Tìm hiểu giải pháp tối ưu chuyển giao trong mạng thông tin di động 3G

[Type the document title]
Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục
MỤC LỤC
[Type text] Page 1
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 1
Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục hình
vẽ
DANH MỤC HÌNH VẼ
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 2
Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục bảng
biểu
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 3
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
3G Third Generation Technology Công nghệ truyền thông thế hệ
thứ ba
3GPP Third Generation Partnership Project Đề án các đối tác thế hệ thứ ba
AuC Mobile Service Switching Center Trung tâm chuyển mạch dịch vụ
di động
BER Bit Error Rate Tỉ số bit lỗi
BG Border Gateway Cổng biên giới
BS Base Station Trạm gốc
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc
CDF Cumulative Distribution Function Hàm phân phối tích lũy
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
CN Core Network Mạng lõi
CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung
CRNC Controlling RNC RNC điều khiển

CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh
DL Downlink Đường xuống
DRNC Drift RNC RNC trôi
DS-CDMA Direct- Sequence Code Division Đa truy nhập phân chia theo mã
Multiple Access chuỗi trực tiếp
DSSS Direct-Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp
EIR Equipment Identity Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị
FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo
tần số
FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số
GGSN Gateway GPRS Support Node Gateway hỗ trợ GPRS
GMSC Gateway MSC Gateway MSC
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 4
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động
Communication toàn cầu
HE Home Envỉonment Môi trường nhà
HHO Hard Handover Chuyển giao cứng
HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú
HO Handover Chuyển giao
IMEI International Mobile Equipment Nhận dạng thiết bị di động quốc tế
Identifier
IMSI International Mobile Subscriber Nhận dạng thuê bao di động toàn
Identìier cầu
ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số liệu liên kết đa dịch vụ
ITU International Telecommunication Union Tổ chức viễn thông quốc tế
ME Mobile Equipment Thiết bị di động
MS Mobile Station Trạm di động
MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động
MSISDN Mobile Station ISDN Số máy di động trong danh bạ

OVSF Orthogonal variable spreading factor Hệ số trải phổ khả biến trực giao
P-CPICH Primary CPICH CPICH sơ cấp
P-SCH Primary SCH SCH sơ cấp
PDP Packet Data Protocol Giao thức số liệu gói
PLMN Public Land Mobite Network Mạng di động mặt đất công cộng
PS Packet Switched Chuyển mạch gói
PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa chuyển pha vuông góc
RAM Radio Access Mode Chế độ truy nhập vô tuyến
RAT Radio Access Technology Kỹ thuật truy nhập vô tuyến
RL Radio Link Liên kết vô tuyến
RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 5
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
RNS Radio Network System Hệ thống mạng vô tuyến
RRM Radio Resource Management Quản lí tài nguyên vô tuyến
RSCP Received Signal Code Power Công suất của mã tín hiệu thu
RSSI Received Signal Strength Indicator Chỉ thị cường độ tín hiệu thu
S-SCH Secondary SCH SCH thứ cấp
SCH Synchrronization Channel Kênh đồng bộ
SGSN Serving GPRS Support Node Node hỗ trợ dịch vụ GPRS
SHO Soft Handover Chuyển giao mềm
SIR Signal to Interference Ratio Tỉ số tín hiệu trên nhiễu
SRNC Serving RNC RNC đang phục vụ
TDD Time Division Duplex Ghép song công phân chia theo
thời gian
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời
gian

TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối
TMSI Temporary Mobile Subscriber Identity Nhận dạng thuê bao di động tạm
thời
UE User Equipment Thiết bị người dùng
UL Uplink Đường lên
UMTS Universal Mobile Telecommunication Dịch vụ truyền thông di động
Services toàn cầu
USIM UMTS Subscriber Identity Module Modun xác định thuê bao UMTS
UTRA UMTS Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn
cầu
UTRAN UMTS Terrestrial RAN Mạng truy nhập vô tuyến UMTS
VLR Vistor Location Register Bộ ghi định vị thường trú
WCDMA Wideband Code Division Multiple Đa truy cập phân chia theo mã
Access băng rộng
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 6
Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu
LỜI NÓI ĐẦU
Các hệ thống thông tin di động với khả năng giúp con người trao đổi thông tin mọi
lúc, mọi nơi đã phát triển rất nhanh và không thể thiếu được trong xã hội thông tin ngày
nay. Bắt đầu từ các hệ thống thông tin di động thế hệ đầu tiên ra đời vào năm 1946, thông
tin di động đã liên tục phát triển và đến nay các hệ thống thông tin di động thế hệ ba (3G)
đã được đưa vào khai thác thương mại ở nhiều nước trên thế giới. Ở Việt Nam, các hệ
thống thông tin di động thế hệ ba cũng đã được phê duyệt và bắt đầu triển khai từ năm
2009. Hệ thống WCDMA đã được Việt Nam lựa chọn cho việc triển khai 3G, đã mở ra
một bước tiến lớn của Việt Nam trong việc bắt kịp khoa học kỹ thuật hiện đại của thế
giới, đặc biệt là viễn thông.
Với việc sử dụng các dịch vụ có tốc độ cao khi thuê bao di chuyển nhanh, vấn đề
chuyển giao trong 3G trở nên hết sức quan trọng để đảm bảo tính liên tục và chất lượng
của dịch vụ. Và làm thế nào để quá trình chuyển giao diễn ra nhanh nhất, tiêu tốn ít tài
nguyên nhất mà vẫn đảm bảo chất lượng dịch vụ, dung lượng, vùng phủ ở mức tốt nhất.

Do đó, em lựa chọn đề tài “Tìm hiểu giải pháp tối ưu chuyển giao trong mạng thông
tin di động 3G” Nội dung đồ án gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
Chương 2: Chuyển giao trong hệ thống 3G WCDMA
Chương 3: Một số giải pháp tối ưu chuyển giao mềm
Chương 4: Mô phỏng chuyển giao mềm
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy Nguyễn Chiến Trinh đã nhiệt tình
hướng dẫn, góp ý giúp em hoàn thành đồ án này. Em cũng xin cảm ơn toàn thể các thầy
cô tại Học viện Công nghệ bưu chính viễn thông đã giảng dạy và truyền đạt các kiến thức
quý báu trong thời gian em theo học tại trường.
Do thời gian nghiên cứu có hạn và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những
sai sót, rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô cùng toàn thể các bạn.
Hà Nội, tháng 11 năm 2012
Sinh viên
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 7
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G
1.1. Tổng quan hệ thống 3G
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba được xây dựng với mục đích cung cấp một
mạng di động toàn cầu với các dịch vụ phong phú bao gồm thoại, nhắn tin, Internet và dữ
liệu băng rộng. ITU (International Telecommunication Union) đã đưa ra đề án tiêu chuẩn
hoá hệ thống thông tin di động thế hệ ba với tên gọi IMT-2000 để đạt được các mục tiêu
chính sau đây:
• Tốc độ truy nhập cao để đảm bảo các dịch vụ băng rộng như truy nhập internet
nhanh hoặc các ứng dụng đa phương tiện, do yêu cầu ngày càng tăng về các
dịch vụ này.
• Linh hoạt để đảm bảo các dịch vụ mới như đánh số cá nhân toàn cầu và điện
thoại vệ tinh. Các tính năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể tầm phủ của các

hệ thống thông tin di động.
• Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để đảm bảo sự phát
triển liên tục của thông tin di động.
Nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ ba đã được IMT-2000 đề xuất,
trong đó hai hệ thống WCDMA UMTS và CDMA-2000 đã được ITU chấp thuận và đã
được đưa vào hoạt động. Các hệ thống này đều sử dụng công nghệ CDMA điều này cho
phép thực hiện tiêu chuẩn toàn thế giới cho giao diện vô tuyến của hệ thống thông tin
động thế hệ ba.
WCDMA UMTS là sự phát triển tiếp theo của các hệ thống thông tin di động thế hệ
hai sử dụng công nghệ TDMA như: GSM, PDC, IS-136. CDMA-2000 là sự phát triển
tiếp theo của hệ thống thông tin di động thế hệ hai sử dụng công nghệ CDMA như: IS-95.
Hệ thống di động viễn thông toàn cầu UMTS được phát triển bởi 3GPP (Third
Generation Partnership Project) là dự án phát triển chung của nhiều cơ quan tiêu chuẩn
hoá (SDO) như: ETSI (Châu Âu), ARIB/TCC (Nhật Bản), ANSI (Mỹ), TTA (Hàn Quốc)
và CWTS (Trung Quốc). UMTS đáp ứng các yêu cầu phát triển của các dịch vụ di động
và ứng dụng Internet với tốc độ truyền dẫn lên tới 2Mbps và cung cấp một tiêu chuẩn
chuyển vùng toàn cầu.
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 8
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
Hình 1.1. Băng tần cấp phát cho hệ thống 3G ở các nước khác nhau
Hội nghị vô tuyến thế giới năm 1992 đã đưa ra các phổ tần số dùng cho hệ thống
UMTS:
• 1920 MHz ÷ 1980 MHz và 2110 MHz ÷ 2170 MHz dành cho các ứng dụng
FDD (Frequency Division Duplex: ghép song công phân chia theo tần số) đường
lên và đường xuống, khoảng cách kênh là 5 MHz.
• 1900 MHz ÷ 1920 MHz và 2010 MHz ÷ 2025 MHz dành cho các ứng dụng
TDD – TD/CDMA, khoảng cách kênh là 5 MHz.
Dịch vụ của hệ thống UMTS
3GPP đã xây dựng tiêu chuẩn cho các dịch vụ của hệ thống UMTS nhằm đáp ứng:
• Định nghĩa và các đặc điểm yêu cầu của dịch vụ

• Phát triển dung lượng và cấu trúc dịch vụ cho các ứng dụng mạng tổ ong,
mạng cố định và mạng di động
• Thuê bao và tính cước
UMTS cung cấp các loại dịch vụ xa (teleservices) như thoại hoặc bản tin ngắn (SMS)
và các loại dịch vụ mang (bearer services: một dịch vụ viễn thông cung cấp khả năng
truyền tín hiệu giữa hai giao diện người sử dụng - mạng). Các mạng có các tham số QoS
(Quality of Service: chất lượng dịch vụ) khác nhau cho độ trễ truyền dẫn tối đa, độ trễ
truyền biến thiên và tỉ số lỗi bit (BER). Những tốc độ dữ liệu được yêu cầu là:
• 144 Kbps cho môi trường vệ tinh và nông thôn
• 384 Kbps cho môi trường thành phố (ngoài trời)
• 2084 Kbps cho môi trường trong nhà và ngoài trời với khoảng cách gần
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 9
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
Bảng 1.1. Phân loại các dịch vụ ở 3GWDCMA UMTS
Kiểu Phân loại Dịch vụ chi tiết
Dịch vụ di
động
Dịch vụ di động Di động đầu cuối/di động cá nhân/di động dịch
vụ
Dịch vụ thông tin
định vị
- Theo dõi di động/ theo dõi di động thông minh
Dịch vụ âm thanh
- Dịch vụ âm thanh chất lượng cao (16-64kbps)
- Dịch vụ truyền thanh AM (32-64 kbps)
- Dịch vụ truyền thanh FM (64-384 kbps)
Dịch vụ
viễn thông
Dịch vụ số liệu
- Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình (64-144kbps)

- Dịch vụ số liệu tốc độ tương đối cao (144kbps -
2Mbps)
- Dịch vụ số liệu tốc độ cao (≥ 2Mbps)
Dịch vụ đa
phương tiện
- Dịch vụ Video (384 kbps)
- Dịch vụ hình chuyển động (384kbps - 2Mbps)
- Dịch vụ hình chuyển động thời gian thực
(≥ 2 Mbps)
Dịch vụ
Internet
Dịch vụ Internet
đơn giản
Dịch vụ truy nhập Web (384 kbps - 2Mbps)
Dịch vụ Internet
thời gian thực
Dịch vụ Internet (384 kbps - 2Mbps)
Dịch vụ internet
đa phương tiện
Dịch vụ Website đa phương tiện thời gian thực
(≥ 2Mbps)
1.2. Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3
3G UMTS được xây dựng theo ba phát hành chính được gọi là R3, R4, R5. Trong đó
mạng lõi R3 và R4 bao gồm hai miền: miền CS (Circuit Switch: chuyển mạch kênh) và
miền PS (Packet Switch: chuyển mạch gói). Việc kết hợp này phù hợp cho giai đoạn đầu
khi PS chưa đáp ứng tốt các dịch vụ thời gian thực như thoại và hình ảnh. Khi này miền
CS sẽ đảm nhiệm các dịch vụ thoại còn số liệu được truyền trên miền PS. R4 phát triển
hơn R3 ở chỗ miền CS chuyển sang chuyển mạch mềm vì thế toàn bộ mạng truyền tải
giữa các nút chuyển mạch đều trên IP. Mạng truy nhập của UMTS có thể là TDMA hoặc
CDMA. Tuy nhiên chương này chỉ xét mạng truy nhập CDMA cho UMTS và kiến trúc

3G WCDMA UMTS R3.
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 10
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
UMTS R3 hỗ trợ cả kết nối chuyển mạch kênh lẫn chuyển mạch gói: đến 384 Mbps
trong miền CS và 2Mbps trong miền PS. Các kết nối tốc độ cao này đảm bảo cung cấp
một tập các dich vụ mới cho người sử dụng di động giống như trong các mạng điện thoại
cố định và Internet. Các dịch vụ này gồm: điện thoại có hình (Hội nghị video), âm thanh
chất lượng cao (CD) và tốc độ truyền cao tại đầu cuối. Một tính năng khác cũng được đưa
ra cùng với GPRS là "luôn luôn kết nối" đến Internet. UMTS cũng cung cấp thông tin vị
trí tốt hơn và vì thế hỗ trợ tốt hơn các dịch vụ dựa trên vị trí.
Hình 1.2. Kiến trúc UMTS
Một mạng UMTS bao gồm ba phần: thiết bị di động (UE: User Equipment), mạng
truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS (UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Network), mạng
lõi (CN: Core Network) (hình 1.2)
• UE bao gồm ba thiết bị: thiết bị đầu cuối (TE), thiết bị di động (ME) và module
nhận dạng thuê bao UMTS (USIM: UMTS Subscriber Identity Module).
• UTRAN gồm các hệ thống mạng vô tuyến (RNS: Radio Network System) và
mỗi RNS bao gồm RNC (Radio Network Controller: bộ điều khiển mạng vô
tuyến) và các nút B nối với nó.
• Mạng lõi CN bao gồm miền chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói và HE
(Home Environment: Môi trường nhà). HE bao gồm các cơ sở dữ liệu: AuC
(Authentication Center: Trung tâm nhận thực), HLR (Home Location Register:
Bộ ghi định vị thường trú) và EIR (Equipment Identity Register: Bộ ghi nhận
dạng thiết bị).
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 11
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
1.2.1. Thiết bị người sử dụng
UE (User Equipment: thiết bị người sử dụng) là đầu cuối mạng UMTS của người sử
dụng. Có thể nói đây là phần hệ thống có nhiều thiết bị nhất và sự phát triển của nó sẽ 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 vô tuyến và cài đặt mọi trí tuệ tại các card thông minh.
a) Các đầu cuối
Đầu cuối hỗ trợ hai giao diện. Giao diện Uu định nghĩa liên kết vô tuyến (giao diện
WCDMA). Nó đảm nhiệm toàn bộ kết nối vật lý với mạng UMTS. Giao diện thứ hai là
giao diện Cu giữa UMTS IC card (UICC) và đầu cuối. Giao diện này tuân theo tiêu chuẩn
cho các card thông minh.
Các nhà sản xuất đầu cuối phải tuân theo một tập tối thiểu các định nghĩa tiêu chuẩn
để các người sử dụng bằng các đầu cuối khác nhau có thể truy nhập đến một số các chức
năng cơ sở theo cùng một cách. Các tiêu chuẩn này gồm:
• Bàn phím (các phím vật lý hay các phím ảo trên màn hình)
• Đăng ký mật khẩu mới
• Thay đổi mã PIN
• Giải chặn PIN/PIN2 (PUK)
• Trình bày IMEI
• Điều khiển cuộc gọi
Các phần còn lại của giao diện sẽ dành riêng cho nhà thiết kế và người sử dụng sẽ
chọn cho mình đầu cuối dựa trên hai tiêu chuẩn (nếu xu thế 2G còn kéo dài) là thiết kế và
giao diện. Giao diện là kết hợp của kích cỡ và thông tin do màn hình cung cấp (màn hình
nút chạm), các phím và menu.
b) UICC
UMTS IC card là một card thông minh. Điều mà ta quan tâm đến nó là dung lượng
nhớ và tốc độ bộ xử lý do nó cung cấp. Ứng dụng USIM chạy trên UICC.
c) USIM
Trong hệ thống GSM, SIM card lưu giữ thông tin cá nhân (đăng ký thuê bao) cài
cứng trên card. Điều này đã thay đổi trong UMTS, Modul nhận dạng thuê bao UMTS
được cài như một ứng dụng trên UICC. Điều này cho phép lưu nhiều ứng dụng hơn và
nhiều chữ ký (khóa) điện tử hơn cùng với USIM cho các mục đích khác (các mã truy
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 12
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G

nhập giao dịch ngân hàng an ninh). Ngoài ra có thể có nhiều USIM trên cùng một UICC
để hỗ trợ truy nhập đến nhiều mạng.
USIM chứa các hàm và số liệu cần để nhận dạng và nhận thực thuê bao trong mạng
UMTS. Nó có thể lưu cả bản sao hồ sơ của thuê bao.
Người sử dụng phải tự mình nhận thực đối với USIM bằng cách nhập mã PIN. Điểu
này đảm bảo rằng chỉ người sử dụng đích thực mới được truy nhập mạng UMTS. Mạng
sẽ chỉ cung cấp các dịch vụ cho người nào sử dụng đầu cuối dựa trên nhận dạng USIM
được đăng ký.
1.2.2. Mạng truy nhập vô tuyến UMTS
UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network: Mạng truy nhập vô tuyến mặt
đất UMTS) là liên kết giữa người sử dụng và CN (Core Network: Mạng lõi). Nó gồm các
phần tử đảm bảo các cuộc truyền thông UMTS trên vô tuyến và điều khiển chúng.
UTRAN được định nghĩa giữa hai giao diện. Giao diện Iu giữa UTRAN và CN, gồm
hai phần: IuPS cho miền chuyển mạch gói và IuCS cho miền chuyển mạch kênh; giao
diện Uu giữa UTRAN và thiết bị người sử dụng. Giữa hai giao diện này là hai nút, RNC
và nút B.
a) RNC
Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC (Radio Network Controller) chịu trách nhiệm cho
một hay nhiều trạm gốc và điều khiển các tài nguyên của chúng. Đây cũng chính là điểm
truy nhập dịch vụ mà UTRAN cung cấp cho CN. Nó được nối đến CN bằng hai kết nối,
một cho miền chuyển mạch gói (đến GPRS) và một đến miền chuyển mạch kênh (MSC).
Một nhiệm vụ quan trọng nữa của RNC là bảo vệ sự bí mật và toàn vẹn. Sau thủ tục
nhận thực và thỏa thuận khóa, các khoá bảo mật và toàn vẹn được đặt vào RNC. Sau đó
các khóa này được sử dụng bởi các hàm an ninh f8 và f9.
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). Khi người sử dụng chuyển
vùng 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. Khi UE trong chuyển giao mềm giữa các RNC, tồn
tại nhiều kết nối qua Iub và có ít nhất một kết nối qua Iur. Chỉ một trong số các RNC này

(SRNC) là đảm bảo giao diện Iu kết nối với mạng lõi còn các RNC khác (DRNC) chỉ làm
nhiệm vụ định tuyến thông tin giữa các Iub và Iur. 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 nguyên vô tuyến của nó.
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 13
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G

Hình 1.3. Vai trò logic của SRNC và DRNC
b) Nút B
Trong UMTS trạm gốc được gọi là nút B và nhiệm vụ của nó là thực hiện kết nối vô
tuyến vật lý giữa đầu cuối với nó. Nó nhận tín hiệu trên giao diện Iub từ RNC và chuyển
nó vào tín hiệu vô 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 vòng trong". Tính năng này để phòng
ngừa vấn đề gần xa; nghĩa là nếu tất cả các đầu cuối đều phát cùng một công 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 như nhau từ tất cả các đầu cuối.
1.2.3. Mạng lõi
Mạng lõi (CN) được chia thành ba phần: miền PS, miền CS và HE. Miền PS đảm bảo
các dịch vụ số liệu cho người sử dụng bằng các kết nối đến Internet và các mạng số liệu
khác và miền CS đảm bảo các dịch vụ điện thoại đến các mạng khác bằng các kết nối
TDM. Các nút B trong CN được kết nối với nhau bằng đường trục của nhà khai thác,
thường sử dụng các công nghệ mạng tốc độ cao như ATM và IP. Mạng đường trục trong
miền CS sử dụng TDM còn trong miền PS sử dụng IP.
a) SGSN
SGSN (SGSN: Serving GPRS Support Node: nút hỗ trợ GPRS phục vụ) là nút chính
của miền chuyển mạch gói. Nó nối đến UTRAN thông qua giao diện IuPS và đến GGSN
thông quan giao diện Gn. SGSN chịu trách nhiệm cho tất cả kết nối PS của tất cả các thuê
bao. Nó lưu hai kiểu dữ liệu thuê bao: thông tin đăng ký thuê bao và thông tin vị trí thuê
bao.

Số liệu thuê bao lưu trong SGSN:
• IMSI (International Mobile Subsscriber Identity: Số nhận dạng thuê bao di
động quốc tế)
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 14
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
• Các nhận dạng tạm thời gói (P-TMSI: Packet - Temporary Mobile Subscriber
Identity: Số nhận dạng thuê bao di động tạm thời gói)
• Các địa chỉ PDP (Packet Data Protocol: Giao thức số liệu gói)
Số liệu vị trí lưu trên SGSN:
• Vùng định tuyến thuê bao (RA: Routing Area)
• Số VLR
• Các địa chỉ GGSN của từng GGSN có kết nối tích cực
b) GGSN
GGSN (Gateway GPRS Support Node: Nút hỗ trợ GPRS cổng) là một SGSN kết nối
với các mạng số liệu khác. Tất cả các cuộc truyền thông số liệu từ thuê bao đến các mạng
ngoài đều qua GGSN. Cũng như SGSN, nó lưu cả hai kiểu số liệu: thông tin thuê bao và
thông tin vị trí.
Số liệu thuê bao lưu trong GGSN:
• IMSI
• Các địa chỉ PDP
Số liệu vị trí lưu trong GGSN:
• Địa chỉ SGSN hiện thuê bao đang nối đến
• GGSN nối đến Internet thông qua giao diện Gi và đến BG thông qua Gp.
c) BG
BG (Border Gatway: Cổng biên giới) là một cổng giữa miền PS của PLMN (Public
Land Mobile Network: Mạng di động công cộng mặt đất) với các mạng khác. Chức năng
của nút này giống như tường lửa của Internet: để đảm bảo mạng an ninh chống lại các tấn
công bên ngoài.
d) VLR
VLR (Visitor Location Register: Bộ ghi định vị tạm trú) là bản sao của HLR cho

mạng phục vụ (SN: Serving Network). 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.
Số liệu sau đây được lưu trong VLR:
• IMSI
• MSISDN
• TMSI (nếu có)
• LA hiện thời của thuê bao
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 15
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
• MSC/SGSN hiện thời mà thuê bao nối đến
Ngoài ra VLR có thể lưu giữ thông 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.
e) 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 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 ngoài qua GMSC.
f) GMSC
GMSC có thể là một trong số các MSC. GMSC chịu trách nhiệm thực hiện các chức
năng định tuyến đến vùng có MS. Khi mạng ngoài 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.
g) Môi trường nhà
Môi trường nhà (HE: Home Environment) lưu các hồ sơ thuê bao của hãng khai thác.
Nó cũng cung cấp cho các mạng phục vụ (SN: Serving Network) các thông tin về thuê
bao và về cước cần thiết để nhận thực người sử dụng và tính cước cho các dịch vụ cung
cấp. Tất cả các dịch vụ được cung cấp và các dịch vụ bị cấm đều được liệt kê ở đây.
Thanh ghi định vị thường trú (HLR)

HLR là một cơ sở dữ liệu có nhiệm vụ quản lý các thuê bao di động. Một mạng 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 (International Mobile Subsscriber Identity: Số nhận
dạng thuê bao di động quốc tế), ít nhất một MSISDN (Mobile Station ISDN: Số thuê bao
có trong danh bạ điện thoại) và ít nhất một địa chỉ PDP (Packet Data Protocol: Giao thức
số liệu gói). Cả IMSI và MSISDN có thể sử dụng làm khoá để truy nhập đến các thông tin
được lưu khác. Để định tuyến và tính cước các cuộc gọi, HLR còn lưu giữ thông tin về
SGSN và VLR nào hiện đang chịu trách nhiệm thuê bao. Các dịch vụ khác như chuyển
hướng cuộc gọi, tốc độ số liệu và thư thoại cũng có trong danh sách cùng với các hạn chế
dịch vụ như các hạn chế chuyển mạng.
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 16
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
HLR và AuC là hai nút mạng logic, nhưng thường được thực hiện trong cùng một nút
vật lý. HLR lưu giữ mọi thông tin về người sử dụng và đăng ký thuê bao. Như: thông tin
tính cước, các dịch vụ nào được cung cấp và các dịch vụ nào bị từ chối và thông tin
chuyển hướng cuộc gọi. Nhưng thông tin quan trọng nhất là hiện VLR và SGSN nào đang
phụ trách người sử dụng.
Trung tâm nhận thực (AuC)
AuC (Authentication Center) lưu giữ toàn bộ số liệu cần thiết để nhận thực, mật mã
hóa và bảo vệ sự toàn vẹn thông tin cho người sử dụng. Nó liên kết với HLR và được thực
hiện cùng với HLR trong cùng một nút vật lý. Tuy nhiên cần đảm bảo rằng AuC chỉ cung
cấp thông tin về các vectơ nhận thực (AV: Authetication Vector) cho HLR.
AuC lưu giữ khóa bí mật chia sẻ K cho từng thuê bao cùng với tất cả các hàm tạo
khóa từ f0 đến f5. Nó tạo ra các AV, cả trong thời gian thực khi SGSN/VLR yêu cầu hay
khi tải xử lý thấp, lẫn các AV dự trữ.
Bộ ghi nhận thực thiết bị (EIR)
EIR (Equipment Identity Register) chịu trách nhiệm lưu các số nhận dạng thiết bị di
động quốc tế (IMEI: International Mobile Equipment Identity). Đây là số nhận dạng duy
nhất cho thiết bị đầu cuối. Cơ sở dữ liệu này được chia thành ba danh mục: danh mục

trắng, xám và đen. Danh mục trắng chứa các số IMEI được phép truy nhập mạng. Danh
mục xám chứa IMEI của các đầu cuối đang bị theo dõi còn danh mục đen chứa các số
IMEI của các đầu cuối bị cấm truy nhập mạng. Khi một đầu cuối được thông báo là bị
mất cắp, IMEI của nó sẽ bị đặt vào danh mục đen vì thế nó bị cấm truy nhập mạng. Danh
mục này cũng có thể được sử dụng để cấm các seri máy đặc biệt không được truy nhập
mạng khi chúng không hoạt động theo tiêu chuẩn.
1.2.4. Các mạng ngoài
Các mạng ngoài không phải là bộ phận của hệ thống UMTS, nhưng chúng cần thiết
để đảm bảo truyền thông giữa các nhà khai thác. Các mạng ngoài có thể là các mạng điện
thoại như: PLMN (Public Land Mobile Network: Mạng di động mặt đất công cộng),
PSTN (Public Switched Telephone Network: Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng),
ISDN hay các mạng số liệu như Internet. Miền PS kết nối đến các mạng số liệu còn miền
CS nối đến các mạng điện thoại.
1.2.5. Các giao diện
Vai trò 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 các nhà sản xuất có thể kết nối
các phần cứng khác nhau của họ.
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 17
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
• Giao diện Cu: Giao diện Cu là giao diện chuẩn cho các card thông minh. Trong
UE đây là nơi kết nối giữa USIM và UE
• Giao diện Uu: Giao diện Uu là giao diện vô tuyến của WCDMA trong UMTS.
Đây là giao diện mà qua đó UE truy nhập vào phần cố định của mạng. Giao diện
này nằm giữa nút B và đầu cuối.
• Giao diện Iu: Giao diện Iu kết nối UTRAN và CN. Nó gồm hai phần, IuPS cho
miền chuyển mạch gói, IuCS cho miền chuyển mạch kênh. CN có thể kết nối đến
nhiều UTRAN cho cả giao diện IuCS và IuPS. Nhưng một UTRAN chỉ có thể
kết nối đến một điểm truy nhập CN.
• Giao diện Iur: Đây là giao diện RNC - RNC. Ban đầu được thiết kế để đảm bảo
chuyển giao mềm giữa các RNC, nhưng trong quá trình phát triển nhiều tính

năng mới được bổ sung. Giao diện này đảm bảo bốn tính năng nổi bật sau:
1. Di động giữa các RNC
2. Lưu thông kênh riêng
3. Lưu thông kênh chung
4. Quản lý tài nguyên toàn cục
• Giao diện Iub: Giao diện Iub nối nút B và RNC. Khác với GSM đây là giao
diện mở.
1.3. Công nghệ đa truy nhập của WCDMA
1.3.1. Trải phổ
Trong CDMA có 3 kiểu hệ thống thông tin trải phổ (viết tắt là SS: Spread Spectrum)
cơ bản: chuỗi trực tiếp (DSSS: Direct-Sequence Spreading Spectrum), nhẩy tần (FHSS:
Frequency-Hopping Spreading Spectrum) và nhẩy thời gian (THSS: Time-Hopping
Spreading Spectrum). Cũng có thể nhận được các hệ thống lai ghép từ các hệ thống nói
trên.
WCDMA sử dụng phương thức trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS) với tốc độ chip
3,84Mcps. Hệ thống DSSS đạt được trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với một tín
hiệu giả ngẫu nhiên có tốc độ chip (R
c
=

1/T
c
, T
c
là thời gian một chip) cao hơn nhiều tốc
độ bit (R
b
=1/T
b
, T

b
là thời gian một bit) của luồng số cần phát. Ở hệ thống DSSS, tất cả
các người sử dụng cùng dùng chung một băng tần và phát tín hiệu của họ đồng thời. Máy
thu sử dụng tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để lấy ra tín hiệu mong muốn bằng cách
giải trải phổ. Các tín hiệu khác xuất hiện ở dạng các nhiễu phổ rộng công suất thấp tựa tạp
âm.
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 18
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
x, y và c ký hiệu tổng quát cho tín hiệu vào, ra và mã trải phổ; x(t), y(t) và c(t) ký hiệu cho các tín
hiệu vào, ra và mã trải phổ trong miền thời gian; X(f), Y(f) và C(f) ký hiệu cho các tín hiệu vào,
ra và mã trải phổ trong miền tần số; T
b
là thời gian một bit của luồng số cần phát, R
b
=1/T
b
là tốc
độ bit của luồng số cần truyền; T
c
là thời gian một chip của mã trải phổ, R
c
=1/T
c
là tốc độ chip
của mã trải phổ. R
c
=15R
b
và T
b

=15T
c
.
Hình 1.4. Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS)
Hình 1.4a cho thấy sơ đồ đơn giản của bộ trải phổ DSSS trong đó luồng số cần truyền
x có tốc độ R
b
được nhân với một mã trải phổ c tốc độ R
c
để được luồng đầu ra y có tốc
độ R
c
lớn hơn nhiều so với tốc độ R
b
của luồng vào. Các hình 1.4b và 1.4c biểu thị quá
trình trải phổ trong miền thời gian và miền tần số.
Tại phía thu luồng y được thực hiện giải trải phổ để khôi phục lại luồng x bằng cách
nhân luồng này với mã trải phổ c giống như phía phát: x=y×c
1.3.2. Các đặc điểm chính của công nghệ WCDMA
WCDMA (Wideband CDMA) là công nghệ thông tin di động thế hệ ba giúp tăng tốc
độ truyền nhận dữ liệu cho hệ thống GSM bằng cách dùng kỹ thuật CDMA hoạt động ở
băng tần rộng thay thế cho TDMA. Trong các công nghệ thông tin di động thế hệ ba thì
WCDMA nhận được sự ủng hộ lớn nhất nhờ vào tính linh hoạt của lớp vật lý trong việc
hỗ trợ các kiểu dịch vụ khác nhau, đặc biệt là dịch vụ tốc độ bit thấp và trung bình.
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 19
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
• WCDMA là hệ thống đa truy nhập phân chia theo mã trải phổ trực tiếp (DS-
CDMA: Direct-Sequence Code Division Multiple Access), tức là bit thông tin
người dùng được trải trên một băng tần rộng bằng cách nhân dữ liệu người dùng
với các bit ngẫu nhiên (gọi là chip) có được từ mã trải phổ CDMA. Để hỗ trợ tốc

độ bit cao (lên đến 2 Mb/s), có thể thay đổi hệ số trải phổ và sử dụng nhiều kết
nối đa mã.
• Tốc độ chip 3,84Mc/s sừ dụng trên một sóng mang có độ rộng băng tần khoảng
5MHz. Hệ thống DS-CDMA với băng thông 1MHz, như IS-95, được gọi chung
là hệ thống CDMA băng hẹp. Với độ rộng băng tần sóng mang lớn, WCDMA
không những hỗ trợ tốc độ bit cao mà còn có những thuận lợi nhất định như tăng
độ lợi phân tập đa đường. Các nhà mạng có thể triển khai nhiều sóng mang 5MHz
để tăng dung lượng hệ thống. Ví dụ, hình 1.5, khoảng cách giữa các sóng mang
có thể là 200kHz hoặc lớn hơn tùy thuộc vào nhiễu giữa các sóng mang.
Hình 1.5. Chỉ định băng thông WCDMA trong không gian thời gian - tần số - mã
WCDMA hỗ trợ tốc độ dữ liệu người dùng cao và có thể thay đổi, hay nói cách
khác là băng thông theo yêu cầu (BoD: Bandwidth on Demand) được hỗ trợ tốt.
Tốc độ dữ liệu là không đổi trong mỗi khung 10ms. Tuy nhiên, dung lượng dữ
liệu có thể thay đổi theo từng khung như hình 1.5. Sự chỉ định dung lượng vô
tuyến nhanh này sẽ được điều khiển bởi mạng để đạt được thông lượng tối ưu cho
các dịch vụ dữ liệu gói.
WCDMA hỗ trợ 2 chế độ hoạt động cơ bản: ghép song công phân chia theo tần số
(FDD), và ghép song công phân chia theo thời gian (TDD). Trong chế độ FDD,
mỗi khoảng tần số sóng mang 5MHz khác nhau sẽ được sử dụng cho hướng
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 20
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
xuống và hướng lên tương ứng. Trong khi đó, TDD chỉ sử dụng một khoảng tần
số sóng mang được chia sẻ theo thời gian để sử dụng cho cả hai hướng.
Bảng 1.2. So sánh các thông số lớp vật lý của UTRA TDD và UTRA FDD
UTRA TDD UTRA FDD
Phương pháp đa truy nhập TDMA, CDMA (trong FDMA) CDMA (trong FDMA)
Phương pháp ghép kênh TDD FDD
Độ rộng kênh 5 MHz
Tốc độ chip 3,84 Mcps
Cấu trúc khe thời gian 15 khe/khung

Độ dài khung 10 ms
Đa tốc độ Đa mã, đa khe, và hệ số trải phổ
biến thiên trực giao (OVSF)
Đa mã và OVSF
Đan xen Đan xen inter-frame (10, 20, 40, 80 ms)
Điều chế QPSK
Điều khiển công suất
Đường lên: điều khiển công suất
vòng hở; 100Hz hoặc 200Hz
Đường xuống: điều khiển công
suất vòng kín; tốc độ ≤ 800Hz
Điều khiển công suất
vòng kín nhanh; tốc độ
1500Hz
Chuyển giao cùng tần số Chuyển giao cứng Chuyển giao mềm,
mềm hơn
Chuyển giao khác tần số Chuyển giao cứng
Hệ số trải phổ 1 … 16 4 … 512
WCDMA hoạt động với các trạm gốc không đồng bộ, không giống như hệ thống
IS-95 cần đồng bộ trạm gốc. Do đó, không cần phải tham chiếu định thời toàn cầu
như GPS. Vì thế, việc triển khai các trạm gốc trong nhà hay các hệ thống cell
micro dễ dàng hơn.
WCDMA dùng bộ thu kết hợp ở cả hướng xuống và hướng lên bằng cách sử
dụng ký tự hoa tiêu.
Giao diện vô tuyến WCDMA được thiết kế có nhiều ưu điểm hơn các hệ thống
CDMA như tách sóng đa người sử dụng, sử dụng anten thông minh để nâng cao
dung lượng và vùng phủ.
WCDMA được thiết kế tương thích với GSM để mở rộng vùng phủ sóng và dung
lượng của mạng.
Hệ số tái sử dụng tần số bằng 1

Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 21
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
Nhược điểm chính của WCDMA là hệ thống không cho phép trong băng TDD phát
liên tục cũng như không tạo điều kiện cho các kỹ thuật chống nhiễu ở các môi trường làm
việc khác nhau.
1.4. Quản lý tài nguyên vô tuyến trong WCDMA
Quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM) trong mạng di động 3G có nhiệm vụ cải thiện
việc sử dụng nguồn tài nguyên vô tuyến. Các mục đích của công việc quản lý tài nguyên
vô tuyến RRM có thể tóm tắt như sau:
• Cung cấp vùng phủ tối ưu
• Tối ưu dung lượng hệ thống
• Đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu
Các thuật toán quản lý tài nguyên vô tuyến gồm có:
• Điều khiển công suất (Power Control)
• Điều khiển chuyển giao (Handover Control)
• Điều khiển tắc nghẽn (Congestion Control)
• Điều khiển truy cập (Admission Control)
• Điều khiển tải (Load Control)
• Sắp xếp thứ tự truyền các gói dữ liệu (Packet Data Scheduling)
Hình 1.6. Các vị trí điển hình của RRM trong mạng WCDMA
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 22
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
1.4.1. Điều khiển công suất
Điều khiển công suất là một yếu tố cần thiết trong tất cả các hệ thống di động bởi các
vấn đề về pin và các lý do an toàn, nhưng trong hệ thống CDMA, điều khiển công suất là
cần thiết bởi đặc điểm giới hạn nhiễu của CDMA.
Trong các hệ thống GSM, chỉ áp dụng điều khiển công suất chậm (tần số xấp xỉ 2
Hz). Trong IS-95, điều khiển công suất nhanh với tần số 800 Hz được hỗ trợ ở đường lên,
nhưng ở đường xuống lại sử dụng điều khiển công suất tương đối chậm (xấp xỉ 50 Hz).
Trong WCDMA, điều khiển công suất nhanh với tần số 1.5 kHz được hỗ trợ trên cả

đường lên và đường xuống. Điều khiển công suất nhanh khép kín là một vấn đề quan
trọng của hệ thống WCDMA.
Các lý do để sử dụng điều khiển công suất là khác nhau đối với đường lên và đường
xuống. Các mục tiêu của điều khiển công suất có thể được tóm tắt như sau:
 Khắc phục hiệu ứng gần xa ở đường lên
 Tối ưu hoá dung lượng hệ thống bằng cách điều khiển nhiễu
 Tối đa hoá tuổi thọ pin của đầu cuối di động
Có 3 kiểu điều khiển công suất trong các hệ thống WCDMA đó là: điều khiển công
suất vòng hở, điều khiển công suất vòng kín và điều khiển công suất vòng ngoài.
Hình 1.7. Điều khiển công suất trong UMTS
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 23
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
 Điều khiển công suất vòng hở
Điều khiển công suất vòng hở được sử dụng ở chế độ FDD UMTS cho việc thiết lập
công suất ban đầu cho MS. Trạm di động sẽ tính toán suy hao đường truyền giữa trạm gốc
và trạm di động bằng cách đo cường độ tín hiệu nhận được sử dụng mạch điều khiển độ
tăng ích tự động (AGC). Tùy theo sự tính toán suy hao đường truyền này, trạm di động có
thể quyết định công suất phát đường lên của nó. Điều khiển công suất vòng hở có hiệu
quả trong hệ thống TDD bởi vì hướng lên và hướng xuống là tương hỗ, nhưng không có
hiệu quả nhiều trong các hệ thống FDD bởi các kênh đường lên và đường xuống hoạt
động ở các băng tần khác nhau và hiện tượng pha đinh Rayleigh ở đường lên và đường
xuống độc lập nhau. Vậy điều khiển công suất vòng hở chỉ có thể bù một cách đại khái
suy hao do khoảng cách. Đó là lý do tại sao điều khiển công suất vòng hở chỉ được sử
dụng như là để thiết lập công suất ban đầu trong hệ thống FDD.
 Điều khiển công suất vòng kín
Điều khiển công suất vòng kín, còn được gọi là điều khiển công suất nhanh trong các
hệ thống WCDMA, có nhiệm vụ điều khiển công suất phát của MS (đường lên), hay công
suất của trạm gốc (đường xuống) để chống lại pha đinh của các kênh vô tuyến và đạt
được SIR mục tiêu được thiết lập bởi vòng ngoài. Ví dụ ở đường lên, trạm gốc so sánh
SIR nhận được từ MS với SIR mục tiêu. Nếu SIR nhận được lớn hơn mục tiêu, BS sẽ

truyền một lệnh TPC “0” đến MS thông qua kênh điều khiển riêng đường xuống. Còn nếu
SIR nhận được nhỏ hơn mục tiêu, BS sẽ truyền một lệnh TPC “1” đến MS. Bởi vì tần số
của điều khiển công suất vòng kín là rất lớn nên có thể bù được pha đinh nhanh và cả pha
đinh chậm.
 Điều khiển công suất vòng ngoài
Điều khiển công suất vòng ngoài cần thiết để duy trì chất lượng truyền thông tại các
mức yêu cầu bằng cách thiết lập giá trị mục tiêu cho điều khiển công suất vòng kín nhanh.
Mục đích của nó là cung cấp chất lượng yêu cầu đó. Tần số của điều khiển công suất
vòng ngoài thường là 10-100 Hz. Hình 1.9 thể hiện thuật toán chung của điều khiển công
suất vòng ngoài.
Điều khiển công suất vòng ngoài so sánh chất lượng thu được với chất lượng yêu cầu.
Thông thường chất lượng được định nghĩa như một BER (Bit Error Rate: tỷ số lỗi bit) hay
FER (Fame Error Rate: tỷ số lỗi khung). Mối quan hệ giữa SIR mục tiêu và mục tiêu chất
lượng phụ thuộc vào tốc độ di động và cấu hình đa đường. Nếu chất lượng thu được tốt
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 24
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
hơn, có nghĩa là SIR mục tiêu hiện tại đủ cao để đảm bảo QoS yêu cầu. Để giảm thiểu
khoảng thừa, SIR mục tiêu sẽ được giảm. Tuy nhiên, nếu chất lượng thu được xấu hơn
chất lượng yêu cầu, SIR mục tiêu phải tăng lên để đảm bảo QoS yêu cầu.
1.4.2. Điều khiển chuyển giao
Chuyển giao là một phần quan trọng của các hệ thống thông tin di động tổ ong. Tính
di động là nguyên nhân dẫn đến những biến đổi chất lượng liên kết và mức độ nhiễu trong
hệ thống di động tổ ong, đôi khi yêu cầu một người sử dụng cụ thể thay đổi trạm gốc phục
vụ nó. Sự thay đổi này được gọi là chuyển giao (Handover).
1.4.3. Điều khiển tắc nghẽn
Trong WCDMA một điều quan trọng là giữ mức tải dưới một mức ngưỡng cho trước.
Vì tải tăng lên quá mức sẽ dẫn đến không đảm bảo vùng phủ theo yêu cầu, dung lượng
giảm, chất lượng dịch vụ (QoS) không đảm bảo và có thể dẫn đến tình trạng mạng không
ổn định. Ba chức năng khác nhau được sử dụng để tránh hiện tượng này:
Điều khiển truy cập (AC): điều khiển các lưu lượng truy nhập mới. AC kiểm tra một

vật mang dịch vụ vô tuyến (RAB – Radio Access Bearer) mới là chuyển mạch mạch hay
chuyển mạch gói và cho phép truy nhập vào hệ thống hay không. Sau đó, AC đưa ra các
thông số cho RAB mới cho phép truy nhập này.
Điều khiển tải (LC): điều khiển khi tình trạng tải hệ thống vượt quá mức ngưỡng và
đưa ra các biện pháp đối phó phục hồi lại trạng thái tải thông thường.
Lập lịch gói (PS): điều khiển tất cả các lưu lượng không gian thời gian thực - tức là
dữ liệu gói. PS quyết định khi nào việc truyền gói tin được thiết lập và tốc độ bit sử dụng.
KẾT LUẬN CHƯƠNG I
Chương này đưa ra một tổng quan về sự phát triển của hệ thống thông tin di động
3G và kiến trúc UMTS R3. Chương này cũng giới thiệu các đặc điểm cơ bản của công
nghệ WCDMA và chức năng quản lý tài nguyên vô tuyến.
Trong chương tiếp theo sẽ đi sâu tìm hiểu về các loại chuyển giao trong WCDMA và
tập trung tìm hiểu chuyển giao mềm.
Trần Phương Mai – Lớp D08VT2 25