công nghệ wcdma và tình hình triển mạng wcdma của mobifone tại thành phố quy nhơn

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG DI ĐỘNG 3G
1.1. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA THỊ TRƯỜNG DI ĐỘNG
Thị trường di động những năm trở lại đây đang phát triển ngày một sôi động
hơn, thể hiện qua sự phát triển của các nhà khai thác và cung cấp dịch vụ, sự lớn
mạnh không ngừng của các hãng sản xuất thiết bị, và sự gia tăng số lượng thuê bao
di động. Hiện nay có hơn 580 mạng GSM đang hoạt động hơn 200 nước-vùng lãnh
thổ trên Thế giới, thêm vào đó là số lượng lớn người sử dụng hệ thống PDC của
Nhật, các chuẩn D-AMPS và CDMA.
Như vậy có tới 49% thuê bao GSM, và nhu cầu sử dụng các dịch vụ đa truyền
thông trên môi trường di động như MMS, điện thoại hình, hội nghị truyền hình, trao
đổi dữ liệu, gửi và nhận ảnh chất lượng cao, truy nhập LAN, truy nhập Internet,
Intranet là rất lớn, do đó giải pháp nâng cấp GSM lên 3G là tất yếu. Theo bản báo
cáo mới nhất của Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU), trong năm 2010 số lượng
thuê bao điện thoại di động toàn cầu sẽ chạm ngưỡng 5 tỉ, nhờ vào sự phát triển
vượt bậc của các dòng điện thoại thông minh trong thời gian gần đây, và sự tăng
trưởng mạnh từ các dịch vụ viễn thông tại các quốc gia đang phát triển. Theo ITU,
số lượng thuê bao toàn cầu đã đạt khoảng 600 triệu trong năm 2009, và con số này
đã lên tới 1 tỉ thuê bao tính tới thời điểm hiện nay. Ông Hamadoun Toure - Tổng
thư ký ITU cho biết "Ngay cả trong cuộc khủng hoảng kinh tế toàn cầu vừa diễn
ra, ITU vẫn thấy rằng nhu cầu liên lạc của người dùng vẫn không hề giảm, mà trái
lại nó còn có xu hướng tăng lên". Dự đoán đến cuối năm 2010 số lượng thuê bao
toàn cầu sẽ đạt khoảng 4,6 tỉ.
Theo Bộ Thông tin và Truyền thông cho biết thì Bộ chỉ cấp giấy phép 3G cho
bốn nhà khai thác. Tiêu chí quan trọng để được cấp giấy phép 3G là tài chính và đầu
tư (các mạng phải chứng minh đủ vốn để đầu tư vào mạng lưới, cơ sở hạ tầng 3G
trong 15 năm, với chi phí không dưới 1 tỷ USD); kỹ thuật và nghiệp vụ (chứng

Đ LÂM ĐT-VT K.28
1

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
minh đủ trình độ, năng lực triển khai mạng nhanh nhất, phủ sóng rộng nhất, kể cả
những vùng sâu, vùng xa, bảo đảm an ninh quốc phòng ); kinh doanh thương mại
(tổ chức tốt hệ thống bán hàng, phân phối, có mức giá phù hợp, kế hoạch kinh
doanh hiệu quả); nhân lực - đào tạo (có đội ngũ cán bộ đủ trình độ để triển khai
cung cấp dịch vụ).
Năm 2009, là năm chứng kiến sự thay đổi lớn nhất của viễn thông di động khi
các doanh nghiệp đã chính thức thương mại hóa các dịch vụ 3G.
Theo đó, VinaPhone đã chính thức cung cấp dịch vụ 3G từ tháng 10 năm
2009, MobiFone ra mắt 3G vào tháng 12. Còn Viettel cũng bắt đầu thử nghiệm sóng
3G tại 18 tỉnh thành cả nước từ đầu tháng 12. Phát triển 3G là đồng nghĩa với việc
phát triển các dịch vụ gia tăng và nội dung số. Tính đến hết năm 2009, con số thuê
bao 3G mới khoảng 100.000. BMI dự báo trong năm 2010, các dịch vụ 3G vẫn
chưa hứa hẹn sự bùng nổ do nhu cầu của người sử dụng là chưa nhiều và chi phí
dịch vụ 3G hiện còn ở mức cao.
Hiện tại, Chính phủ khuyến khích phát triển các dịch vụ viễn thông mới và cho
phép các nhà cung cấp dịch vụ bắt tay, chia sẻ hạ tầng mạng. Đây sẽ là những yếu
tố làm tăng tính cạnh tranh và thị trường phát triển nhanh hơn.BMI dự báo, con số
thuê bao 3G sẽ đạt khoảng 4,5 triệu thuê bao vào năm 2013, chỉ chiếm khoảng 2%
so với tổng số thuê bao di động hiện nay. Công ty nghiên cứu này cho rằng con số
thuê bao 3G sẽ tăng cao hơn trong những năm tới nếu các nhà mạng mạnh tay cắt
giảm thuê bao ảo.
Năm 2009, doanh nghiệp viễn thông đã đầu tư rất mạnh cho 3G sau khi 4
doanh nghiệp được cấp phép triển khai 3G từ tháng 8/2009 là Viettel, VinaPhone,
MobiFone và liên doanh EVN & Hanoi Telecom.
Các mạng di động đã cam kết đầu tư tối thiểu là 33.822 tỉ đồng (khoảng 2
tỉ đô la Mỹ) cho việc triển khai 3G ngay trong 3 năm đầu tiên. Ngoài ra, các mạng
di động cũng phải đặt cọc số tiền là 8.100 tỉ đồng. Bộ Thông tin và Truyền thông
cho hay tính đến hết năm 2009, các doanh nghiệp viễn thông đã đầu tư khoảng 60
ngàn tỉ đồng cho việc xây dựng và phát triển hạ tầng mạng.

Đ LÂM ĐT-VT K.28
2
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
Thông tin do Information Telecoms and Media - World Cellular
Information Service, dự báo về sự phát triển số lượng thuê bao 3G UMTS toàn cầu
như sau:
320
491
676
884
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Millions
2008 2009 2010 2011
Năm
Hình 1. 1 : Dự báo phát triển số lượng thuê bao 3G UMTS toàn cầu.
Không chịu ngồi yên trước sự phát triển đang hết sức nhanh chóng của thị
trường di động Thế giới, thị trường di động Việt Nam trong vài năm trở lại đây
cũng có những bước tiến rất đáng chú ý. Rõ nhất có lẽ là sự ra đời của hàng loạt các
nhà cung cấp dịch vụ mới sử dụng công nghệ CDMA là S-Phone, EVN Telecom,
làm cho thị phần di động của nước ta được chia nhỏ hơn và trở nên nhộn nhịp hơn.

Trong khi đó các nhà cung cấp GSM là Mobiphone, Vinaphone, Viettel (Hiện tại
mạng di động Viettel đã đạt số lượng hơn 10 triệu thuê bao), HT mobile (HT
mobile chuyễn qua công nghệ GSM từ cuối 2007) và Gtel vẫn tiếp tục mở rộng
mạng và tăng cường chất lượng dịch vụ nhằm cạnh tranh với các dịch vụ đa dạng
mà các mạng CDMA có thể cung cấp.
Nằm trong lộ trình đó thì lựa chọn lên 3G của các mạng GSM là cần thiết khi
các mạng CDMA triển khai lên 2000 1x EV-DO.

Đ LÂM ĐT-VT K.28
3
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
Hình 1. 2: Thị phần di động Việt Nam
Và mới đây nhất là 2 nhà mạng mới được đưa vào khai thác ở nước ta đó
là mạng VietnamMobile và mạng Beeline. Trong đó thì nhà mạng VietnamMobile
đã ra mắt chính thức vào ngày 8/4/2009 và cho biết 4 điểm nổi trội trong dịch vụ
di động mà họ đặt kỳ vọng sẽ hút khách hàng và cạnh tranh với các đối thủ khác
trên thị trường đó là: Cách tính cước đơn giản nhất; chất lượng mạng tốt; mạng lưới
phân phối khác biệt và dịch vụ chăm sóc khách hàng cũng khác biệt.Còn về nhà
mạng Beeline (Công ty cổ phần Viễn thông di Động Toàn cầu (Gtel Mobile)) thì
đưa ra mắt vào giữa tháng 7/2009 với bước khởi đầu thật đáng kỳ vọng. Chỉ sau 2
tháng 20 ngày từ khi giới thiệu sản phẩm, Beeline đã tạo lập “kỷ lục” mới trên
chặng đường khẳng định sự lớn mạnh, với những con số ấn tượng về thuê bao và
khách hàng, hơn 2 triệu sim phân phối ra thị trường, trong đó 1 triệu sim đã kích
hoạt tính đến ngày 26.9 vừa qua.
1.2. CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG 3G
Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 WCDMA phải đáp ứng được nhu cầu
sử dụng các dịch vụ truyền thông đa phương tiện (multimedia), với nhu cầu sử dụng
nhiều hơn MMS thay cho SMS, Videophone thay cho thoại thông thường, nhu cầu
truy cập internet, check mail trên di động,…Để đáp ứng được các dịch vụ đó, hệ
thống mới phải đảm bảo một số yêu cầu sau:

• Mạng phải là mạng băng rộng và có khả năng truyền thông đa phương tiện,
nghĩa là mạng phải đảm bảo được tốc độ bit lên tới 2 Mbps phụ thuộc vào tốc độ di

Đ LÂM ĐT-VT K.28
4
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
chuyển của máy đầu cuối: 2 Mbps dự kiến cho các dịch vụ cố định, 384 kbps khi đi
bộ và 144 kbps khi đang di chuyển tốc độ cao.
• Mạng phải có khả năng cung cấp độ rộng băng tần (dung lượng) theo yêu
cầu. Điều này xuất phát từ việc thay đổi tốc độ bit của các dịch vụ khác nhau. Ngoài
ra cần đảm bảo đường truyền vô tuyến không đối xứng, chẳng hạn với tốc độ bit
cao ở đường xuống và tốc độ bit thấp ở đường lên hoặc ngược lại.
• Mạng phải cung cấp thời gian truyền dẫn theo yêu cầu, nghĩa là đảm bảo các
kết nối chuyển mạch cho thoại, các dịch vụ video và các khả năng số liệu gói cho
các dịch vụ số liệu.
• Chất lượng dịch vụ phải không thua kém chất lượng dịch vụ mạng cố định,
nhất là đối với thoại.
• Mạng phải có khả năng sử dụng toàn cầu, nghĩa là gồm cả thông tin vệ tinh.
Tiêu chuẩn 3G của IMT-2000
Bộ phận tiêu chuẩn của ITU-R đã xây dựng các tiêu chuẩn cho IMT-2000,
mở rộng đáng kể khả năng cung cấp dịch vụ và bao phủ một vùng rộng lớn các môi
trường thông tin. Mục đích của IMT-2000 là đưa ra nhiều khả năng mới nhưng
cũng đồng thời đảm bảo sự phát triển liên tục của thông tin di động thế hệ thứ hai
(2G) vào những năm 2000. Thông tin di động thế hệ thứ ba (3G) xây dựng trên cơ
sở IMT-2000 đã được đưa vào hoạt động từ năm 2001. Các hệ thống 3G cung cấp
rất nhiều dịch vụ viễn thông bao gồm: thoại, số liệu tốc độ bit thấp và bit cao, đa
phương tiện, video cho người sử dụng làm việc cả ở môi trường công cộng lẫn tư
nhân (vùng công sở, vùng dân cư, phương tiện vận tải).
♦ Các tiêu chí chung để xây dựng IMT-2000 bao gồm:
• Sử dụng dải tần qui định quốc tế 2GHz:

+Đường lên: (1885 - 2025) MHz.
+Đường xuống: (2110 - 2200) MHz.
• Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến:
+Tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến.
+Tương tác với mọi loại dịch vụ viễn thông.

Đ LÂM ĐT-VT K.28
5
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
• Sử dụng các môi trường khai thác khác nhau:
+Trong công sở.
+Ngoài đường.
+Trên xe.
+Vệ tinh.
• Có thể hỗ trợ các dịch vụ như:
+Môi trường thường trú ảo (VHE) trên cơ sở mạng thông minh, di động cá
nhân và chuyển mạng toàn cầu.
+Đảm bảo chuyển mạng quốc tế.
+Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho thoại, số liệu chuyển
mạch theo kênh và số liệu chuyển mạch theo gói.
• Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới xuất hiện.
Môi trường hoạt động của IMT-2000 được chia thành bốn vùng với các tốc độ
bit Rb phục vụ khác nhau:
• Vùng 1: trong nhà, picocell, Rb = 2 Mbps.
• Vùng 2: thành phố, microcell, Rb = 384 kbps.
• Vùng 3: ngoại ô, macrocell, Rb = 144 kbps.
• Vùng 4: toàn cầu, global, Rb = 9,6 kbps.
Để xây dựng tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ 3 tiếp sau của
GSM, tổ chức 3GPP đã được hình thành dưới sự điều hành của ITU, bao gồm các
thành viên:

+ ETSI: Châu Âu. ; + TTA: Hàn Quốc.
+ ARIB, TTC: Nhật.; + T1P1: Mỹ.
Chuẩn vô tuyến WCDMA do 3GPP xây dựng đã được lấy là chuẩn cho hệ
thống 3G WCDMA - thế hệ tiếp theo của 2G GSM mà ta sẽ xem xét ở đây. Hướng
phát triển 3G tại Việt Nam lấy theo chuẩn của Châu Âu với dải tần qui định là
2GHz như được trình bày ở trên.
Các dịch vụ do ITM-2000 cung cấp được tổng kết ở bảng dưới đây:

Đ LÂM ĐT-VT K.28
6
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
Bảng 1. 1: Phân loại các dịch vụ trong IMT-2000.
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
Viễn
thông
Dịch vụ
âm thanh
- Dịch vụ âm thanh chất lượng cao (16 - 64 kbps).
- Dịch vụ truyền thanh AM (32 - 64 kbps).
- Dịch vụ truyền thanh FM (64 - 144 kbps).
Dịch vụ số liệu
- Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình (64 - 144 kbps).

- Dịch vụ số liệu tốc độ tương đối cao (144 kbps - 2
Mbps).
- Dịch vụ số liệu tốc độ cao (≥ 2 Mbps).
Dịch vụ
đa phương tiện
- Dịch vụ video (384 kbps).
- Dịch vụ ảnh động (384 kbps - 2 Mbps).
- Dịch vụ ảnh động thời gian thực (≥ 2 Mbps).
Dịch vụ
Internet
Dịch vụ Internet
đơn giản
Dịch vụ truy nhập Web (384 kbps - 2 Mbps).
Dịch vụ Internet
thời gian thực
Dịch vụ Internet (384 kbps - 2 Mbps).
Dịch vụ Internet đa
phương tiện
Dịch vụ Website đa phương tiện thời gian thực (≥ 2
Mbps).
 Mô hình tổng quát mạng 3G theo IMT-2000 như sau:

Đ LÂM ĐT-VT K.28
7
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
Hình 1. 3: Mô hình mạng 3G IMT-2000
1.3. LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN TỪ THẾ HỆ HAI ĐẾN THẾ HỆ BA
1.3.1. Mở đầu
Có nhiều con đường đưa nhà khai thác mạng phát triển lên 3G hoặc là phát
triển qua giai đoạn trung gian 2,5G hoặc là phát triển thẳng lên 3G.

Phương thức phát triển mạng qua thế hệ 2,5G chủ yếu đặt ra với các nước, các
công ty đã phát triển mạng 2G hoặc có vốn nhỏ. Hai công nghệ giao diện vô tuyến
chiếm ưu thế đều hướng theo con đường thẳng nhất có thể để lên 3G. Nhà khai thác
GSM có thể chọn một vài sự kết hợp GSM, GPRS, EDGE và tiến lên WCDMA để
hình thành UMTS, nghĩa là lộ trình sẽ là: GSM đến GPRS đến EDGE đến
WCDMA. Còn nhà khai thác CDMA One có sự chọn lựa CDMA 2000 1x, 1xEV-

Đ LÂM ĐT-VT K.28
Vùng thiết bị đầu cuối Vùng mạng lõi
TE di
động
TE di
động
TE di
động
TE di
động
Mạng truy
nhập
- Phát quảng
bá thông tin
truy nhập hệ
thống.
- Phát và thu
vô tuyến.
- Điều khiển
truy nhập vô
tuyến.
UIM
UIM

Mạng lõi
- Điều khiển
cuộc gọi.
- Điều khiển
chuyển mạch
dịch vụ.
- Điều khiển
tài nguyên
quy định.
- Quản lý dịch
vụ.
- Quản lý vị
trí.
- Quản lý
nhận
Vùng mạng truy nhập
Các dịch vụ ứng dụng
Các dịch vụ ứng dụng
Vùng các dịch vụ ứng dụng
8
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
DO, 1xEV-DV và 3x (cũng thông qua quá trình từ IP đơn giản (Simple IP) lên IP di
động (Mobile IP)) và cụ thể lộ trình là: CDMA One (IS-95A/B) đến CDMA 2000
1x EV/EV DO/EV DV đến cdma2000 3x.
Còn phương thức tiến thẳng lên 3G thường áp dụng đối với những công ty,
những nhà khai thác mới có giấy phép 3G. Ý tưởng nằm sau phương thức này là
làm tăng khả năng cạnh tranh và đảm bảo sự phục vụ tốt hơn cho khách hàng. Các
công ty mới sẽ ứng dụng luôn mạng 3G.
1.3.2. Lộ trình phát triển từ hệ thống cdmaOne thế hệ hai lên cdma
2000 thế hệ ba

Công nghệ cdma2000 do tổ chức 3GPP2 chuẩn hoá cdma2000 được phát triển
từ tiêu chuẩn CDMA của Qualcom là IS-95 hay cdmaOne.
Theo hướng này có thể phát triển lên 3G mềm dẻo hơn do:
• Các nhà khai thác cdmaOne không cần phổ mới.
• 3x có khả năng cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn UMTS.
1xRTT - hỗ trợ gói IP (giống GPRS).
1xEV - Thêm chuyển mạch mềm/ gateway thoại.
3x - Tốc độ dữ liệu giao diện vô tuyến gấp 3 lần.
Hình 1. 4: Lộ trình phát triển từ cdmaOne lên cdma2000 thế hệ ba

Đ LÂM ĐT-VT K.28
IS-95
IS-95B
Tèc ®é tèi
®a115.2kbps
cdma2000 3x
Tèc ®é tèi
®a 2Mbps
1xEV
1xEV-DO
1xEV-DV
1993 2002
2000
1998
cdma2000 1x
Tèc ®é tèi ®a
307.2kbps
Dung l îng
tho¹i t¨ng
gÊp ®«i

IS-95A
1995
9
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
1.3.2.1. Hệ thống thông tin di động cdmaOne

Hình 1. 5: Hệ thống cdmaOne
1.3.2.2. Hệ thống thông tin di động cdma2000 1x

Hình 1. 6: Hệ thống cdma2000 1X
• Nút dịch vụ dữ liệu gói PDSN:
 Thiết lập, duy trì và kết thúc các phiên truyền với máy di động.
 Hỗ trợ các dịch vụ đơn giản và mobile IP.
 Quản lý, nhận thực, tính cước (AAA) đối với máy di động.
 Sử dụng giao thức RADIUS.

Đ LÂM ĐT-VT K.28
10
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
 Định tuyến các gói giữa máy di động và các mạng dữ liệu bên
ngoài.
 Thu thập dữ liệu sử dụng và chuyển tới server AAA.
• AAA:
 Authentication: nhận thực gắn với PPP và các kết nối mobile
IP.
 Authorization: hồ sơ dịch vụ và quản lý phân phối các khoá
bảo mật.
 Tính cước: dữ liệu sử dụng phục vụ tính cước.
• Máy chủ mạng thường trú Mobile IP:
 Theo dõi vị trí của thuê bao mobile IP khi thuê bao chuyển từ

mạng này sang mạng khác.
 Nhận các gói thay cho nút di động khi nút này đang gắn với
mạng ngoài và phân phát gói dữ liệu đến điểm kết nối hiện tại của máy di
động.
Để phát triển từ IS-95 lên 1x:
 Chỉ cần nâng cấp các khối và phần mềm/phần cứng.
 Không cần thay đổi anten.
 Chỉ cần nâng cấp phần mạng có nhu cầu nâng cao dung lượng
và tốc độ dữ liệu.
Các giai đoạn phát triển cdma2000 1x:
 Pha 1: 1xEV-DO (Data Only / Data Optimized): chỉ tối ưu cho
lưu lượng dữ liệu gói và đã được thương mại hoá vào cuối năm 2001.
 Pha 2: 1xEV-DV (Data and Voice): cung cấp lưu lượng dữ liệu
gói phi thời gian thực và lưu lượng thoại thời gian thực, tiêu chuẩn đã được
hoàn tất vào tháng 6 năm 2002.
1.3.3. Lộ trình phát triển từ hệ thống GSM thế hệ hai lên WCDMA
thế hệ ba
1.3.3.1. Các yêu cầu đặt ra để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng
• Về kết nối:

Đ LÂM ĐT-VT K.28
11
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
Không chỉ kết nối giữa các thuê bao với nhau mà còn kết nối từ các
thuê bao đến các nhà cung cấp dịch vụ, các công ty , trong đó nhiều nhất là
kết nối tới các nhà cung cấp dịch vụ Internet, các mạng Internet.
• Về tốc độ:
 Đối với thoại, chỉ cần 8 kbit/s thay vì 13 kbit/s, hay tốc độ thấp
hơn GSM hiện tại.
 Đối với số liệu, mạng phải đáp ứng được tốc độ tùy ý theo yêu

cầu của người sử dụng và việc thanh toán cước phí phải được tính theo số
lượng thông tin (số lượng các gói - packet).
Có thể tổng quát các giai đoạn chuyển đổi này trong hình 1.7

Hình 1. 7: Lộ trình phát triển từ GSM lên WCDMA

Đ LÂM ĐT-VT K.28
12
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
Hệ thống thông tin di động 2G GSM
Hình 1. 8: Cấu trúc mạng GSM
Giai đoạn đầu của quá trình phát triển GSM là phải đảm bảo dịch vụ số liệu tốt
hơn. Tồn tại hai chế độ dịch vụ số liệu: chuyển mạch kênh (CS: Circuit Switched)
và chuyển mạch gói (PS: Packet Switched) như sau:
♦ Các dịch vụ số liệu chế độ chuyển mạch kênh đảm bảo:
 Dịch vụ SMS.
 Số liệu dị bộ cho tốc độ 14,4 kbit/s.
 Fax băng tiếng cho tốc độ 14,4 kbit/s.
♦ Các dịch vụ số liệu chế độ chuyển mạch gói đảm bảo:
 Chứa cả các dịch vụ của chế độ chuyển mạch kênh.
 Dịch vụ Internet, E-mail…
 Sử dụng chức năng IWF/PSDN như:
 Cổng vào cho mạng số liệu gói.
 IWF/PSDN có thể đặt tại MSC hay BSC hay độc lập.
Để thực hiện kết nối vào mạng IP, ở giai đoạn này có thể sử dụng giao thức
ứng dụng vô tuyến WAP.

Đ LÂM ĐT-VT K.28
13
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G

1.3.3.2. Hệ thống thông tin di động 2,5G
 Dịch vụ vô tuyến gói chung – GPRS
GPRS là một dịch vụ số liệu chuyển mạch gói trên cơ sở hạ tầng GSM.
Công nghệ chuyển mạch gói được đưa ra để tối ưu việc truyền số liệu cụm và tạo
điều kiện truyền tải cho một lượng dữ liệu lớn.
Về mặt lý thuyết, GPRS có thể cung cấp tốc độ số liệu lên đến 171 kbps ở
giao diện vô tuyến, mặc dù các mạng thực tế không bao giờ có thể đạt được tốc độ
này (do cần phải dành một phần dung lượng cho việc hiệu chỉnh lỗi trên đường
truyền vô tuyến). Trong thực tế, giá trị cực đại của tốc độ chỉ cao hơn 100 kbps một
chút với tốc độ khả thi thường vào khoảng 40kbps hoặc 50 kbps. Tuy nhiên, các tốc
độ nói trên cũng lớn hơn nhiều so với tốc độ cực đại ở GSM.
Vì lúc đầu GSM được thiết kế cho lưu lượng chuyển mạch kênh, nên việc
đưa dịch vụ chuyển mạch gói vào đòi hỏi phải bổ sung thêm thiết bị cho mạng.
Mạng GPRS kết nối với các mạng số liệu công cộng như IP và mạng X.25. Nút hỗ
trợ GPRS phục vụ (SGSN) và nút hỗ trợ GPRS cổng (GGSN) thực hiện nhận và
truyền các gói số liệu giữa các MS và các thiết bị đầu cuối số liệu cố định của mạng
số liệu công cộng (PDN). Nút GGSN còn cho phép truyền nhận các gói số liệu đến
các MS ở các mạng thông tin di động GSM khác.
Giao diện vô tuyến của GPRS sử dụng các tính năng cơ bản của giao diện vô
tuyến GSM. Như vậy, cả dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói đều có thể
sử dụng cùng sóng mang. Tuy nhiên, mạng đường trục của GPRS được thiết kế sao
cho nó không phụ thuộc vào giao diện vô tuyến.

Đ LÂM ĐT-VT K.28
14
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G

Hình 1. 9 : Cấu trúc hệ thống GPRS
Tóm lại, từ GSM phát triển lên GPRS:
Thực hiện

Mới
Node mạng lõi chuyển mạch gói (SGSN, GGSN)
Giao diện mới Gb giữa BSC-SGSN
Điều chỉnh Phần cứng và phần mềm BSC
Giữ nguyên Mạng lõi chuyển mạch kênh (MSC/HLR/AuC)

Đ LÂM ĐT-VT K.28
Quản lý mạng (NMS)
ISDN
PSDN
PSPDN
X25
CSPDN
MS
BSC
GMSC
BSS NSS
MSC/VLR
A
BTS
TRAU
HLR/AuC/EIR
V
A
S
I
N
Um
Gb
Thay đổi HW& SW cho GPRS

Mạng lõi gói GPRS
SGSN GGSN
Mạng dữ liệu khác
Internet
15
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
Giao diện vô tuyến (MS-BTS)
Giao diện vô tuyến (BSC-MSC)
 Cải thiện tốc độ số liệu cho phát triển GSM - EDGE
Công nghệ EDGE là một bước cải tiến của chuẩn GSM, TDMA-136 để đạt
đến tốc độ truyền dữ liệu theo yêu cầu di động vô tuyến thế hệ 3, nhưng vẫn giữ
nguyên cấu trúc của mạng cũ bằng cách thay đổi kỹ thuật điều chế vô tuyến kết hợp
với dịch vụ chuyển mạch vô tuyến gói chung.
Giao diện EDGE tận dụng tốc độ bit cao hơn tốc độ trên hệ thống di động hiện
thời. Để tăng tốc độ bit trên giao diện vô tuyến, một phương thức điều chế mới
được đưa ra. 8-PSK là phương thức được lựa chọn vì nó cung cấp tốc độ dữ liệu
cao, hiệu quả phổ cao và độ phức tạp lắp đặt vừa phải.
Mục đích là tái sử dụng các dạng dịch vụ dữ liệu GSM thông thường. Bằng
việc tái sử dụng cấu trúc của GPRS, dịch vụ chuyển mạch gói được cung cấp với
giao diện vô tuyến trong đó tốc độ bit biến đổi từ 11,2 kbps đến 69,2 kbps trên một
khe thời gian. Các dịch vụ chuyển mạch thông thường được hỗ trợ với tốc độ trên
giao diện vô tuyến đạt đến 28,8 kbps. Đối với tất cả các dịch vụ, sử dụng đa kênh
thời gian được hỗ trợ để thu được 8 lần tốc độ bit cung cấp bởi 1 khe thời gian đơn,
tạo nên tốc độ đỉnh đối với chuyển mạch gói là 554 kbit/s.

Đ LÂM ĐT-VT K.28
16
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
Hình 1. 10 : Cấu trúc mạng EDGE
Từ GPRS phát triển lên EDGE:

Thực hiện
Mới
Điều chế, mã hóa.
Máy thu, phát vô tuyến.
Điều chỉnh Phần cứng và phần mềm.
Giữ nguyên
Độ rộng băng sóng mang.
Quy hoạch mạng vô tuyến.
Bất lợi của EDGE ở chỗ tỉ lệ mã hoá tăng lên làm tăng nhiều độ phức tạp khi
sử dụng mạch trung hoà tối ưu. Tỉ lệ bit tăng lên so với GSM/GPRS chuẩn cũng
giảm độ thô đối với tính rời rạc thời gian và vận tốc di chuyển của thuê bao di động.
EDGE cũng có thể xem xét như một giải pháp kỹ thuật cho các nhà khai thác
không sở hữu bất kỳ một giấy phép nào về UMTS.

Đ LÂM ĐT-VT K.28
Quản lý mạng (NMS)
ISDN
PSDN
PSPDN
X25
CSPDN
MS
Gb
BSC
GMSC
NSS
MSC/VLR
A
BTS
TRAU

HLR/AuC/EIR
V
A
S
I
N
Lõi mạng gói E-GPRS
SGSN GGSN
Mạng dữ liệu khác
Internet
Um
17
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
1.3.3.3. Hệ thống thông tin di động 3G – W CDMA
UMTS là hệ thống viễn thông di động toàn cầu của châu Âu dựa trên công
nghệ WCDMA. Mục đích của UMTS là cung cấp cho người sử dụng thông tin cá
nhân truy cập vào dải băng rộng để sử dụng các dịch vụ mới. UMTS cung cấp
thông tin cá nhân di động multimedia định hướng. Đồng thời UMTS cung cấp dịch
vụ roaming toàn cầu. UMTS được thương mại hóa ở Nhật và ở châu Âu. Ở Nhật,
mấu chốt của UMTS là mang lại dung lượng cho thoại. Ở châu Âu, mấu chốt là
tăng yêu cầu của các dịch vụ multimedia và khả năng sử dụng các ứng dụng dữ liệu
tốc độ cao.
UMTS kết hợp các công nghệ mới với hệ thống và các dịch vụ của GSM hiện
tại. ERC đã qui định phổ mới trên băng tần số 2GHz đối với mặt đất.
Phổ này bao gồm:
• Băng tần kép (1920-1980 MHz + 2110-2170 MHz).
• Băng tần đơn (1900-1920 MHz + 2010-2025 MHz).
Có hai chế độ được định nghĩa là FDD và TDD. Cả hai chế độ đều là CDMA
băng rộng (WCDMA) với độ rộng kênh vô tuyến là 5 MHz và đã được phát triển
nhằm sử dụng tối đa hiệu quả và lợi ích của CDMA.

1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250
15 20
60
30 15
60
30
DECT
UMTS
TDD
UMTS
FDD
UMTS
Satellite
UMTS
TDD
Hình 1. 11: Sử dụng phổ UMTS
TD/CDMA được sử dụng trên băng tần đơn. Lợi ích của TD/CDMA là khả
năng quản lý lưu lượng không song công (lưu lượng giữa đường lên và đường
xuống khác nhau). Bởi TD/CDMA có đường lên và đường xuống ở trên cùng một

Đ LÂM ĐT-VT K.28
18
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
băng tần chỉ phân cách về mặt thời gian, nên đối với việc truyền số liệu không cân
bằng giữa đường lên và đường xuống, hiệu quả phổ của TD/CDMA sẽ cao hơn so
với WCDMA (ấn định hai băng tần riêng cho đường lên và đường xuống). Lấy
Internet là một ví dụ điển hình, rất nhiều thông tin được tải xuống từ các trang WEB
mà rất ít thông tin được gửi đi.
Tổng quát, từ 2,5G (GPRS/EDGE) phát triển lên UMTS:
Thực hiện

Mới
Giao diện vô tuyến WCDMA (UE, Node B)
Giao diện mạng truy nhập vô tuyến RAN
(Iub (Node B-RNC) và Iur (RNC-RNC))
Giao diện mạng lõi: Iu (MSC-RNC và SGSN-RNC)
Điều chỉnh MSC và SGSN cho giao diện Iu
Giữ nguyên
Mạng lõi chuyển mạch kênh (HLR-AuC)
Mạng lõi chuyển mạch gói (GGSN)
So sánh hai tiêu chuẩn WCDMA và cdma2000
• Những điểm giống nhau:
 Đều dựa trên công nghệ trải phổ trực tiếp.
 Đều đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của IMT-2000.
+ Duy trì hỗ trợ các dịch vụ truyền thống.
+ Hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao, dữ liệu gói và truy nhập IP.
• Những điểm khác nhau được chỉ ra ở bảng sau:
Bảng 1. 2: So sánh CDMAOne và CDMA2000 1X

Đ LÂM ĐT-VT K.28
19
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ H THNG DI ĐNG 3G
Các thông số WCDMA cdma2000
Phương thức truy
nhập và ghép kênh
Không có chế độ đa sóng mang Có chế độ đa sóng mang
Băng thông 5 MHz Nx1,25 MHz (N=1,3,6,9,12)
Tốc độ chip
3,84 Mcps N x 1,2288 Mcps
(N=1,3,6,9,12)
Điều chế

QPSK (cho cả hai hướng) QPSK (BTS-MS), BPSK (MS-
BTS)
Cấu trúc khung tín
hiệu
10 ms đối với lớp vật lý
10, 20, 40, 80 ms đối với lớp
truyền dẫn
5 ms đối với báo hiệu
20, 40, 80 đối với lớp vật lý
Mã hóa kênh
Dùng mã có hệ số trtải phổ biến
thiên trực giao (OVSF), từ 4 -
256 bit
Dùng mã Walsh, từ 4 - 128 bit
Mã nhận dạng đối với
sector
Dùng 512 mã ngẫu nhiên hóa,
mỗi mã nhận dạng một sector
riêng biệt.
Dùng chung một mã PN ngắn,
nhưng sử dụng 512 giá trị PN
offset khác nhau để nhận dạng
các sector khác nhau.
Mã nhận dạng MS
Dùng mã ngẫu nhiên hóa, gắn
bởi séc tơ để nhận dạng MS
Dùng chung một mã PN dài, tạo
ra các giá trị PN offset khác
nhau theo số seri thiết bị của
MS để nhận dạng các MS khác

nhau.
Hoạt động giữa các
Cell
Các Cell thu phát không cần
đồng bộ
Các Cell thu phát được đồng bộ
theo GPS
Điều khiển công suất 1500 lần/ giây 800 lần/ giây
Nhà cung cấp
Ericsson, Nokia, Nortel,
Motorola, Alcatel, Lucent
Qualcomm, Lucent, Nortel,
Motorola, Samsung, Ericsson

Đ LÂM ĐT-VT K.28
20
Chương 3 : CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG WCDMA
CHƯƠNG 2
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ WCDMA CỦA MOBIFONE
2.1. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG MOBIFONE
Công ty Thông tin di động Việt Nam (Vietnam Mobile Telecom Services
Company - VMS), là doanh nghiệp nhà nước hạng một trực thuộc Tập đoàn Bưu
chính Viễn thông Việt nam (VNPT). Được thành lập vào ngày 16 tháng
4 năm 1993, VMS là doanh nghiệp đầu tiên khai thác dịch vụ thông tin di
động GSM 900/1800 với thương hiệu MobiFone. Đánh dấu cho sự khởi đầu của
ngành thông tin di động Việt Nam.
Lĩnh vực hoạt động chính của MobiFone là tổ chức thiết kế xây dựng, phát
triển mạng lưới và triển khai cung cấp dịch vụ mới về thông tin di động có công
nghệ, kỹ thuật tiên tiến hiện đại và kinh doanh dịch vụ thông tin di động công nghệ
GSM 900/1800 trên toàn quốc.

Ngày 19 tháng 5 năm 1995, Công ty Thông tin di động đã ký Hợp đồng hợp
tác kinh doanh (BCC) có hiệu lực trong vòng 10 năm với Tập đoàn
Kinnevik/Comvik (Thụy điển). Đây là một trong những hợp đồng hợp tác kinh
doanh có hiệu quả nhất tại Việt Nam. Thông qua hợp đồng hợp tác kinh doanh
BCC, MobiFone đã tranh thủ được các nguồn lực quan trọng để xây dựng, vận hành
mạng lưới và cung cấp dịch vụ thông tin di động đầu tiên tại Việt Nam, đó là: vốn,
công nghệ, kinh nghiệm quản lý, kinh doanh, đào tạo nguồn nhân lực.
Trong suốt 15 năm qua, Mobifone luôn là mạng di động dẫn đầu tại Việt Nam
về cả số lượng thuê bao lẫn chất lượng dịch vụ. Tính đến tháng 4/2008, Mobifone
đã có hơn 15 triệu thuê bao, và phấn đấu trong năm nay sẽ đạt được 21 triệu thuê
bao cùng doanh thu khoảng trên 16.000 tỉ đồng. Mobifone cũng đặt mục tiêu trong
năm tới đạt 30 triệu thuê bao, và năm 2010 là 34 triệu thuê bao di động.
Chiều 13/8, MobiFone đã chính thức nhận giấy phép 3G từ Bộ Thông tin và
Truyền thông. Giấy phép chính thức có hiệu lực từ ngày 15/9. Cũng kể từ thời điểm

Đ LÂM ĐT-VT K.28
21
Chương 3 : CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG WCDMA
này, các cam kết về triển khai 3G của MobiFone chính thức có hiệu lực.Theo đúng
cam kết trong hồ sơ thi tuyển, MobiFone sẽ phủ sóng 100% đô thị đông dân thuộc
63 tỉnh thành phố trên toàn quốc sau 3 tháng kể từ ngày chính thức nhận giấy
phép.Dự kiến vào thời điểm chính thức cung cấp, MobiFone sẽ hoàn thành việc lắp
đặt và phát sóng 2.400 trạm BTS 3G và trong vòng 3 năm sẽ hoàn thành lắp đặt
khoảng 7.700 trạm BTS 3G (tên kỹ thuật là Node B).
Mobifone không ngừng nổ lực xây dựng cơ sở hạ tầng và tiềm lực vững chắc ,
sẵn sàng cho hội nhập và cạnh tranh trên thị trường thông tin di động . Với đội ngũ
hơn 3000 cán bộ công nhân viên của Mobifone luôn sẵn sàng đáp ứng nhanh nhất
và hiệu quả nhất của khách hàng.
2.2. KỸ THUẬT TRẢI PHỔ
Tín hiệu sau trải phổ chiếm một độ rộng băng truyền dẫn lớn hơn gấp nhiều

lần độ rộng băng tối thiểu cần thiết để truyền thông tin đi. Sự trải phổ được thực
hiện bởi tín hiệu trải phổ được gọi là mã trải phổ, mã trải phổ này độc lập với dữ
liệu. Tại phía thu, việc nén phổ (khôi phục lại thông tin ban đầu) được thực hiện bởi
sự tương quan giữa tín hiệu thu được với bản sao đồng bộ của mã trải phổ sử dụng
ở phía phát.
Trong các hệ thống thông tin việc sử dụng hiệu quả băng tần là vấn đề được
quan tâm hàng đầu. Các hệ thống được thiết kế sao cho độ rộng băng tần càng nhỏ
càng tốt. Trong W-CDMA để tăng tốc độ truyền dữ liệu, phương pháp đa truy cập
kết hợp TDMA và FDMA trong GSM được thay thế bằng phương pháp đa truy cập
phân chia theo mã CDMA hoạt động ở băng tần rộng (5MHz) gọi là hệ thống thông
tin trải phổ. Đối với các hệ thống thông tin trải phổ (SS : Spread Spectrum) độ rộng
băng tần của tín hiệu được mở rộng trước khi được phát. Tuy độ rộng băng tần tăng
lên rất nhiều nhưng lúc này nhiều người sử dụng có thể dùng chung một băng tần
trải phổ, do đó mà hệ thống vẫn sử dụng băng tần có hiệu quả đồng thời tận dụng
được các ưu điểm của trải phổ. Ở phía thu, máy thu sẽ khôi phục tín hiệu gốc bằng
cách nén phổ ngược với quá trình trải phổ bên máy phát.
Có ba phương pháp trải phổ cơ bản sau :

Đ LÂM ĐT-VT K.28
22
Chương 3 : CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG WCDMA
Trải phổ dãy trực tiếp (DSSS : Direct Sequence Spreading Spectrum) : Thực
hiện trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với một tín hiệu giả ngẫu nhiên có tốc
độ chip cao hơn rất nhiều so với tốc độ bit.
Trải phổ nhảy tần (FHSS : Frequency Hopping Spreading Spectrum): Hệ thống
FHSS thực hiện trải phổ bằng cách nhảy tần số mang trên một tập các tần số. Mẫu
nhảy tần có dạng mã ngẫu nhiên. Tần số trong khoảng thời gian một chip T
C
được
cố định không đổi. Tốc độ nhảy tần có thể thực hiện nhanh hoặc chậm, trong hệ

thống nhảy tần nhanh nhảy tần thực hiện ở tốc độ cao hơn tốc độ bit của bản tin, còn
trong hệ thống nhảy tần thấp thì ngược lại.
Trải phổ nhảy thời gian (THSS : Time Hopping Spreading Spectrum) : Thực
hiện trải phổ bằng cách nén một khối các bit số liệu và phát ngắt quảng trong một
hay nhiều khe thời gian. Mẫu nhảy tần thời gian sẽ xác định các khe thời gian được
sử dụng để truyền dẫn trong mỗi khung.
Trong 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 bằng cách nén phổ. Các tín hiệu khác xuất hiện ở dạng nhiễu
phổ rộng, công suất thấp giống tạp âm. Trong các hệ thống FHSS và THSS mỗi
người sử dụng được ấn định một mã ngẫu nhiên sao cho không có cặp máy phát nào
dùng chung tần số hoặc khe thời gian, như vậy các máy phát sẽ tránh bị xung đột.
Nói cách khác DSSS là kiểu hệ thống lấy trung bình, FHSS và THSS là kiểu hệ
thống tránh xung đột. Hệ thống thông tin di động công nghệ W CDMA chỉ sử dụng
DSSS nên ta chỉ xét kỹ thuật trải phổ DSSS.
2.2.1. Nguyên lý trải phổ DSSS
Trải phổ dãy trực tiếp (DSSS : Direct Sequence Spreading Spectrum) : Thực
hiện trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với một tín hiệu giả ngẫu nhiên có tốc
độ chip cao hơn rất nhiều so với tốc độ bit
Tốc độ chip tín hiệu giả ngẫu nhiên và tốc độ bit được tính theo công thức sau :
R
C
= 1/T
C
(2.1)

Đ LÂM ĐT-VT K.28
23
Chương 3 : CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG WCDMA
R

b
= 1/T
b
(2.2)
Trong đó :
R
C
: tốc độ chip tín hiệu giả ngẫu nhiên.
R
b
: tốc độ bit.
T
C
: thời gian một chip.
T
b
: thời gian một bit.

Đ LÂM ĐT-VT K.28
T
b
= T
n
T
b
= T
n
T
c
T

b
: Thời gian một bit của luồng số cần phát
T
n
: Chu kỳ của mã giả ngẫu nhiên dùng cho trải phổ
T
C
: Thời gian một chip của mã trải phổ
Hình 2.1 : Cấu trúc trải phổ chuỗi trực tiếp
24
Chương 3 : CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG WCDMA
Hình 2.2. Mô hình trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS)
2.2.2. Dãy giả ngẫu nhiên
 Các chỉ tiêu ngẫu nhiên :
Tín hiệu ngẫu nhiên là tín hiệu không thể xác định đuợc chính xác sự biến đổi
tiếp theo của tín hiệu, chỉ có sự miêu tả bằng các phương pháp thống kê. Tuy nhiên
tín hiệu giả ngẫu nhiên thì không hoàn toàn ngẫu nhiên. Nó là các tín hiệu có chu kỳ
xác định và có thể dự đoán trước được ở cả phía thu và phía phát. Đối với các đối
tượng trái phép thì sự xuất hiện của nó là ngẫu nhiên. Trong các hệ thống thông tin
di động các mã trải phổ được xét là các mã nhị phân nên ta chỉ xét đến dãy mã nhị
phân .
Gồm những chỉ tiêu như sau :
 Tính cân đối : Trong mỗi chu kỳ của dãy mã, số bit 1 và số bít
0 khác nhau nhiều nhất là một đơn vị .
 Tính chạy : Một bước chạy được định nghĩa là các dãy bít
cùng loại. Sự xuất hiện của một bít khác loại được xem như là bắt đầu của
một bước chạy mới. Trong số bước chạy của một chu kỳ, để thỏa mãn

Đ LÂM ĐT-VT K.28
25