đề tài “kỹ thuật điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba umts”

Đồ án tốt nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
Sự phát triển của các hệ thống viễn thông di động trên toàn thế giới đã trải
qua được ba thế hệ, với rất nhiều các kiểu hệ thống khác nhau. Từ các hệ thống
tương tự ở thế hệ thứ nhất đến các hệ thống số ở các thế hệ tiếp theo và hiện nay
còn đang được triển khai phát triển ở các hệ thống viễn thông di động thế hệ thứ tư.
Trong đó hệ thống viễn thông di động đa năng UMTS thuộc về thế hệ viễn
thông di động thứ ba đã được đề xuất bởi Tổ Chức Tiêu Chuẩn Viễn Thông Châu
Âu ETSI và Liên Đoàn Kinh Doanh Và Công Nghiệp Vô Tuyến ARIB của Nhật.
Hệ thống UMTS được xây dựng trên cơ sở của mạng GSM là mạng đã được sự
thừa nhận của hầu hết các quốc gia trên toàn thế giới. Nhiều nước hàng đầu trên thế
giới đã triển khai hệ thống 3G của mình theo UMTS như các nước ở Châu Âu, Nhật
Bản và trong đó có Viêt Nam. Mạng UMTS hiện đang được Viettel, Mobifone,
Vinaphone là ba nhà mạng chiếm thị phần chính ở Việt Nam triển khai và phát
triển.
Kỹ thuật điều khiển công suất là một trong những kỹ thuật được sử dụng
trong việc quản lý tài nguyên mạng vô tuyến trong UMTS. Nhằm mục đính giải
quyết hiện tượng gần xa tránh được sự can nhiễu giữa các tín hiệu thu được của
những người sử dụng khác nhau.
Trên những cơ sở đấy em đã quyết định trọn đề tài “Kỹ thuật điều khiển
công suất trong hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba UMTS”. Đề tài được thực
hiện với mục đính có thể nắm được một cách cơ bản về hệ thống cũng như các kỹ
thuật quản lý tài nguyên vô tuyến và hiểu rõ về các kỹ thuật điều khiển công suất
trong hệ thống UMTS.
Mặc dù bản thân đã rất cố gắng và được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo
hướng dẫn TS. Trần Mạnh Hoàng song do trình độ hiểu biết của bản thân còn nhiều
hạn chế, thời gian chuẩn bị ngắn, nguồn tài liệu không nhiều, nên không tránh khỏi
thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo thêm của thầy giáo hướng dẫn, sự góp
1
Đồ án tốt nghiệp
ý của các thầy cô giáo khoa Điện tử-Viễn thông cũng như của các bạn sinh viên, để

em khắc phục những thiếu sót đó để hoàn thiện thêm kiến thức của mình.
Em xin chân thành cám ơn thầy giáo hướng dẫn TS. Trần Mạnh Hoàng đã
tận tình chỉ bảo cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Sinh viên

2
Đồ án tốt nghiệp
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Đồ án được chia làm bốn chương với nội dung nghiên cứu chủ yếu là kỹ
thuật điều khiển công suất trong hệ thống viễn thông UMTS.
Nội dung chính của từng chương:
Chương 1: Hệ thống viễn thông di động thế hệ thứ ba UMTS
Giới thiệu một cách cơ bản về hệ thống viễn thông thế hệ thứ ba UMTS như
là nguồn gốc của hệ thống UMTS, kiến trúc mạng UMTS,các loại kênh vô tuyến,
một số đặc điểm cơ bản như trải phổ và đa truy nhập phân chia theo mã, giao diện
vô tuyến, quy hoạch tần số và các loại chất lượng dịch vụ.
Chương 2: Các kỹ thuật quản lý tài nguyên vô tuyến trong hệ thống UMTS
Trình bầy về các kỹ thuật quản lý tài nguyên mạng vô tuyến và tầm quan
trọng của nó trong mạng UMTS như kỹ thuật điều khiển công suất, điều khiển
chuyển giao, điều khiển cho phép, điều khiển tải, điều khiển tải, lập biểu gói.
Chương 3: Kỹ thuật điều khiển công suất theo bước DSSPC và kỹ thuật điều
khiển công suất phân tán DPC
Nghiên cứu hai thuật toán điều khiển công suất thông minh là DSSPC và
DPC.
Chương 4: Kết quả tính toán và mô phỏng
Đưa ra các kết quả tính toán để mô phỏng hai thuật toán DSSPC và DPC
3
Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC

3.3.1 Điều khiển công suất phân tán và điều khiển công suất tập trung 70
3.3.1 Điều khiển công suất phân tán và điều khiển công suất tập trung 70
DANH SÁCH HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN
4
Đồ án tốt nghiệp
DANH SÁCH BẢNG BIỂU

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập
AICH
Acquisition Indication
Channel
Kênh chỉ thị bắt
AMPS
Advanced Mobile Phone
System
Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến
ARIB
Association of Radio
Industries and Businesses
Liên đoàn kinh doanh và công nghệ vô
tuyến
5
Đồ án tốt nghiệp
AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực
BCCH Broadcast Channel Kênh quảng bá
BG Border Gatway Cổng biên giới
CCH Control Channel Kênh điều khiển
CD/CA-
ICH

Collision Detection/ Channel
Assignment Indicator Channel
Kênh chỉ thị ấn định kênh/ phát hiện
xung đột
CD/CA-
ICH
Collision Detection/Channel
Assignment Indicator Channel
Kênh chỉ thị ấn định kênh/ Phát hiện
xung đột
CDMA
Code Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chia theo mã
CN Core Network Mạng lõi
CPCH Common Physical Channel Kênh vật lý chung
CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung
CRC Cyclic Redundancy Check Mã dịch vòng
CRNC Control RNC RNC điều khiển
CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh
CSCF Call State Control Function
Chức năng điều khiển trạng thái cuộc
gọi
CSICH
CPCH Status Indicator
Channel
Kênh chỉ thị trạng thái CPCH
CSPDN
Circuit Switch Public Data
Network

Mạng số liệu công cộng chuyển mạch
kênh
6
Đồ án tốt nghiệp
CTCH Common Traffic Channel Kênh lưu lượng chung
D/A Digital/Analog
Bộ chuyển đổi tín hiệu số thành tương
tự
DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng
DPCCH
Dedicated Physical Control
Channel
Kênh điều khiển vật lý riêng
DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý riêng
DPCH Downlink Physical Channel Kênh vật lý đường xuống
DPDCH
Dedicated Physical Data
Channel
Kênh vật lý số liệu riêng
DRNC
Drift Radio Network
Controller
Bộ điều khiển mạng vô tuyến trôi
DSSS
Direct Sequence Spread
Spectrum
Trải phổ chuỗi trực tiếp
DS-CDMA Direct Sequence - Code
Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo mã trải

phổ chuỗi trực tiếp
DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống
DTCH Dedicated Traffic Channel Kênh lưu lượng riêng
EDGE
Enhanced Data Rates for GSM
Evolution
Tốc độ số liệu tăng cường để phát triển
GSM
EIR Equipment Identity Register Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị
ETSI
European Telecommunication
Standard Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu
7
Đồ án tốt nghiệp
FACCH
Fast Associated Control
Channel
Kênh điều khiển liên kết nhanh
FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống
FDD Time Division Duplex Ghép kênh phân chia theo tần số
GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng
GMSC
Gateway Mobile Service
Switching Center
Trung tâm chuyển mạnh các dịch vụ di
động cổng
GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp
GSM
Global System for Mobile

Communication
Hệ thống thông tin di động toàn cầu
HE Home Environment Môi trường nhà
HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú
HSCSD
High Speed Circuit Switched
Data
Dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao
HSS Home Subscriber Server
Dịch vụ thuê bao thường trú (Đăng ký
thường trú)
IF Intermediate Frequency Trung tần
IMSI
International Mobile Station
Identity
Nhận dạng trạm di động quốc tế
IP Internet Protocol Giao thức Internet
ISDN
Integrated Service Digital
Network
Mạng số liên kết đa dịch vụ
IWF Internetworking Function Chức năng tương tác mạng
8
Đồ án tốt nghiệp
LAI Location Area Identity Nhận dạng vùng định vị
LoCH Logic Channel Các kênh logic
MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập trung gian
MCC Mobile Country Code Mã nước
ME Mobile Equipment Thiết bị di động
MGCF Media Gateway Control

Function
Chức năng điều khiển cổng các phương
tiện
MGW Media Gateway Cổng các phương tiện
MNC Mobile Network Code Mã mạng
MRF Multimedia Resource Function Chức năng tài nguyên đa phương tiện
MS Mobile Station Trạm di động
MSC
Mobile Service Switching
Center
Trung tâm chuyển mạnh các dịch vụ di
động
MSIN
Mobile Station Identity
Number
Số nhận dạng trạm di động
MSISDN
Mobile Station ISDN
Số thuê bao
MSRN
Mobile Station Random
Number
Số lưu động của trạm di động
NMT Nordic Mobile Telephone
Hệ thống điện thoại di động vùng Bắc
Âu
OMC
Operation and Management
Center
Hệ thống khai thác và bảo dưỡng mạng

9
Đồ án tốt nghiệp
PACCH
Packet Associated Control
Channel
Kênh điều khiển liên kết gói
PAGCH Packet Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập gói
PCCCH
Packet Common Control
Channel
Kênh điều khiển chung gói
P-CCPCH

Primary Common Control
Physical Channel
Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp
PCCH Paging Control Channel Kênh tìm điều khiển tìm gọi
PCPCH
Physical Common packet
Channel
Kênh vật lý gói chung
PDC Personal Digital Cellular Tế bào số cá nhân
PDN Packet Data Network Mạng dữ liệu gói
PDSCH
Physical Downlink Shared
Channel
Kênh vật lý chia sẻ đường xuống
PDP Packet Data Protocol Giao thức số liệu gói
PDTCH Packet Data Traffic Channel Các kênh lưu lượng số liệu gói
PICH Paging Indicator Channel Kênh chỉ thị tìm gọi

PIN
Personal Identification
Number
Số nhận dạng cá nhân
PhCH Physical Channal Kênh vật lý
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động công cộng mặt đất
PN Pseudo Noise Giả tạp âm
10
Đồ án tốt nghiệp
PRACH
Physical Random Access
Channel
Kênh truy nhập vật lý ngẫu nhiên
PRACH
Packet Random Access
Channel
Kênh truy nhập ngẫu nhiên gói
PS Packet Switch Chuyển mạch gói
PSK Phase Shift Keying Khoá dịch pha
PSPDN
Packet Switch Public Data
Network
Mạng số liệu công cộng chuyển mạch
gói

PSTN
Public Switch Telephone
Network
Mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng

P-TMSI
Packet- Temporary Mobile
Subscriber Identity
Các số nhận dạng tạm thời gói
QPSK Quadrate Phase Shift Keying Khoá dịch pha vuông góc
QoS Quality Of Service Các loại lưu lượng và dịch vụ
RA Routing Area Vùng định tuyến thuê bao
RAB Radio Access Bearer Vật mang truy nhập vô tuyến
RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến (cao tần)
RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến
11
Đồ án tốt nghiệp
RNS Radio Network System hệ thống mạng vô tuyến
R-SGW Roaming Signaling Gateway Cổng báo hiệu chuyển mạng
S-CCPCH
Secondary Common Control
Physical Channel
Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp
SCH Synchronous Channel Kênh đồng bộ
SF Spreading Factor Hệ số trải phổ
SGSN Serving GPRS Support Note Điểm hỗ trợ GPRS phục vụ
SRNC
Serving Radio Network
Controller
Bộ điều khiển mạng vô tuyến phục vụ
TACS
Total Access Communication
System

Hệ thống truyền thông truy nhập toàn
bộ
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn
TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng
TDD Time Divede Duplex Ghép kênh phân chia theo tần số
TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối
TMSI
Temporary Mobile Station
Identity
Số nhận dạng thuê bao di động tạm
thời
TRAU
Transponder Rate Adaptor
Unit
Khối thích ứng tốc độ chuyển đổi mã
T-SGW Transport Signalling Gateway Cổng báo hiệu truyền tải
UE User Equipment Thiết bị của người sử dụng
UICC UMTS IC card Thẻ IC UMTS
12
Đồ án tốt nghiệp
UMTS
Universal Mobile
Telecommunication System
Hệ thống viễn thông di động đa năng
UPCH Uplink Physical Channel Kênh vật lý đường lên
USIM
UMTS subscriber Identity
Module
Mô-đun nhận dạng thuê bao
UTRAN

UMTS Terrestrial Radio
Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
UMTS
VLR Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú
VoIP Voice Over IP Thoại trên nền IP
W-CDMA
Wideband Code Division
Đa truy nhập vô tuyến phân chia theo
mã băng rộng
13
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG VIỄN THÔNG DI ĐỘNG THẾ
HỆ THỨ BA UMTS
1.1 Giới thiệu chương
Mục đích của chương 1 cần đạt được là hiểu rõ về nguồn gốc của hệ thống
viễn thông thế hệ thứ ba UMTS thông qua chủ đề “Sự ra đời của hệ thống viễn
thông UMTS” cùng với việc đi vào tìm hiểu kỹ hơn về mạng UMTS thông qua hai
chủ đề tiếp theo là “Một số đặc điểm của hệ thống UMTS” và “Kiến trúc mạng
viễn thông UMTS”
1.2 Sự ra đời của hệ thông viễn thông UMTS
1.2.1 Lịch sử phát triển của các hệ thống viễn thông
Sự phát triển của các hệ thống viễn thông di động trên toàn thế giới đã trải
qua được ba thế hệ, với rất nhiều các kiểu hệ thống khác nhau. Từ các hệ thống
tương tự ở thế hệ thứ nhất đến các hệ thống số ở các thế hệ tiếp theo và hiện nay
còn đang được tiếp tục triển khai phát triển vào các hệ thống viễn thông di động ở
thế hệ thứ tư.
Các hệ thống viễn thông thế hệ thứ nhất
Các hệ thống viễn thông thế hệ thứ nhất là các hệ thống điện thoại di động
theo công nghệ tương tự được ra đời vào khoảng thời gian cuối những năm 1970

đầu những năm 1980. Hệ thống sử dụng kỹ thuật phân chia theo tần số FDMA và
điều tần FM. Hệ thống đơn thuần hỗ trợ dịch vụ thoại, chất lượng kém, tính bảo mật
thấp. Trong đó có ba hệ thống điển hình là :
+ Hệ thống điện thoại di động vùng Bắc Âu (NMT: Nordic Mobile
Telephone) vào năm 1981 ở băng tần 450 MHz
14
Đồ án tốt nghiệp
+ Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến (AMPS: Advanced Mobile Phone
System) triển khai tại Bắc Mỹ
+ Hệ thống truyền thông truy nhập toàn bộ (TACS: Total Access
Communication System) triển khai tại Anh vào năm 1985
Các hệ thống viễn thông thế hệ thứ hai
Sử dụng thành tựu của công nghệ kỹ thuật số, các hệ thống viễn thông thế hệ
thứ hai đã có được những bước tiến quan trọng so với hệ thống tương tự. Ngoài lĩnh
vực viễn thông truyền tiếng nói bằng kỹ thuật số, một loạt các dịch vụ số mới với
tốc độ truyền dữ liệu thấp đã trở nên phong phú và đa dạng. Bao gồm “mobile fax’
(chuyển fax di động), gửi thư tiếng nói, và dịch vụ gửi tin nhanh (short message
service – SMS). Những hệ thống của thế hệ thứ hai (2G) sử dụng công nghệ đa truy
nhập là TDMA và CDMA. Một số hệ thống điển hình:
+ Hệ thống truyền thông di động toàn cầu (GSM) được chuẩn hóa tại Châu
Âu bởi Tổ Chức Tiêu Chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) là một tiêu
chuẩn toàn cầu được sự thừa nhận của hầu hết các quốc gia trên toàn thế
giới.
+ IS-95 (CDMA one) – CDMA triển khai tại Mỹ và Hàn Quốc.
+ Các dịch vụ điện thoại di động tiên tiến kỹ thuật số (D-AMPS) do Hội
Công nghiệp Viễn thông (TIA) định chuẩn.
+ PDC (Personal Digital Cellular) – TDMA, Triển khai tại Nhật Bản vào
năm 1991.
Các hệ thống viễn thông thế hệ thứ hai (2G) cải tiến
Các mạng thế hệ 2G cải tiến khai thác các nhu cầu đối với dịch vụ dữ liệu

mobile, với khả năng có những tốc độ dữ liệu cao hơn so với các dịch vụ 2G thuần
túy.
15
Đồ án tốt nghiệp
+ Dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao (HSCSD: Data Switched Circuit
Speed Hight) bằng cách tận dụng khả năng sẵn có của GSM với tối đa 8
kênh TCH trọn tốc thì HSCSD có thể đạt tới tốc độ tối thiểu là 76,8 kb/s
và còn có thể lên tới 115 kb/s nếu sử dụng thêm một số những kỹ thuật
giảm thủ tục rườm rà. HSCSD tận dụng cấu trúc mạng GSM và không
cần có những chỉnh sửa đối với cơ cấu hạ tầng của mạng chỉ trừ việc cập
nhật phần mềm.
+ Dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS: Services Radio Packet General) là
dịch vụ chuyển mạch gói không giống với GSM và HSCSD là dịch vụ
chuyển mạch kênh. Đây là một bước quan trọng trong sự trưởng thành
của GSM mang lại sự hội tụ gần gũi hơn của IP và tính di động. GPRS
cho ra các dịch vụ phi thời gian với tốc độ dữ liệu lên tới 171 kb/s.
+ Những tốc độ dữ liệu nâng cao cho phát triển của mạng GSM (EDGE :
Enhance Data rate for GSM Evolution). Công nghệ EDGE ra đời đã
nâng được dung lượng và tốc độ truyền dữ liệu của cả hai mạng chuyển
mạch kênh HSCSD và chuyển mạch gói GPRS. Điều này thực hiện được
là nhờ việc thiết lập một giao diện sóng radio mới liên kết với khóa mã sử
dụng trong GSM (GMSK) là khóa dịch pha bát phần (8-PSK). Phương
pháp điều chế mới này cho phép các tốc độ dữ liệu của HSCSD và GPRS
có sẵn có thể mở rộng lên đến ba lần cho từng kênh. EDGE có thể đạt tới
400 kb/s đối với các dịch vụ chất lượng cao.
Các hệ thống viễn thông thế hệ thứ ba
Sự bức thiết về những hệ thống di động lại có thể truy cập vào được các dịch
vụ đa phương tiện băng rộng, tốc độ cao như những gì đã có ở các mạng cố định.
Mà các dịch vụ này nằm ngoài khả năng của các mạng 2G (cung cấp các dịch vụ có
tốc độ thấp). Đã dẫn tới sự phát triển của các hệ thống 3G với nền tảng là sự hội tụ

của những công nghệ dựa trên giao thức Internet và di động.
16
Đồ án tốt nghiệp
Việc tiêu chuẩn hóa các hệ thống 3G do Liên đoàn Viễn thông Quốc tế thực
hiện. Trên phương diện toàn cầu, đó là hệ thống viễn thông Di động Quốc tế 2000
(IMT-2000).
Ban đầu các hệ thống 3G được dự kiến như một chuẩn chung thống nhất trên
thế giới, nhưng thực tế theo IMT-2000 thế giới 3G được chia làm 3 phần:
+ Hệ thống viễn thông di động đa năng UMTS (WCDMA) của tổ chức
ETSI ở Châu Âu và ARIB ở Nhật Bản.
+ Đa truy nhập đồng bộ phân kênh theo thời gian TD-SCDMA của tổ chức
RITT ở Trung Quốc.
+ CDMA2000 phát triển từ IS-95 của tổ chức TIA ở Mỹ.
Các hệ thống thế hệ thứ tư
Với yêu cầu ngày càng cao của người sử dụng , mạng 3G vẫn chưa đủ nhanh
để có thể đáp ứng được yêu cầu của các ứng dụng chuyển động. Ví dụ như bạn
không thể chát video trên các mạng 3G hiện nay khi đang chuyển đông, chẳng hạn
như khi ở trên tầu. Tuy nhiên mạng 4G lại có thể thực hiện rất tốt chuyện này và lại
còn tăng thêm tốc độ truyền dẫn dữ liệu. Cuộc đua phát triển mạng viễn thông lên
4G hiện tại vẫn chưa ngã ngũ. Hai đối thủ còn lại trong cuộc đua là WMAX di động
và LTE. Cả hai đều đang được rất nhiều các đại gia tài trợ phát triển
WMAX có lợi thế phát triển sớm hơn so với LTE, các mạng WMAX đã
được triển khai và các thiết bị WMAX cũng đã có mặt trên thị trường. Tuy nhiên
LTE lại được hiệp hội các nhà khai thác GSM (GSM Association ) chấp nhận là
công nghệ băng rộng tương lai của hệ thống di động hiện tại đang chiếm lĩnh thị
trường di động toàn cầu với hơn 2,5 tỉ thuê bao. Và còn quan trọng hơn LTE cho
phép tận dụng cơ sở hạ tầng GSM có sẵn (tuy vẫn cần thêm đầu tư thiết bị ) còn
WMAX thì phải xây dựng lại từ đầu . Nên cuộc đua phát triển lên 4G hiện giờ vẫn
rất căng thẳng, liệu rằng ai sẽ chiến thắng hay cả hai sẽ hợp thành một chuẩn 4G
chung duy nhất trong tương lai.

17
Đồ án tốt nghiệp
1.2.2 Hệ thống viễn thông di động quốc tế cho năm 2000 (IMT-2000)
Bộ phận tiêu chuẩn của ITU-R (Liên minh Viễn thông Quốc tế - bộ phận vô
tuyến) đã xây dựng các tiêu chuẩn cho IMT-2000. 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 sẽ được đưa vào phục vụ từ năm 2001.
Các hệ thống 3G sẽ cung cấp rất nhiều dịch vụ viễn thông bao gồm: thoại, số liệu
tốc độ bít thấp và bít 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:
+ Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz :
- Đường lên : 1885-2025 MHz
- Đường xuống : 2110-2200 MHz
+ Là hệ thống thông tịn 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
+ Sử dụng trong các môi trường khai thác khác nhau:
- Trong công sở
- Ngoài đường
- Trên xe
- Vệ tinh
+ Có thể hỗ trợ các dịch vụ như:
18
Đồ án tốt nghiệp
- Môi trường thông tin nhà ảo (VHF: Virtual Home Environment) 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 thì mội trường hoạt động của
IMT-2000 được chia thành bốn vùng với các tốc độ phục vụ như sau:
Hình 1.1: Phân vùng dịch vụ cho IMT-2000
- Vùng 1: Trong nhà, ô pico, R
b
≤ 2Mbit/s
- Vùng 2: Thành phố, ô micro, R
b
≤ 384 kbit/s
- Vùng 3: Ngoại ô, ô macro, R
b
≤ 144 kbit/s
- Vùng 4: Toàn cầu , R
b
≤ 9,6144 kbit/s
19
Đồ án tốt nghiệp
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
kbit/s)
- Dịch vụ truyền thanh AM (32-64 kbit/s)
- Dịch vụ truyền thanh FM (64-384
kbit/s)
Dịch vụ số liệu
- Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình (64-
144 kbit/s)
- Dịch vụ số liệu tốc độ tương đối
cao(144 kbit/s – 2Mbit/s)
- Dịch vụ số liệu tốc độ cao ( ≥ 2Mbit/s)
Dịch vụ đa phương
tiện
- Dịch vụ Video (384 kbit/s)
- Dịch vụ ảnh động (384 kbit/s – 2Mbit/s)
- Dịch vụ ảnh động thời gian thực
(≥2Mbit/s)
Dịch vụ
Internet
Dịch vụ Internet đơn
giản
Dịch vụ truy nhập Wep ( 385 kbit/s -2
Mbit/s)
Dịch vụ Internet thời
gian thực

Dịch vụ Internet (384 kbit/s – 2Mbit/s)
Dịch vụ Internet đa
phương tiện
Dịch vu Website đa phương tiên thời gian
thực (≥2Mbit/s)
20
Đồ án tốt nghiệp
Để xây dựng tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 thì hai tổ
chức quốc tế 3GPP và 3GPP2 đã được ra đời dưới sự điều hành chung của ITU
+ 3GPP (đề án của các đối tác thế hệ thứ ba) có bốn thành viên: ETSI của
Châu Âu, TTA của Hàn Quốc, ARIB của Nhật và T1P1 của Mỹ
+ 3GPP2 (tổ chức thứ hai về đề án của đối tác thế hệ thứ ba) có các thành
viên là: TIA và T1P1 của Mỹ, TTA của Hàn Quốc, ARIB và TTC của
Nhật.
Công nghệ W-CDMA được xây dựng từ 3GPP còn cdma2000 được xây
dựng từ 3GPP2
1.2.3 Lộ trình phát triển từ hệ thống thông tin di động GSM thế hệ thứ hai
sang UMTS (WCDMA) thế hệ thứ ba
Lộ trình phát triển lên UMTS từ GSM sẽ được thực hiện từng bước tùy theo
đòi hỏi về chất lượng dịch vụ và đảm bảo tính khả thi về kinh tế

Hình 1. 2: Lộ trình phát triển UMTS từ GSM
1.3 Một số đặc điểm cở bản của hệ thống UMTS
1.3.1 Trải phổ và đa truy nhập phân chia theo mã
Sử dụng hợp lý và hiệu quả tài nguyên băng tần là vấn đề được quan tâm
hàng đầu trong các hệ thống viễn thông. Để giải quyết vấn đề này công nghệ đa truy
nhập đã được sử dụng để nhiều khách hàng có thể dùng chung tài nguyên tần số
hoặc khe thời gian hoặc là cả hai. Trong hệ thống thông tin tương tự (1G) công
nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA được sử dụng. Trong hệ thống
thông tin thế hệ thứ hai (2G) thì sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời

GS
M
HSCS
D
GPRS
SSS
EDG
EEE
UMTS
21
Đồ án tốt nghiệp
gian TDMA và phân chia theo mã CDMA. Và sau đó là WCDMA được xây dựng
dựa trên CDMA nhưng với băng tần rộng hơn.
Trong các hệ thống thông tin trải phổ (viết tắt là SS: Spread Spectrum) độ
rộng băng tần của tín hiệu được mở rộng, thông thường hàng trăm lần trước khi
được phát. Có ba kiểu trải phổ cơ bản
+ Chuỗi trực tiếp (DSSS: Direct Sequence Spreading Spectrum)
+ Nhẩy tần (FHSS: Frequence Hopping Spreading Spectrung)
+ Nhẩy thời gian(THSS: Time Hopping Spreading Spectrum)
Phương pháp trải phổ được hệ thống WCDMA sử dụng là DSSS
Hình 1. 3: Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS)
Trong hình 1.3 thì
+ Ký hiệu 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
22
Đồ án tốt nghiệp
+ 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
.
1.3.2 Giao diện vô tuyến của hệ thống UMTS(WCDMA)
W-CDMA sử dụng trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS-CDMA) và có hai giải
pháp cho giao diện vô tuyến là: Ghép song công phân chia theo thời gian (TDD:
Time Division Duplex) và ghép song công phân chia theo tần số (FDD: Time
Division Duplex).
Phương pháp ghép song công phân chia theo thời gian hiện nay đang được
triển khai. FDD sử dụng hai băng tần 5 MHz với hai sóng mang phân cách nhau
190 MHz:

+ Đường lên có băng tần nằm trong dải phổ từ 1920 MHz đến 1980 MHz
+ Đường xuống có băng tần nằm trong dải phổ từ 2110 MHz đến 2170
MHz
Phương pháp ghép kênh TDD sử dụng các tần số nằm trong dải 1900 đến
1920 MHz và 2010 MHz đến 2025 MHz, ở đây đường lên đường xuống sử dụng
trung một băng tần
23
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1. 4: Phổ tần cho ghép kênh FDD và TDD
1.3.3 Quy hoạch tần số
Hình 1. 5: Phân bố tần số cho WCDMA/FDD
1.3.4 Các loại lưu lượng và dịch vụ QoS (Quality Of Service) của mạng UMTS
24
Đồ án tốt nghiệp
Trong UMTS có bốn loại lưu lượng : Loại hội thoại, loại luồng, loại tương
tác và loại cơ bản.
Yếu tố phân biệt chủ yếu của các dịch vụ này là độ nhạy cảm trễ của lưu
lượng. Chẳng hạn loại hội thoại rất nhạy cảm với trễ, trong khi đó loại cơ bản ít
nhạy cảm với trễ nhất
Bảng 1. 2: Các loại lưu lượng trong UTMTS
Loại lưu
lượng
Loại hội thoại Loại luồng Loại tương tác Cơ bản
Các đặc
tính cơ
bản
Thông tin yêu
cầu trễ nhỏ
Thông tin
một chiều

đòi hỏi
dịch vụ
luồng với
trễ nhỏ
Đòi hỏi phải
trả lời trong
một thời gian
nhất định và
có tỷ lệ lỗi
thấp
Các dữ liệu tải
xuống không đòi
hỏi trễ thấp, trễ có
thể lên tới vài giây,
vài chục giây hay
tới vài phút
Thí dụ
về ứng
dụng
Thoại
Điện thoại
thấy hình
Các trò chơi
thoại
Phân phối
truyền hình
thời gian
thực Video
Streaming
Duyệt trình

Web
Truy nhập
server
Tải xuống e-mail,
tải xuống video
1.4 Kiến trúc hệ thống viễn thông UMTS
Hệ thống viễn thông UMTS được xây dựng theo ba mô thức chính là
R3,R4,R5.
1.4.1 Kiến trúc hệ thống UMTS theo mô thức R3
Một mạng UMTS bao gồm ba phần:
25