................................................................................vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU...............................................................................viii
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT....................................................................................ix
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG WCDMA UMTS.........................1

1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống UMTS.........................................................1
1.2. Các đặc trưng cơ bản của hệ thống UMTS....................................................2
1.3. Lộ trình phát triển của hệ thống UMTS........................................................4
1.4. Kiến trúc của hệ thống WCDMA UMTS......................................................5
1.4.1. Kiến trúc 3G WCDMA UMTS Release 1999.........................................6
1.4.2. Kiến trúc mạng 3GPP Release 4...........................................................11
1.4.3. Kiến trúc mạng ở 3 GPP Release 5.......................................................12
CHƯƠNG II. ĐIỀU KHIỂN CƠNG SUẤT.......................................................15
MỞ ĐẦU.......................................................................................................... 15
2.1. Điều khiển cơng suất vịng hở.....................................................................15
2.1.1. Điều khiển cơng suất vịng hở đường lên..............................................15
2.1.2. Điều khiển cơng suất vịng hở đường xuống.........................................17

2.1.3. Điều khiển công suất trên các kênh chung đường xuống.......................17
2.2. Điều khiển cơng suất vịng trong.................................................................20
2.2.1. Điều khiển cơng suất vịng kín nhanh đường lên...................................21
2.2.2. Điều khiển cơng suất vịng kín nhanh đường xuống..............................25
2.2.3. Tăng công suất giới hạn đường xuống..................................................28
2.2.4. Trơi cơng suất...................................................................................... 29
2.3. Điều khiển cơng suất vịng ngồi................................................................30
2.3.1. Điều khiển cơng suất vịng ngồi đường lên.........................................31
2.3.2. Điều khiển cơng suất vịng ngồi đường xuống....................................33
2.4. Điều khiển cơng suất trong chế độ nén........................................................33
2.5. Điều khiển cơng suất khi có lỗi lệnh TPC...................................................34
2.6. Điều khiển công suất nhanh và tốc độ UE...................................................34

CHƯƠNG III. ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN GIAO.................................................36
3.1. Mở đầu....................................................................................................... 36
3.2. Chuyển giao mềm nội hệ thống...................................................................37
3.2.1. Chuyển giao mềm nội hệ thống nội tần số............................................37
3.2.2. Chuyển giao cứng nội hệ thống nội tần số............................................38
3.2.3. Chuyển giao nội hệ thống giữa các tần số.............................................39
3.3. Chuyển giao giữa các hệ thống...................................................................40
3.4. Báo cáo kết quả đo.....................................................................................41
3.4.1. Các định nghĩa ô lân cận......................................................................41
3.4.2. Các tiêu chuẩn báo cáo kết quả đo........................................................42
3.4.3. Các kiểu báo cáo kết quả đo.................................................................44
Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

i


Đồ án tốt nghiệp đại học

MỤC
LỤC

3.4.4. Báo cáo đo cùng tần số......................................................................... 44
3.4.4.1. Báo cáo kết quả đo được phát động bởi sự kiện..............................45
3.4.4.2. Cơ chế phát động theo định thời.....................................................47

3.4.4.3. Báo cáo định kỳ/ báo cáo phát động sự kiện...................................48
3.4.4.4. Cơ chế để ngăn cấm một ô lân cận tác động dải báo cáo................49
3.4.4.5. Các dịch công suất đặc thù ô..........................................................49
3.4.5. Báo cáo các kết quả đo khác tần số và giữa các hệ thống......................50
3.4.6. Các đo đạc nội bộ UE...........................................................................50
3.4.7. Đo nút B............................................................................................... 51
3.4.8. Lọc kết quả đo...................................................................................... 51
3.4.9. Đo chế độ nén......................................................................................53
3.5. Thủ tục chuyển giao giữa các hệ thống.......................................................55
3.5.1. Các cơ chế khởi động...........................................................................56
3.5.2. Các dịch vụ chuyển mạch kênh............................................................59
3.5.3. Các dịch vụ chuyển mạch gói...............................................................61

3.5.4. Các cấu hình chế độ nén.......................................................................62
3.5.5. Các vấn đề chung.................................................................................66
CHƯƠNG IV. ĐIỀU KHIỂN NGHẼN VÀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN...........68
4.1. Điều khiển nghẽn........................................................................................ 68
4.1.1. Định nghĩa tải giao diện vô tuyến.........................................................68
4.1.1.1. Tải UL dựa trên công suất băng rộng.............................................68
4.1.1.2. Tải UL dựa trên thông lượng..........................................................69
4.1.1.3. Tải đường xuống dựa trên công suất băng rộng..............................71
4.1.1.4. Tải đường xuống dựa trên dung lượng...........................................71
4.1.2. Điều khiển cho phép AC......................................................................72
4.1.2.1. Điều khiển cho phép dựa trên công suất băng rộng.........................73
4.1.2.2. Điều khiển cho phép dựa trên thơng lượng.....................................75

4.1.3. Lập biểu gói......................................................................................... 75
4.1.3.1. Các đặc tính của số liệu gói............................................................75
4.1.3.2. Truy nhập gói WCDMA................................................................76
4.1.4. Các phương pháp lập biểu gói..............................................................81
4.1.5 Điều khiển tải LC.................................................................................. 84
4.2. Quản lý tài nguyên...................................................................................... 86
4.2.1. Cây mã đinh kênh trực giao đường xuống............................................87
4.2.2. Quản lý mã........................................................................................... 88
4.2.2.1. Thủ tục tìm ơ.................................................................................89
4.2.2.2. Ấn định mã ngẫu nhiên hóa và mã định kênh cho đường xuống.....90
4.2.2.3. Ấn định mã trải phổ và ngẫu nhiên hóa cho đường xuống..............91
4.2.2.4. Quy hoạch mã ngẫu nhiên hóa đường xuống..................................91

KẾT LUẬN.........................................................................................................94
LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................96

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

ii


Đồ án tốt nghiệp đại học

Lời nói
đầu

LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay, thông tin di động đã trở thành một nghành công nghiệp viễn thông phát
triển nhanh nhất và phục vụ những yêu cầu trao đổi thông tin hữu hiệu nhất. Để đáp
ứng các nhu cầu về chất lượng và dịch vụ ngày càng nâng cao, mạng thông tin di động
ngày càng được cải tiến, cụ thể là xu hướng chuyển đổi từ hệ thống thông tin di động
thế hệ hai sang thế hệ ba.
Mặc dù thông tin di động thế hệ hai có sử dụng cơng nghệ số nhưng vẫn là hệ thống
băng hẹp và xây dựng trên cơ chế chuyển mạch kênh nên không thể đáp ứng được các
kiểu dịch vụ mới như truyền số liệu tốc độ bit thấp và cao, truy nhập Internet tốc độ
cao, đa phương tiện, truyền video và các dịch vụ yêu cầu băng thông lớn khác, vậy nên
sự ra đời và phát triển mạnh mẽ của các hệ thống thông tin di động thế hệ ba là một

điều tất yếu.
WCDMA UMTS sẽ là sự phát triển tiếp theo của các hệ thống di động thế hệ thứ
hai sử dụng công nghệ TDMA như: GSM, PDC, IS-13. WCDMA UMTS được phát
triển ở nhiều nước trên thế giới, chủ yếu là các nước đang phát triển, đặc biệt cho các
nước hiện đang sử dụng mạng GSM trong khi số thuê bao GSM hiện nay vẫn đang
chiếm hơn 60% tổng số thuê bao di động trên toàn thế giới. Đây là một trong những
yếu tố quyết định giúp WCDMA UMTS trở thành hệ thống thông thông tin di động
thế hệ ba phổ biến nhất hiện nay và sẽ tiếp tục phát triển nhanh chóng trong thời gian
tới.
Ở Việt Nam, hệ thống GSM đã được đưa vào từ năm 1993, đến nay mạng GSM ở
Việt Nam phát triển một cách nhanh chóng và đang hoạt động rất hiệu quả. Tuy nhiên
theo xu thế chung của việc nâng cấp lên mạng 3G là tất yếu trong bối cảnh cạnh tranh

trên thị trường của mạng thông tin di động. Tuy nhiên, sự phát triển của cơng nghệ
hiện đại ln có những thách thức và địi hỏi phải có những sáng tạo mới, vì thế mà
người ta khơng ngừng cải tiến hệ thống thông tin di động WCDMA UMTS để tăng
thêm những tiện ích cho nó.
Với sự phát triển của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba trong tương lai trên
tồn thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Vấn đề quản lý tài ngun vơ tuyến
trong mạng là một điều hết sức quan trọng. Quản lý tài ngun vơ tuyến có chức năng
cung cấp vùng phủ tối ưu, đảm bảo dung lượng quy hoạch cực đại, đảm bảo chất

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

iii

Đồ án tốt nghiệp đại học

Lời nói
đầu

lượng dịch vụ yêu cầu và đảm bảo sử dụng hiệu quả các tài ngun vật lý và truyền
tải.
Chính vì vậy, trong đồ án tốt nghiệp của mình tơi đã lựa chọn đề tài “Quản lý tài
nguyên vô tuyến trong mạng WCDMA UMTS ”
Nội dung đồ án bao gồm bốn chương:

Chương I: Tổng quan về hệ thống WCDMA UMTS
Trình bày một cách tổng quan về hệ thống thông tin di động, lịch sử phát triển, các
đặc trưng cơ bản, lộ trình phát triển của hệ thống thông tin di động, và các kiến trúc
của hệ thống WCDMA UMTS.
Chương II: Điều khiển công suất
Điều khiển công suất chịu trách nhiệm điều chỉnh công suất trên đường lên và
đường xuống để giảm thiểu mức nhiễu nhằm đảm bảo QoS yêu cầu. Chương này sẽ
tập trung nghiên cứu các chức năng điều khiển công suất bao gồm: điều khiển cơng
suất vịng hở, điều khiển cơng suất trong và điều khiển cơng suất vịng ngồi trên cả
đường lên và đường xuống, ngồi ra cịn có điều khiển cơng suất chậm áp dụng cho
một số kênh chung đường xuống.
Chương III: Điều khiển chuyển giao

Điều khiển chuyển giao chịu trách nhiệm để người sử dụng đã kết nối được chuyển
giao từ một ô này sang một ô khác khi người này chuyển động qua vùng phủ của mạng
di động. Chương này sẽ trình bày các kiểu và các thủ tục điều khiển chuyển giao phổ
biến nhất được hỗ trợ bởi UTRAN. Có các kiểu chuyển giao đó là: chuyển giao nội hệ
thống xẩy ra bên trong một hệ thống WCDMA và chuyển giao giữa các hệ thống giữa
các ô thuộc hai công nghệ truy nhập vô tuyến khác nhau hay các chế độ truy nhập vô
tuyến khác nhau. Với các thủ tục chuyển giao: chuyển giao cứng, chuyển giao mềm và
chuyển giao mềm hơn.
Chương IV: Điều khiển nghẽn và quản lý tài nguyên

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

iv


Đồ án tốt nghiệp đại học

Lời nói
đầu

Chương này trình bày các chức năng chính của điều khiển nghẽn và quản lý tài
nguyên vô tuyến. Điều khiển nghẽn bao gồm: điều khiển cho phép, điều khiển tải và
lập biểu gói. Điều khiển cho phép và điều khiển tải cùng với lập biểu gói đảm bảo duy
trì mạng ở tình trạng đã quy hoạch, điều khiển cho phép cho phép các người sử dụng

chỉ được thiết lập và lập lại cấu hình kênh mang vơ tuyến khi các q trình này khơng
làm quá tải hệ thống và khi có các tài nguyên cần thiết. Điều khiển tải chịu trách
nhiệm để một hệ thống tạm thời bị quá tải trở lại trạng thái khơng q tải. Nhiệm vụ
chính của lập biểu gói là điều khiển toàn bộ lưu lượng phi thời gian thực, nghĩa là cấp
phát các tốc độ bit tối ưu và lập biểu truyền dẫn số liệu gói để duy trì QoS. Quản lý tài
nguyên có nhiệm vụ điều khiển các tài nguyên vô tuyến logic và vật lý trong một
RNC. Nhiệm vụ chính của nó là điều phối mức độ sử dụng các tài nguyên phần cứng
khả dụng và quản lý cây mã.
Hầu hết chức năng quản lý tài nguyên vô tuyến được đặt tại RNC, chỉ một bộ phận
điều khiển công suất, điều khiển tải và quản lý tài nguyên đặt tại nút B và tại UE chỉ
có điều khiển công suất.
Hệ thống WCDMA UMTS là một hệ thống thơng tin di động tiên tiến nhất, việc

tìm hiểu địi hỏi phải có thời gian và một kiến thức sâu rộng. Do vậy, chắc chắn đồ án
không thể tránh khỏi những thiếu sót, cần được xem xét thấu đáo hơn. Em xin chân
thành cảm ơn tất cả các ý kiến đóng góp của các thầy cơ và tồn thể các bạn để đồ án
được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng đã tạo mọi điều kiện
và tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Viễn Thông I của Học Viện
Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng cơ sở đào tạo Hà Đông đã giúp đỡ em trong suốt
thời gian qua.
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè và người thân - những người đã
luôn giúp đỡ, cổ vũ động viên tôi trong suốt thời gian qua.

Xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày… , tháng… năm 2008.
Sinh viên thực hiện.

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

v


Đồ án tốt nghiệp đại học

Lời nói

đầu

Lê Bá Thành

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

vi


Đồ án tốt nghiệp đại học

Danh mục hình vẽ

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Lộ trình phát triển của hệ thống TTDĐ.................................................4
Hình 1.2. Kiến trúc mạng UMTS ở 3GPP Release 1999......................................7
Hình 1.3. Kiến trúc mạng phân bố của phát hành 3GPP Release 4....................11
Hình 1.4. Kiến trúc mạng đa phương tiện IP của 3GPP Release 5....................13
Hình 2.1. Cơng suất phát đường xuống trên S-CCPCH. PO3 và PO1 ký hiệu cho
các khoảng dịch cơng suất của các ký hiệu hoa tiêu và TFCI.............................19
Hình 2.2. Điều khiển cơng suất vịng trong và ngồi đường lên/đường xuống.. 21
Hình 2.3. PC vịng trong đường lên trong chuyển giao phân tập........................24
Hình 2.4. Dịch cơng suất để cải thiện chất lượng báo hiệu đường xuống...........26

Hình 2.5. Dải động điều khiển cơng suất đường xuống......................................27
Hình 2.6. PC vịng kín đường xuống trong quá trình chuyển giao phân tập.......28
Hình 2.7. Kiến trúc logic giải thuật điều khiển cơng suất vịng ngồi đường lên
.............................................................................................................................32
Hình 3.1. Giải thuật chuyển giao WCDMA với báo cáo các sự kiện 1A-1F......47
Hình 3.2. Thí dụ về phát động theo định thi trong trường hợp sự kiện 1A.........48
Hình 3.3. Báo cáo định kỳ sự kiện 1A sau khi ASU thất bại..............................49
Hình 3.4. Lọc phađinh nhanh cho các tốc độ UE khác nhau...............................53
Hình 3.5. Mẫu chế độ nén...................................................................................55
Hình 4.1. Đường cong tải UL, ∆L và đánh giá ∆I...............................................73
Hình 4.2. Điều khiển cho phép và lập biểu gói xử lý đồng thời NRT RAB.......77
Hình 4.3. Phân chia dung lượng giữa lưu lượng khơng thể điều khiển và lưu

lượng có thể điều khiển.......................................................................................78
Hình 4.4. Báo cáo các kết quả đo cho PS............................................................79
Hình 4.5. Lưu đồ chức năng cơ sở lập biểu gói...................................................82
Hình 4.6. Các phương pháp lập biểu cơ sở: (a) phân chia mã, (b) phân chia thời
gian......................................................................................................................83
Hình 4.7. Thí dụ về tương tác giữa AC, LC và PS để điều khiển tải hệ thống khi
khơng có HSDPA................................................................................................86
Hình 4.8. Cây mã ngắn trực giao (khơng xét cho HSDPA)................................88
Hình 4.9. Trải phổ mã định kênh (SF=8) và ngẫu nhiên hóa nhận dạng ô cho tất
cả các kênh vật lý đường xuống trừ kênh đồng bộ..............................................89
Hình 4.10. Thí dụ về thủ tục tìm ơ. Nếu người sử dụng đã nhận được thơng tin
và mã ngẫu nhiên sơ cấp cần tìm.........................................................................90

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

vii


Đồ án tốt nghiệp đại học

Danh mục bảng biểu

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Tốc độ dữ liệu và vùng phủ..................................................................2
Bảng 2.1. Các mức công suất kênh chung đường xuống điển hình....................18
Bảng 2.2. Eb/N0 đích phụ thuộc vào tỷ lệ lỗi của các lệnh điều khiển công suất
phát......................................................................................................................34
Bảng 2.3. Các Eb/N0 đích tại các tốc độ UE khác nhau BLER đích = 1%, lưu
lượng chuyển mạch kênh 64 kbps.......................................................................35
Bảng 3.1. Khả năng áp dụng chọn lại ô giữa các hệ thống và chuyển giao giữa
các hệ thống.........................................................................................................55
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của độ dài khoảng trống truyền dẫn lên đo GSM RSSI...64
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của độ dài khoảng trống truyền dẫn lên kiểm tra GSM
BSIC....................................................................................................................65
Bảng 4.1. Các tính chất của các kênh truyền tải WCDMA áp dụng cho truyền số

liệu gói.................................................................................................................80

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

viii


Đồ án tốt nghiệp đại học

Thuật ngữ viết tắt

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt
A;
AC
ACK
AICH
AMC

Từ đầy đủ

Chú giải tiếng việt

Admission Control

ACKnowledgement
Acquisition Indicator Channel
Adaptive Modulation and
Coding
Advance Mobile Phone
Service
Adaptive Multi Rate
Automatic Repeat reQuest
Active Set Update
Asynchronous Transfer Mode

Điều khiển cho phép

Báo nhận
Kênh chỉ thị giành được
Điều chế và mã hóa thích ứng

BCCH
BCH
BEP
BER
BLER
BSC
BSIC

Broadcast Control Channel
Broadcast Channel
Bit Error Probability
Bit Error Rate
BLock Error Rate
Base Station Controller
Base Station Identity Code

Kênh điều khiển quảng bá
Kênh quảng bá
Xác suất lỗi bit
Tốc độ lỗi bit

Tốc độ lỗi khối
Bộ điều khiển trạm gốc
Mã nhận dạng trạm gốc

BSS
BSSMAP

Base Station Subsystem
Base Station System
Management Application Part
Base Transceiver Station

Hệ thống con trạm gốc
Vùng ứng dụng quản lý hệ thống
trạm gốc.
Trạm thu phát gốc
Điều khiển kênh chung
Kênh vật lý điều khiển chung

CDPD

Control Channel
Common Control Physical
Channel

Coded Composite Transport
Channel
Code Division Multiple
Access
Cellular Digital Packet Data

CFN
CGI
CI

Connection Frame Number
Cell Global Identification

Cell Identity

Số khung kết nối
Ơ nhận dạng tồn cầu
Nhận dạng ơ

AMPS
AMR
ARQ
ASU
ATM
B;

BTS
C;
CCH
CCPCH
CCTrCH
CDMA

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến
Đa tốc độ thích ứng

Yêu cầu phát lại tự động
Cập nhật tập tích cực
Kiểu truyền tải cận đồng bộ

Kênh truyền tải kết hợp mã hóa
Đa truy nhập phân chia theo mã
Dữ liệu gói ơ số

ix


Đồ án tốt nghiệp đại học

Thuật ngữ viết tắt

CM
CN
CPCH
CPICH

Compressed Mode
Core Network
Common Packet Channel
Common PIlot Channel

Mơ hình nén
Mạng lõi
Kênh gói chung
Kênh hoa tiêu chung

CQI
CRC
CS
CSCF
D;
DAMPS

Channel Quality Indicator
Cyclic Redundancy Check
Coding Scheme
Call State Control Function

Chỉ báo chất lượng kênh
Kiểm tra vòng dư
Sơ đồ mã
Chức năng điều khiển cuộc gọi

Digital AMPS

DCCH
DCN
DCH
DHO
DL
DPCH
DPCCH

Dedicated Control Channel
Data Communication Network
Dedicated Channel

Diversity HandOver
DownLink
Dedicated Physical Channel
Dedicated Physical Control
Channel
Dedicated Physical Data
Channel
Downlink Shared Channel

Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến
số
Kênh điều khiển riêng

Mạng truyền thông dữ liệu
Kênh riêng
Chuyển giao đa dạng
Đường xuống
Kênh vật lý riêng
Kênh vật lý điều khiển riêng

DPDH
DSCH
E;
EDGE
ETSI

F;
FACH
FCC
FDD

Kênh dữ liệu vật lý riêng
Kênh chia sẻ đường xuống

Enhanced Data Rate for GPRS
Evolution
European Telecommunication
Standard Institute

Tốc độ số liệu tăng cường để phát
triển GPRS
Viện tiêu chuẩn Châu Âu

Forward Access Channel
Federal Communications
Commission
Frequency Division Duplex

Kênh truy nhập đường xuống
Ủy ban truyền thông liên bang

Ghép song công phân chia theo tần
số
Vào trước ra trước
Giao thức khung

FIFO
FP
G;
3GPP

First In First Out
Frame Protocol

3rd Generation Partnership
Project

Dự án cộng tác thế hệ thứ ba

GGSN
GPRS
GSM

Gateway GPRS Support Node
General Packet Radio Service
Global System for Mobile

Communication

Nút hỗ trợ cổng GPRS
Dịch vụ vơ tuyến gói chung
Hệ thống thơng tin di động tồn cầu

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

x


Đồ án tốt nghiệp đại học

H;
H-ARQ
HC
HHO
HLR
HO
HSL
HSDPA
HSPDSCH
HSS
HSSCCH

I;
IF-HO
IMSI

Hybrid ARQ
Handover Control
Hard HO
Home Location Register
HandOver
Higher Layer Scheduling
High-speed Downlink Packet
Access

High-speed Physical DSCH
Home Subscriber Server
High-speed Shared Control
Channel

Thuật ngữ viết tắt

Yêu cầu phát lại tự động lai ghép
Điều khiển chuyển giao
Chuyển giao cứng.
Bộ ghi định vị thường trú
Chuyển giao

Lập biểu lớp cao
Truy nhập gói đường xuống tốc độ
cao
Kênh chia sẻ vật lý đường xuống
tốc độ cao
Server thuê bbao tại nhà
Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao

Inter-Frequency HO
International Mobile
Subscriber Identity
North American Version of the

CDMA Standard
Inter-system HO

Chuyển giao giữa các tần số
Số nhận dạng thuê bao quốc tế

Location Area
Location Area Code
Load Control

Vùng định vị
Mã vùng định vị

Điều khiển tải

MNC
MS
MSC
MRC
MRF

Medium Access Control
Mobile Country Code
Macro-Diversity Combiner
Media Gateway Control

Mobile Estimated HO
Media Gateway Control
Function
Mobile Network Code
Mobile Station
Mobile Switching Centre
Maximal Ratio Combining
Multimedia Resouce Function

Điều khiển truy nhập môi trường
Mã di động quốc gia
Kết hợp vĩ mô đa dạng

Điều khiển cổng đa phương tiện
Chuyển giao do MS đánh giá
Chức năng điều khiển cổng đa
phương tiện
Mã mạng di động
Trạm di động
Trung tâm chuyển mạch di động
Tỷ lệ kết hợp cực đại
Chức năng tài nguyên đa phương
tiện

N;

NACK
NBAP

Negative ACK
Node B Application Part

Từ chối báo nhận
Vùng phủ nốt B

IS-95
IS-HO
L;

LA
LAC
LC
M;
MAC
MCC
MDC
MEGCO
MEHO
MGCF

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

Chuẩn CDMA phiên bản Nam Mỹ
Chuyển giao giữa các hệ thống

xi


Đồ án tốt nghiệp đại học

Thuật ngữ viết tắt

NEHO

Network Evaluated Handover

NMT

Nordic Mobile Telephone

Chuyển giao được đánh giá bởi
mạng
Hệ thống điện thoại di động Băc Âu

NRT

P;
PC
P-CCPCH

Non-Real Time

Phi thời gian thực

Power Control
Primary CCPCH

PCH

PCPCH
P-CPICH
PDC
PDP
PI
PICH
PLMN
PRACH
PS
P-SCH

Paging Channel

Physical CPCH
Primary CPICH
Pacific Digital Cellular
Packet Data Protocol
Paging Indicator
Paging Indicator Channel
Public Land Mobile Network
Physical RACH
Packet Scheduler
Primary Synchronisation
Channel
Public Switched Telephone

Network
Packet Paging Channel

Điều khiển công suất
Kênh vật lý điều khiển chung sơ
cấp
Kênh tìm gọi
Kênh gói chung vật lý
Kênh hoa tiêu chung sơ cấp
Hệ thống tổ ong số cá nhân
Giao thức dữ liệu gói
Chỉ thị tìm gọi

Kênh chỉ thị tìm gọi
Mạng di động công cộng mặt đất
Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý
Lập biểu gói
Kênh đồng bộ sơ cấp

PSTN
PPCH
Q;
QoS
R;
RAB

RAC
RACH
RAM
RAN
RANAP
RAT
RAKE
RB
RM
RNS
RRC
RRM

RRU

Mạng điện thoại chuyển mạch cơng
cộng
Kênh gói tìm gọi.

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

Radio Access Bearer
Routing Area Code

Random Access Channel
Radio Access Mode
Radio Access Network
Radio Access Network
Application Part
Radio Access Technique
Special receiver type used in
CDMA
Radio Bearer
Resource Management
Radio Network Subsystem
Radio Resource Control

Radio Resource Management
Radio Resource Utilisation

Kênh mang truy nhập vô tuyến
Mã vùng định tuyến
Kênh truy nhập ngẫu nhiên
Mô hình truy nhập vơ tuyến
Mạng truy nhập vơ tuyến
Phần ứng dụng mạng truy vô tuyến

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

Kỹ thuật truy nhập vô tuyến
Kiểu máy thu đặc biệt sử dụng
trong CDMA
Kênh mang vô tuyến
Quản lý tài nguyên
Hệ thống con mạng vô tuyến
Điều khiển tài nguyên vô tuyến
Quản lý tài nguyên vô tuyến
Tận dụng tài nguyên vô tuyến

xii

Đồ án tốt nghiệp đại học

RSCP
RSSI
RSGW
RT
S;
S-CCPCH
SCH
SF
SIM

SIR
SIP
SGSN
SHO
T;
TACS
TCH
TCP
TDD
TFCI
TFRC
TGCFN

TGD
TGL1/2
TGPL
TGPRC
TGSN
TMSI
TPC
TrCH
TSGW

Thuật ngữ viết tắt

Received Signal Code Power
Received Signal Strength
Indicator
Roaming Signalling Gateway
Real-Time

Cơng suất mã tín hiệu thu
Chỉ báo cường độ tín hiệu thu

Secondary CCPCH

Kênh vật lý điều khiển chung thứ

cấp
Kênh đồng bộ
Hệ số trải phổ
Môdun nhận dạng thuê bao
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
Giao thức khởi tạo phiên
Nốt hỗ trợ dịch vụ GPRS
Chuyển giao mềm

Synchronisation Channel
Spreading Factor
Subscriber Identity Module

Signal to Interference Ratio
Session Initiation Protocol
Serving GPRS Support Node
Soft HO

Cổng báo hiệu chuyển mạng
Thời gian thực

Total Access Communication
System
Traffic Channel
Transmission Control Protocol

Time Division Duplex

Hệ thống truyền thông truy nhập
tổng
Kênh lưu lượng
Giao thức điều khiển truyền tải
Ghép song công phân chia theo thời
gian
Transport Format Combination Chỉ báo phối hợp khuôn dạng
Indicator
truyền tải
Transport Format and

Khuôn dạng truyền tải và kết hợp
Resource Combination
tài nguyên
Transmission Gap Connection Số khung kết nối khoảng trống
Frame Number
truyền dẫn
Transmission Gap Start
Khoảng cách bắt đầu khoảng trống
Distance
truyền dẫn
Transmission Gap Length 1/2 Độ dài khoảng trống truyền dẫn 1/2
Transmission Gap Pattern

Mơ hình độ dài khoảng trống truyền
Length
dẫn
Transmission Gap Parttern
Số đếm lặp mẫu khoảng trống
Repetition Count
truyền dẫn
Transmission Gap Starting
Số khe khởi đầu khoảng trống
Slot Number
truyền dẫn
Temporary Mobile Subscriber Nhận dạng thuê bao di động tạm

Identity
thời
Transmit Power Control
Điều khiển công suất phát
Transport Channel
Kênh truyền tải
Transport Signalling Gateway Cổng báo hiệu truyền tải

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

xiii

Đồ án tốt nghiệp đại học

TTI
U;
UARFCN
UE
UMTS
UL
USIM
UTRAN
V;

VBR
VLR
VoIP
W;
WCDMA
WLAN
WRC

Thuật ngữ viết tắt

Transmission Time Interval

Khoảng thời gian phát

UTRA Absolute RF Channel
Number
User Equipment
Universal Mobile
Telecommunications System
UpLink
UMTS SIM
Universal Terrestrial Radio
Access Network

Số kênh tần số vô tuyến xác thực
UTRAN
Thiết bị đầu cuối người sử dụng
Hệ thống viễn thông di động toàn
cầu
Đường lên
Thẻ nhận dạng thuê bao UMTS
Mạng truy nhập vơ tuyến trạm mặt
đất tồn cầu

Variable Bit Rate
Visitor Location Register

Voice over IP

Tỷ số bit thay đổi được
Bộ ghi định vị tạm trú
Thoại qua IP

Wideband Code Division
Multiple Access
Wireless Local Area Network
World Radio Conference

Đa truy nhập phân chia theo mã

băng rộng
Mạng cục bộ không dây
Hội nghị vô tuyến thế giới

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

xiv


Đồ án tốt nghiệp đại học

Chương I. Tổng quan về hệ thống WCDMA UMTS

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG WCDMA UMTS
Với sự phát triển nhanh của dịch vụ số liệu, dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao
mà trước nhất là IP đã đặt ra các yêu cầu mới đối với cơng nghiệp viễn thơng di
động. Nó là động lực thúc đẩy việc nghiên cứu và phát triển khai thác các hệ thống
thông tin di động thế hệ thứ ba nhằm thay thế cho các hệ thống thông tin di động
thế hệ hai sử dụng chuyển mạch kênh hiệu suất thấp vốn được phát triển cho các
dịch vụ thoại là chủ yếu. Trong số các hệ thống thông tin thế hệ ba, hệ thống
WCDMA UMTS tỏ ra có nhiều ưu điểm nổi bật hơn cả.
Hệ thống WCDMA UMTS được phát triển ở nhiều nước trên thế giới, chủ yếu
là cho các nước đang phát triển, đặc biệt là cho các nước hiện đang sử dụng mạng
GSM trong khi số thuê bao GSM hiện nay vẫn đang chiếm hơn 60% tổng số thuê

bao di động trên thế giới. Đây là một trong những yếu tố quyết định giúp WCDMA
UMTS trở thành hệ thống thông thông tin di động thế hệ ba phổ biến nhất hiện nay
và sẽ tiếp tục phát triển nhanh trong thời gian tới.
1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống UMTS
Lịch sử các hệ thống viễn thông có thể tính từ năm 1831 khi Michael Faraday
phát minh ra định luật cảm ứng điện từ và đến năm 1873 James Cler Maxwell
chứng tỏ khả năng truyền của sóng điện từ trong khơng khí. Đó là những phát minh
quan trọng, đặt nền móng cho sự phát triển của viễn thơng nói chung và của thơng
tin di động sau này.
Kỷ nguyên của các hệ thống vô tuyến tế bào sử dụng kỹ thuật Analogue bắt đầu
vào năm 1979 với sự kiện mạng điện thoại di động đầu tiên được NTT thương mại
hoá ở Nhật Bản. Các hệ thống Analoge tiếp tục phát triển cho đến khi hệ thống

thông tin di động sử dụng kỹ thuật số ra đời năm 1991 được đánh dấu bằng việc
triển khai mạng GMS đầu tiên tại Phần Lan. Các sự kiện quan trọng đối với sự phát
triển của các hệ thống thông tin di động, đặc biệt của hệ thống thông tin di động
UMTS kể từ năm 1991.

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

1


Đồ án tốt nghiệp đại học

Chương I. Tổng quan về hệ thống WCDMA UMTS

Sự phát triển nhanh của công nghệ viễn thông và công nghệ thông tin ngày nay
khẳng định một xu thế tất yếu đó là sự hội tụ của viễn thông và tin học. Vậy ta thấy
được hệ quả là: dịch vụ viễn thơng ngày càng có nhiều thay đổi. Để đáp ứng yêu
cầu ngày càng tăng của khách hàng về dịch vụ viễn thông mới, các hệ thống thông
tin di động phải được thay đổi sang hệ thống thông tin di động thế hệ ba là hệ thống
thơng tin di động băng rộng, hệ thống này có khả năng phục vụ ở tốc độ bit lên tới
2 Mbps.
1.2. Các đặc trưng cơ bản của hệ thống UMTS
Một số đặc trưng cơ bản của hệ thống thông tin di động như sau:
 Dải tần :

 Hệ thống mặt đất:
 Đường lên: 1920 – 1980MHz (FDD).
1900 – 1920MHz (TDD).
 Đường xuống: 2110 – 2170MHz (FDD).
2020 – 2025MHz (TDD).
 Hệ thống vệ tinh:
 Đường lên : 1980-2010MHz.
 Đường xuống: 2170-2200MHz.
 Tốc độ bít và vùng phủ:
 Tốc độ bít cực đại tới 2 Mbps hoặc cao hơn ở các hệ thống 3.5G.
 Cung cấp vùng phủ toàn cầu nhờ vệ tinh. Tốc độ dữ liệu phụ thuộc
vào vùng phủ như trong bảng dưới đây:

Bảng 1.1. Tốc độ dữ liệu và vùng phủ

Tốc độ
2.048Mb/s
384kb/s
Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

Kiểu vùng phủ
Pico-cell/micro-cell
Medium cell
2

Đồ án tốt nghiệp đại học

Chương I. Tổng quan về hệ thống WCDMA UMTS

144kb/s và 64kb/s
14.4kb/s
9.6kb/s
4.75kb/s – 12.2kb/s

Large cell
Ver large cell

Global cell
Voice

 Dịch vụ:
 Có khả năng cung cấp đồng thời các dịch vụ VBR với yêu cầu chất lượng
khác nhau trên một kết nối duy nhất.
 Các dịch vụ đa phương tiện phong phú mà mạng 3G có thể cung cấp là:
 Truyền hình hội nghị: quản lý thơng tin cá nhân, lập biểu, nhóm làm
việc, fax màu,…
 Truyền thơng: Báo, tạp chí, quảng cáo,…
 Mua sắm: Thương mại điện tử, tiền điện tử, ví điện tử, giao dịch tự
động, đấu giá,…

 Giải trí: Tin tức, thể thao, trị chơi, video, âm nhạc,…
 Giáo dục: Thư viện trực tuyến, máy tìm kiếm, học từ xa…
 Sức khoẻ: Chữa bệnh, theo dõi và chuẩn đoán từ xa…
 Tự động hoá: Đo đạc từ xa…
 Truy nhập các thông tin cá nhân: Thời gian biểu, đặt vé từ xa, cảnh
báo vị trí…
 Chất lượng:
 Chất lượng cao, có thể đạt tới BER=10 -6.
 Tính bảo mật cao, chống nghe trộm.
 Chuyển mạng:
 Cho phép thực hiện chuyển mạng toàn cầu giữa các nhà khai thác 3G khác
nhau.

 Hỗ trợ chuyển giao giữa các hệ thống khác nhau để cân bằng tải tăng
cường vùng phủ.

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

3


Đồ án tốt nghiệp đại học

Chương I. Tổng quan về hệ thống WCDMA UMTS

1.3. Lộ trình phát triển của hệ thống UMTS
Từ những năm đầu của thập niên 80 đã bắt đầu xuất hiện các hệ thống thông tin
di động thế hệ thứ nhất 1G sử dụng kỹ thuật tương tự như là: NMT, AMPS, TACS,
…Một thập kỷ sau, các hệ thống sử dụng kỹ thuật số chẳng hạn như GSM,
CdmaOne, DAMPS là hệ thống thông tin di động thế hệ hai đã được xuất hiện và
được thương mại hoá với bước nhảy vượt bậc thay thế cho hệ thống thông tin di
động thế hệ thứ nhất. Với hai kỹ thuật đó điểm chung đều nhằm vào các dịch vụ
thoại - dịch vụ mà phổ biến nhất lúc bấy giờ.

Hình 1.1. Lộ trình phát triển của hệ thống TTDĐ

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

4


Đồ án tốt nghiệp đại học

Chương I. Tổng quan về hệ thống WCDMA UMTS

Ngày nay, cùng với sự bùng nổ của Internet và sự gia tăng nhu cầu trong việc sử
dụng các kỹ thuật dịch vụ mới, đặc biệt là dịch vụ truyền thông số liệu tốc độ cao,
các dịch vụ Video-giải trí,… địi hỏi các nhà khai thác mạng cung cấp rất nhiều tính
năng mới cho mạng và các dịch vụ giá trị gia tăng trên cơ sở mạng hiện có và buộc

phải triển khai mạng lên thế hệ tiếp theo là thế hệ thứ ba mới có thể cung cấp được
nhu cầu của khách hàng.
Do vậy, để đáp ứng được các dịch vụ mới về truyền thông máy tính và hình ảnh,
đồng thời đảm bảo tính kinh tế thì hệ thống thơng tin di động thế hệ hai (PDC,
GSM,IS136, IS95) sẽ từng bước chuyển đổi sang hệ thống thông tin di động thế hệ
thứ ba WCDMA/UMTS, tuỳ theo điều kiện sẵn có của từng nhà khai thác. Hình 1.1
sẽ tổng kết quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động từ thế hệ thứ nhất
đến thế hệ thứ ba sử dụng các công nghệ khác nhau.

1.4. Kiến trúc của hệ thống WCDMA UMTS
Hệ thống WCDMA UMTS được phát triển cho các nước sử dụng hệ thống
thông tin di động thế hệ hai là GSM vốn chiếm hơn 65% thị phần thuê bao di động

trên thế giới. Mục tiêu ban đầu hệ thống WCDMA UMTS không phải tương thích
với hệ thống GSM nhưng phần mạng lõi của hệ thống WCDMA UMTS lại được
phát triển theo hướng tận dụng lại tối đa thiết bị của hệ thống GSM. WCDMA
UMTS nhận được sự ủng hộ lớn nhất trước hết nhờ tính linh hoạt của lớp vật lý
trong việc hỗ trợ các kiểu dịch vụ khác nhau đặc biệt là các dịch vụ tốc độ bit thấp
và trung bình. Với những tính năng trên, hệ thống WCDMA UMTS mang lại
những ưu điểm sau:
 Cải thiện những hệ thống thông tin di động hiện tại: cải thiện dung lượng,
cải thiện vùng phủ sóng.
 Đem lại tính linh hoạt cao trong việc cung cấp dịch vụ.
 Thực hiện truy nhập gói hiệu quả và tin cậy.
 Mang lại tính linh hoạt cao trong vận hành: hỗ trợ hoạt động không đồng

bộ giữa các trạm gốc nên triển khai thuận lợi trong nhiều môi trường.

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

5


Đồ án tốt nghiệp đại học

Chương I. Tổng quan về hệ thống WCDMA UMTS

Hệ thống WCDMA UMTS được sử dụng hai giải pháp là FDD và TDD. Trong

đó FDD sử dụng cơng nghệ WCDMA, cịn TDD sử dụng cơng nghệ TD/CDMA.
Tuy vậy, giải pháp FDD được phát triển rộng rãi hơn vì có nhiều ưu điểm đặc biệt
trong việc sử dụng băng tần đối xứng. Còn giải pháp TDD chủ yếu dùng cho các ô
quy mô nhỏ như ô micro hay ô picro.

1.4.1. Kiến trúc 3G WCDMA UMTS Release 1999
Phát hành của hệ thống UMTS không được phát hành hàng năm như hệ thống
GSM. Phát hành đầu tiên của hệ thống UMTS là 3GPP Release 1999, sau đó là
phát hành 3GPP Release 2000 được chia thành 3GPP Release 4 và 3GPP Release 5.
Kiến trúc mạng ở 3GPP Release 99 được thể hiện như hình vẽ:

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

6


Đồ án tốt nghiệp đại học

Chương I. Tổng quan về hệ thống WCDMA UMTS

Hình 1.2. Kiến trúc mạng UMTS ở 3GPP Release 1999

Kiến trúc mạng UMTS 3GPP Release 1999: Đây có thể nói là tập tiêu chuẩn
đầu tiên cho hệ thống UMTS được đưa ra cuối năm 1999.

Từ hình vẽ 1.2 ta thấy kiến trúc mạng 3G Release 99 cũng khơng khác gì nhiều
so với kiến trúc mạng GSM, nhưng trong kiến trúc mạng này ta có thể thấy được là
nó có hỗ trợ thêm các node là: SGSN, GGSN và GMSC,…Cụ thể như sau:
Mạng lõi gồm các MSC, SGSN, GGSN, GMSC và các phần tử khác chứa các
cơ sở dữ liệu cần thiết của mạng thông tin di động như: HLR, AUC, VLR,…Cịn
mạng truy nhập vơ tuyến UTRAN thì ta có thể xem trong hai khía cạnh tức là giai
đoạn đầu ta vừa triển khai mạng 3G, còn hệ thống GSM sẽ vẫn còn tồn tại. Vậy ta

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

7

Đồ án tốt nghiệp đại học

Chương I. Tổng quan về hệ thống WCDMA UMTS

thấy được cả hai bộ phận bao gồm: RNC và BSC. Các giao diện mạng UTRAN của
phát hành này đều xây dựng trên cơ sở ATM, còn giao diện giữa SGSN và GGSN
là sử dụng giao thức IP và báo hiệu số 7 (SS7) cũng sử dụng trong các bộ phận
khác.
Cấu trúc của hệ thống UMTS bao gồm các phần mạng logic và các giao diện.
Hệ thống này gồm có nhiều phần tử, mỗi phần tử có chức năng khác nhau.
 UE: Thiết bị người sử dụng, là đầu cuối mạng UMTS của người sử dụng. Có

thể nó đây là phần hệ thống có nhiều thiết bị nhất và sự phát triển của nó sẽ
làm ảnh hưởng lớn lên các ứng dụng và các dịch vụ khả dụng. Giá thành giảm
nhanh chóng sẽ tạo điều kiện cho người sử dụng mua thiết bị của UMTS. Điều
này đạt được nhờ tiêu chuẩn hóa giao diện vơ tuyến và cài đặt mọi trí tuệ tại
các card thơng minh.
 Node B: Trạm gốc trong UMTS, nhiệm vụ của nó là thực hiện kết nối vô
tuyến vật lý giữa đầu cuối với nó. Nó nhận tín hiệu vơ tuyến trên giao diện Uu.
Nó cũng thực hiện một số thao tác quản lý tài nguyên vô tuyến cơ sở như
“điều khiển công suất vịng trong”. Tính năng này để phịng ngừa vấn đề gần
xa, nghĩa là nếu tất cả các đầu cuối phát cùng một cơng suất, thì các đầu cuối
gần nút B nhất sẽ che lấp tín hiệu từ các đầu cuối ở xa. Nút B kiểm tra công
suất thu từ các đầu cuối khác nhau và thông báo cho chúng giảm công suất

hoặc tăng công suất sao cho nút B luôn thu được công suất từ tất cả các đầu
cuối.
 RNC: Bộ điều khiển mạng vô tuyến, chịu trách nhiệm cho một hoặc nhiều
trạm gốc và điều khiển các tài nguyên của chúng. Đây cũng là điểm truy nhập
mà UTRAN cung cấp cho CN. Nó được nối đến CN bằng hai kết nối, một cho
miền chuyển mạch gói và một cho chuyển mạch kênh.
Một nhiệm vụ quan trọng nữa của RNC là bảo vệ sự bí mật và tồn vẹn. Sau
thủ tục nhận thực và thỏa thuận khóa, các khóa bảo mật và tồn vẹn được đặt
vào RNC.
RNC có nhiều chức năng Logic tùy thuộc vào việc nó phục vụ nút nào.
Người sử dụng được kết nối vào một RNC phục vụ (SRNC: Serving RNC).

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

8


Đồ án tốt nghiệp đại học

Chương I. Tổng quan về hệ thống WCDMA UMTS

Khi người sử dụng chuyển đến một RNC khác nhưng vẫn kết nối với RNC cũ,
một RNC trôi (DRNC: Drift RNC) sẽ cung cấp tài nguyên vô tuyến cho người
sử dụng, nhưng RNC phục vụ vẫn quản lý kết nối của người sử dụng đến CN.

Chức năng cuối cùng của RNC là RNC điều khiển (CRNC: Control RNC).
Mỗi nút B có một RNC điều khiển chịu trách nhiệm cho các tài ngun vơ
tuyến của nó.
 SGSN: Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS, là nút chính của miền chuyển mạch gói. Nó
nối đến UTRAN thơng qua giao diện IuPS và đến GGSN thông qua giao diện
Gn. SGSN chịu trách nhiệm cho tất cả kết nối PS của tất cả các thuê bao. Nó
lưu hai dữ liệu thuê bao: Thông tin đăng ký thuê bao và thông tin vị trí thuê
bao.
 GGSN: Nút hỗ trợ cổng GPRS, là một SGSN kết nối với các mạng số liệu
khác. Tất cả các cuộc gọi truyền thông số liệu từ thuê bao đến các mạng ngồi
đều qua GGSN. Cũng như SGSN, nó lưu cả thơng tin th bao và thơng tin vị
trí.

 VLR: Bộ ghi định vị tạm trú là bản sao của HLR cho mạng phục vụ. Dữ liệu
thuê bao cần thiết để cung cấp các dịch vụ thuê bao được copy từ HLR và lưu
ở đây. Cả MSC và SGSN đều có VLR nối với chúng.
Các số liệu sau đây được lưu trong VLR:
 IMSI
 SMISDN
 TMSI (nếu có)
 LA hiện thời của thuê bao
 MSC/SGSN hiện thời mà thuê bao nối đến
Ngồi ra VLR có thể lưu giữ thơng tin về các dịch vụ mà thuê bao được
cung cấp. Cả SGSN và MSC đều được thực hiện trên cùng một nút vật lý với
VLR vì thế được gọi là VLR/SGSN và VLR/MSC.

 MSC: Thực hiện các kết nối CS giữa đầu cuối và mạng. Nó thực hiện các
chức năng báo hiệu và chuyển mạch cho các thuê bao trong vùng quản lý của

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

9


Đồ án tốt nghiệp đại học

Chương I. Tổng quan về hệ thống WCDMA UMTS

mình. Chức năng của MSC trong UMTS giống chức năng MSC trong GSM,
nhưng nó có nhiều khả năng hơn. Các kết nối CS được thực hiện trên giao
diện CS giữa UTRAN và MSC. Các MSC được nối đến các mạng ngồi qua
GMSC.
 GMSC: Có thể là một trong các MSC. GMSC chịu trách nhiệm thực hiện các
chức năng định tuyến đến vùng có MS. Khi mạng ngồi tìm cách kết nối đến
PLMN của một nhà khai thác. GMSC nhận yêu cầu thiết lập kết nối và hỏi
HLR về MSC hiện thời quản lý MS. Không vẽ trong hình 1.2.
 HLR: Bộ ghi định vị thường trú. Là một cơ sở dữ liệu có nhiệm vụ quản lý
các thuê bao di động có thể chứa nhiều HLR tùy thuộc vào số lượng thuê bao,
dung lượng của từng HLR và tổ chức bên trong mạng.
Cơ sở dữ liệu này chứa IMSI, ít nhất một MSISDN (Mobile Station ISDN: số

thuê bao có trong danh bạ điện thoại) và ít nhất một địa chỉ PDP. Cả IMSI và
MSISDN có thể sử dụng làm khóa để truy nhập đến các thơng tin được lưu khác.
Để định tuyến và tính cước các cuộc gọi, HLR cịn lưu giữ thơng tin về SGSN và
VLR nào hiện đang chịu trách nhiệm thuê bao. Các dịch vụ khác như chuyển
hướng cuộc gọi, tốc độ dữ liệu và thư thoại cũng có trong danh sách cùng với các
hạn chế dịch vụ như các hạn chế chuyển mạng.
 Các giao diện:
Vai trò của các nút khác nhau của mạng chỉ được định nghĩa thông qua các giao
diện khác nhau. Các giao diện này được định nghĩa chặt chẽ để nhà sản xuất có thể
kết nối các phần cứng khác nhau.
Giao diện Uu là giao diện vô tuyến được định nghĩa cho UMTS. Giao diện này
nằm giữa nút B và đầu cuối.

Giao diện Iu kết nối CN và UTRAN. Nó bao gồm ba phần, Iu-ps cho miền
chuyển mạch gói, Iu-cs cho miền chuyển mạch kênh và IuBC cho miền quảng bá.
CN có thể kết nối đến nhiều UTRAN cho cả giao diện Iu-cs và Iu-ps. Nhưng một
UTRAN chỉ có thể kết nối đến một điểm truy nhập CN.

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

10


Đồ án tốt nghiệp đại học

Chương I. Tổng quan về hệ thống WCDMA UMTS

1.4.2. Kiến trúc mạng 3GPP Release 4
Điểm khác biệt chủ yếu của phát hành 3GPP Release 4 so với phát hành 3GPP
Release 99 là mạng lõi trong phát hành 3GPP Release 4 sử dụng kiến trúc phân bố.

Kiến trúc mạng phân bố của phát hành 3GPP Release 4.

Hình 1.3. Kiến trúc mạng phân bố của phát hành 3GPP Release 4

Trong kiến trúc phân bố ở phát hành này, phần báo hiệu và lưu lượng của
chuyển mạch kênh được tách hai tuyến riêng biệt. Phần chuyển mạch kênh giống

như trong phát hành 3GPP Release 99. Các phần tử MSC và GMSC được tách
thành hai thành phần sau:
 MSC: Được chia thành các thành phần sau:

Lê Bá Thành; Lớp Đ2004VT1

11