NGHIÊN cứu QUY HOẠCH MẠNG 3 g

i
MỤC LỤC
CÁC TỪ VIẾT TẮT iii
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 3
TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3
1.1 Giới thiệu chung 3
1.2 Tổng quan về hệ thống thông tin di động 3
1.3 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 7
1.3.1. So sánh hệ thống CDMA với hệ thống sử dụng TDMA 8
1.3.1.1. Các phương pháp đa truy nhập 8
1.3.1.2. So sánh hệ thống CDMA và hệ thống sử dụng TDMA 9
1.4 Các yêu cầu cơ bản về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 10
1.4.1. Những mục tiêu chưa thực hiện được của hệ thống di động thế hệ 210
1.4.2. Các yêu cầu cơ bản đối với hệ thống thông tin di động thế hệ 3 10
1.5 Kết luận chương 11
CHƯƠNG 2: 12
CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ BA – UMTS 12
2.1 Giới thiệu chung 12
2.2 Cấu trúc hệ thống WCDMA 13
2.2.1. Mạng thâm nhập vô tuyến (UTRAN) 14
2.2.2 Mạng lõi(CN) 15
2.2.3. Thiết bị người sử dụng (UE) 16
2.3 Công nghệ đa truy nhập W – CDMA 17
17
2.3.1 Đa truy nhập phân chia theo mã 18
2.3.2 Trải phổ và các mã trải phổ 19
2.3.3 Điều khiển công suất 20
2.3.4 Chuyển giao trong hệ thống W-CDMA 23
2.3.5 Truy nhập gói trong W-CDMA 24
2.4 Kết luận chương 26

CHƯƠNG 3: 27
QUY HOẠCH MẠNG 3G 27
3.1 Giới thiệu chung 27
3.2 Quá trình quy hoạch mạng 28
3.2.1 Xác định kích thước ô (Định cỡ mạng) 28
3.2.1.1 Phân tích vùng phủ 29
3.2.1.2 Phân tích dung lượng 33
3.2.2 Tính suy hao đường truyền cho phép 41
3.2.2.1 Suy hao đường truyền cực đại 41
3.2.2.2 Các mô hình truyền sóng 42
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
ii
3.2.3 Tính dung lượng 47
3.2.3.1. Tính dung lượng cực 47
3.2.3.2 Tính dung lượng hệ thống 49
3.3 Tối ưu mạng 52
3.4 Kết luận chương 53
CHƯƠNG 4: 54
KẾT LUẬN 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO 68
PHỤ LỤC 70
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
iii
CÁC TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt
1G First Generation Thế hệ 1
2G Second Generation Thế hệ 2
3G Third Generation Thế hệ 3

A
AuC Authentication Centre Trung tâm nhận thực
AMPS Advanced Mobile phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến
AGC Auto Control Điều khiển bộ tăng ích tự động
B
BHCA Busy Hours Call Attemp Nỗ lực gọi trong giờ bận
BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit
BS Basic Station Trạm gốc
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BSS Base Station System Hệ thống trạm gốc
BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc
C
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập chia theo mã
CDMT Code Divisiion Multiple Testbed Bộ thí nghiệm đa truy nhập theo mã
C/I Carrier to Interference ratio Tỷ số sóng mang trên nhiễu
CMTS
Cellular Mobile Telephone
System
Hệ thống điện thoại tổ ong
CSPND
Mạng số liệu công cộng chuyển mạch
kênh
CGI Cell Global Indentify Nhận dạng ô toàn cầu
CN Core Network Mạng lõi
CS Chuyển mạch kênh
D
DL Downlink Đường lên
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
iv

DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp
DS-CDMA Direct Spread –CDMA CDMA trải phổ dãy trực tiếp
E
EIR Equipment Identity Register Thanh ghi nhận dạng thiết bị
EIRP
Effective Isotropically Radiated
Power
Công suất phát xạ đẳng hướng hiệu
dụng
F
FDMA
Frequency Division Multiple
Access
Đa truy cập phân chia tần số
FRAMES
Future Radio Multiple Access
Scheme
Kiểu đa truy nhập vô tuyến tương lai
FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia tần số
FER Frame Error Rate Tỉ lệ lỗi khung
G
GMSC Gateway MSC Cổng MSC
GoS Grade of Service Cấp độ dịch vụ
GSM
Global System for Mobile
Communication
Hệ thống thông tin di động toàn cầu
GGSN Gateway GPRS Support Node Nút chuyển mạch cổng GPRS
H
HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú

HO Hand over Chuyển giao
HHO Hard Handover Chuyển giao cứng
HSPA
I
IS-95A Interim Standard 95A Chuẩn Interim 95A (Qualcomm)
ISDN Integrated Service Digital Net Mạng số đa dịch vụ
I WF Inter-Working Function Chức năng tương tác mạng
Iu-CS Giao diện giữa MSC & RNC
L
LA Location Area Khu vực định vị
LAC Location Area Code Mã định vị
LAI Location Area Identity Chỉ thị định vị
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
v
M
MAI Multiple Access Interference Nhiễu đa truy nhập
ME Mobile Equipment Thiết bị di động
MMS Multimedia Messaging Service Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện
MS Mobile Station Trạm di động
MSC Mobile Switching Centre Trung tâm chuyển mạch di động
MSIM Module SIM Module nhận dạng thiết bị
O
O&M Operations and Maintenance Vận hành và bảo dưỡng
OSS
P
PN Pseudo Noise Nhiễu giả ngẫu nhiên
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng
PSTN
Public Switched Telephone

Network
Mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng
PS Paging System Nhắn tin
PS Packet Scheduler Bộ lập biểu gói
Q
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vuông góc
R
RLB Radio Link Budgets Quỹ liên kết vô tuyến
RRC Radio Resource Control Bộ điều khiển tài nguyên vô tuyến
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
RNC Radio Network Control Bộ điều khiển mạng vô tuyến
S
SNR Signal-to-Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
SGSN Nút hỗ trợ chuyển mạch gói
SHO Shoft Hand-Over Chuyển giao mềm
SHO-HO Shofter Handover Chuyển giao mềm hơn
T
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gian
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
vi
TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối
TDD Time Division Duplex Song công phân chia theo thời gian
U
UE User Equipment Thiết bị người sử dụng
UL Uplink Đường lên
UMTS
Universal Mobile

Telecommunication System
Nhận dạng thiết bị
UTRAN
Universal Terrestrial Radio
Access Network
Mang truy nhập vô tuyến mặt đất toàn
cầu
V
VLR Visitor Location Register Thanh ghi định vị thường trú
VHE Virtual Home Environment Môi trường thanh ghi ảo
W
W-CDMA
Wide-Code Division Multiple
Access
Đa truy cập phân chia theo mã băng
rộng
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
vii
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
1
LỜI MỞ ĐẦU
Sự ra đời của hệ thống thông tin liên lạc đã đánh dấu bước nhảy vọt về ngành
viễn thông và ngày nay thông tin liên lạc không ngừng lớn mạnh và phát triển. Đó
cũng là nhu cầu tất yết trong cuộc sống hiện đại ngày nay.
Các hệ thống thông tin di động ra đời đã tạo cho con người khả năng thông tin
mọi lúc, mọi nơi. Các thế hệ thông tin di động ban đầu 1G, 2G đơn giản chỉ nhận và
gửi các tin nhắn và cuộc gọi thoại đơn giản. Sự ra đời của thế hệ 3G đã đánh dấu sự
bùng nổ như vũ bão về thông tin liên lạc cũng như sự đa dạng của dịch vụ 3G (Third –

Generation ) đem đến.
3G là một bước đột phá, bước ngoặt của ngành thông tin di động, bởi vì nó
cung cấp băng thông rộng hơn cho người sử dụng. Điều đó có nghĩa sẽ có các dịch vụ
mới và nhiều thuận tiện hơn trong dịch vụ thoại và sử dụng các ứng dụng dữ liệu như
truyền thông hữu ích như điện thoại có hình (hai người đàm thoại với nhau có thể nhìn
thấy nhau), định vị và tìm kiếm thông tin, truy cập Internet, truyền tải dữ liệu dung
lượng lớn, nghe nhạc và xem video chất lượng cao,…Truyền thông di động ngày nay
đã và đang đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống.
Thế giới đang có 2 hệ thống 3G được chuẩn hóa song song tồn tại, một dựa trên
công nghệ CDMA còn gọi là CDMA 2000, chuẩn còn lại do dự án 3rd Generation
Partnership Project (3GPP) thực hiện. 3GPP đang xem xét tiêu chuẩn UTRA - UMTS
Terrestrial Radio Access TS. Tiêu chuẩn này có 2 sơ đồ truy nhập vô tuyến. Một trong
số đó được gọi là CDMA băng thông rộng (WCDMA).
Việc quy hoạch mạng 3G có ý nghĩa quan trọng trong việc hoạch định các chính
sách và khai thác sử dụng mạng có hiệu suất cao. Hiện nay, các mạng thông tinh di
động 3G – UMTS đang được các nhà cung cấp VinaPhone, Viettel … đưa vào hoạt
động tại Việt nam. Việc quy hoạch mạng W-CDMA 3G có ý nghĩa vô cùng quan trọng
cả về khoa học lẫn khai thác sử dụng, chính ý nghi muốn đi tìm hiểu về mạng 3G.
Chính lí do đó đã thúc đẩã quan trọng đó em thực hiện luận văn: “Nghiên cứu quy
hoạch mạng 3G” (WCDMA).

Luận văn trình bày 4 chương
Chương 1: Tổng quan về thông tin di động,
Chương 2: Công nghệ di động thế hệ 3 WCDMA
Chương 3: Quy hoạch mạng W-CDMA,
Chương 4: Quy hoạch vùng phủ sóng tỉnh Thái Bình
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
2
Trong quá trình làm đồ án khó tránh khỏi sai sót, em rất mong sự chỉ dẫn của các

thầy cô giáo và sự góp ý của các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành
cảm ơn thầy Nguyễn Quốc Tuấn và các thầy cô giáo cùng bạn bè đã giúp đỡ em hoàn
thành luận văn này !.
Luận văn thạc sĩ này nằm trong khuôn khổ và đƣợc hỗ trợ bởi đề tài nghiên cứu
khoa học số QG.10.44 cấp Đại học Quốc Gia Hà Nội
Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2010.
Người thực hiện
Học viên: Trần Thị Hằng
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1 Giới thiệu chung
Ra đời đầu tiên vào cuối năm 1940, đến nay thông tin di động đã trải qua nhiều
thế hệ. Thế hệ không dây thứ 1 là thế hệ thông tin tương tự sử dụng công nghệ đa truy
cập phân chia phân chia theo tần số (FDMA). Thế hệ thứ 2 sử dụng kỹ thuật số với
công nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) và phân chia theo mã
(CDMA).
Thế hệ thứ 3 ra đời đánh giá sự nhảy vọt nhanh chóng về cả dung lượng và ứng
dụng so với các thế hệ trước đó, và có khả năng cung cấp các dịch vụ đa phương tiện
gói là thế hệ đang được triển khai ở một số quốc gia trên thế giới. Quá trình phát triển
của các hệ thống thông tin di động trên thế giới được thể hiện sự phát triển của hệ
thống điện thoại tổ ong (CMTS : Cellular Mobile Telephone System) và nhắn tin (PS :
Paging System) tiến tới một hệ thống chung toàn cầu trong tương lai.
1.2 Tổng quan về hệ thống thông tin di động
Toàn bộ vùng phục vụ của hệ thống điện thoại di động tổ ong được chia thành
nhiều vùng phục vụ nhỏ, gọi là các ô (cell), mỗi ô có một trạm gốc quản lý và được
điều khiển bởi tổng đài sao cho thuê bao có thể vẫn duy trì được cuộc gọi một cách
liên tục khi di chuyển giữa các ô.

Hình 1.1. Hệ thống thông tin di động tổ ong
Trong hệ thống điện thoại di động tổ ong thì tần số mà các máy di động sử dụng
là không cố định ở một kênh nào đó mà các kênh được xác định nhờ kênh báo hiệu và
máy di động được đồng bộ về tần số một cách tự động. Vì vậy các ô kề nhau nên sử
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
4
dụng tần số khác nhau còn các ô ở cách xa hơn là một khoảng cách nhất định có thể tái
sử dụng cùng một tần số đó. Để cho phép các máy di động có thể duy trì cuộc gọi liên
tục trong khi di chuyển giữa các ô thì tổng đài sẻ điều khiển các kênh báo hiệu hoặc
kênh lưu lượng theo sự di chuyển của máy di động để chuyển đổi tần số của máy di
động đó thành một tần số thích hợp một cách tự động.
1.2.1 Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 1
Phương pháp đơn giản nhất về truy nhập kênh là đa truy nhập phân chia tần số.
Hệ thống di động thế hệ 1 sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo tần số
(FDMA) và chỉ hổ trợ các dịch vụ thoại tương tự và sử dụng kỹ thuật điều chế tương
tự để mang dữ liệu thoại của mỗi người sử dụng .Với FDMA, khách hàng được cấp
phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong lĩnh vực tần số. Sơ đồ báo hiệu
của hệ thống FDMA khá phức tạp, khi MS bật nguồn để hoạt động thì nó dò sóng tìm
đến kênh điều khiển dành riêng cho nó. Nhờ kênh này, MS nhận được dữ liệu báo hiệu
gồm các lệnh về kênh tần số dành riêng cho lưu lượng người dùng . Trong trường hợp
nếu số thuê bao nhiều hơn so với các kênh tần số có thể, thì một số người bị chặn lại
không được truy cập.
Đa truy nhập phân chia theo tần số nghĩa là nhiều khách hàng có thể sử dụng
được dãi tần đã gán cho họ mà không bị trùng nhờ việc chia phổ tần ra thành nhiều
đoạn .Phổ tần số quy định cho liên lạc di dộng được chia thành 2N dải tần số kế tiếp,
và được cách nhau bằng một dải tần phòng vệ. Mỗi dải tần số được gán cho một kênh
liên lạc. N dải kế tiếp dành cho liên lạc hướng lên, sau một dải tần phân cách là
N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hướng xuống .
Đặc điểm :

- Mỗi MS được cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến .
- Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng kể .
- BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS .

Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di dộng tiên tiến (Advanced
Mobile phone System - AMPS).
Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 (1G) sử dụng phương pháp đa truy cập đơn
giản. Tuy nhiên hệ thống không thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng của người dùng về
cả dung lượng và tốc độ. Vì các khuyết điểm trên mà nguời ta đưa ra hệ thống thông
tin di dộng thế hệ 2 ưu điểm hơn thế hệ 1 về cả dung lượng và các dịch vụ được cung
cấp.
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
5
1.2.2 . Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2
Sự phát triển nhanh chóng của thuê bao cả về số lượng và chất lượng đòi hỏi hệ
thống thông tin di động thế hệ 2 được đưa ra cho các thuê bao di động dựa trên công
nghệ số. Thông tin di động 2G sử dụng 2 phương pháp đa truy cập khác nhau:
- Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA).
- Đa truy cập phân chia theo mã (CDMA).
1.2.2.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA.
Với phương pháp truy cập TDMA thì nhiều người sử dụng một sóng mang và
trục thời gian được chia thành nhiều khoảng thời gian nhỏ để dành cho nhiều người sử
dụng sao cho không có sự chồng chéo. Phổ quy định cho liên lạc di động được chia
thành các dải tần liên lạc, mỗi dải tần liên lạc này dùng chung cho N kênh liên lạc,
mỗi kênh liên lạc là một khe thời gian trong chu kỳ một khung. Các thuê bao khác
dùng chung kênh nhờ cài xen thời gian, mỗi thuê bao được cấp phát cho một khe thời
gian trong cấu trúc khung.
Đặc điểm của GSM :
- Tín hiệu của thuê bao được truyền dẫn số.

- Liên lạc song công mỗi hướng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau, trong đó
một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ trạm gốc đến các máy di động
và một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ máy di động đến trạm gốc.
Việc phân chia tần như vậy cho phép các máy thu và máy phát có thể hoạt động
cùng một lúc mà không sợ can nhiễu nhau.
- Giảm số máy thu phát ở BTS.
- Giảm nhiễu giao thoa.
Hệ thống TDMA điển hình là hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM). Máy
điện thoại di động kỹ thuật số TDMA phức tạp hơn kỹ thuật FDMA. Hệ thống xử lý
số đối với tín hiệu trong MS tương tự có khả năng xử lý không quá 106 lệnh trong 01
giây, còn trong MS số TDMA phải có khả năng xử lý hơn 50x106 lệnh trên giây.
1.2.2.2 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA.
Phương pháp đa truy cập CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều người
sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi mà không
sợ gây nhiễu lẫn nhau. Những người sử dụng nói trên được phân biệt với nhau nhờ
dùng một mã đặc trưng không trùng với bất kỳ ai. Kênh vô tuyến CDMA được dùng
lại mỗi cell trong toàn mạng, những kênh này cũng được phân biệt nhau nhờ mã trải
phổ giả ngẫu nhiên (Pseudo Noise - PN).
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
6
Đặc điểm của CDMA :
- Dải tần tín hiệu rộng hàng MHz.
- Sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp.
- Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cường độ trường rất
nhỏ và chống fading hiệu quả hơn FDMA, TDMA
- Việc các thuê bao MS trong cell dùng chung tần số khiến cho thiết bị truyền
dẫn vô tuyến đơn giản, việc thay đổi kế hoạch tần số không còn vấn đề, chuyển
giao trở thành mềm, điều khiển dung lượng cell rất linh hoạt.
Cell là vùng định vị được chia thành một số ô địa lý được bao phủ vô tuyến (hình

1.2) và được mạng định danh bằng nhận dạng ô toàn cầu (CGI). Trạm di động tự nhận
dạng một ô bằng cách sử dụng mã nhận dạng trạm gốc (BSIC).
Hình 1.2: Phân vùng một vùng phục vụ MSC thành các vùng định vị và các ô
1.2.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ ba.
Hệ thống thông tin di động số thế hệ ba liên quan đến những cải tiến đang được
thực hiện trong lĩnh vực truyền thông không dây cho điện thoại và dữ liệu thông qua
nhiều chuẩn trong những chuẩn hiện nay. Khi số lượng thiết bị cầm tay được thiết kế
để truy cập Internet gia tăng, yêu cầu đặt ra là phải có được công nghệ truyền thông
không dây nhanh hơn (từ 9.5Kbps tăng dần lên 2Mbps) và chất lượng hơn. 3G đòi hỏi
việc nâng cao chất lượng thoại, và dịch vụ dữ liệu để hỗ trợ việc gửi nội dung video và
multimedia đến các thiết bị cầm tay và điện thoại di động.
Các hệ thống thông tin di động số hiện nay đang ở giai đoạn chuyển từ thế hệ
2.5G sang thế hệ 3G. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và các dịch vụ thông tin di
động, ngay từ đầu những năm đầu của thập kỷ 90 người ta đã tiến hành nghiên cứu
hoạch định hệ thống thông tin di động thế hệ ba. ITU-R đang tiến hành công tác tiêu
chuẩn hóa cho hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000. Ở châu Âu ETSI đang
tiến hành tiêu chuẩn hóa phiên bản này với tên gọi là UMTS (Universal Mobile
Telecommunnication System). Hệ thống mới này sẽ làm việc ở dải tần 2GHz. Nó sẽ
cung cấp nhiều loại hình dịch vụ bao gồm các dịch vụ thoại và số liệu tốc độ cao,
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
7
video và truyền thanh. Tốc độ cực đại của người sử dụng có thể lên đến 2Mbps. Người
ta cũng đang tiến hành nghiên cứu các hệ thống vô tuyến thế hệ thứ tư có tốc độ lên
đến 32Mbps.
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba (3G) được xây dựng trên cơ sở IMT –
2000 với các tiêu chí sau:
 Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz với đường lên có dải tần 1885-
2025MHz và đường xuống có dải tần 2110-2200MHz.
 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, đồng thời tương tác với mọi loại
dịch vụ viễn thông.
 Hệ thống thông tin di động 3G sử dụng các môi trường khai thác khác nhau.
 Có thể hỗ trợ các dịch vụ như : Môi trường thông tin nhà ảo (VHE – Vitual
Home Environment) trên cơ sở mạng thông minh, di động cá nhân và chuyển
mạch 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.
 Dể dàng hỗ trợ các dich vụ mới xuất hiện.
Các hệ thống thông tin di động thế hệ hai phát triển thông dụng nhất hiện nay là :
GSM, cdmaOne (IS-95), TDMA (IS-136), PDC. Trong quá trình thiết kế hệ thống
thông tin di động thế hệ ba, các hệ thống thế hệ hai được cơ quan chuẩn hóa của từng
vùng xem xét để đưa ra các đề xuất tương ứng thích hợp với mỗi vùng.
1.3 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3
Công trình nghiên cứu của các nước Châu Âu cho W-CDMA đã bắt đầu từ các
đề án CDMT (Code Division Multiple Testbed): Phòng thí nghiệm đa truy nhập theo
mã) và FRAMES (Future Radio Multiple Access Scheme: Sơ đồ đa truy nhập vô tuyến
tương lai) từ đầu thập niên 90. Các dự án này cũng tiến hành thực nghiệm các hệ thống
W-CDMA để đánh giá chất lưọng đường truyền. Công tác tiêu chuẩn hoá chi tiết
được thực hiện ở 3GPP. Lịch trình triển khai W-CDMA được cho hình vẽ.
Hình 1.2. Lịch trình triển khai W – CDMA
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
8

Hệ thống W-CDMA được đưa ra khai thác vào đầu năm 2002. Lịch trình nghiên
cứu và vào khai thác của cdma2000/3GPP2 chia thành 2 giai đoạn:
 Giai đoạn 1: (1997 – 1999)
+ Nghiên cứu phát triển mẫu đầu tiên của hệ thống;
+ Năm 1997: Xây dựng tiêu chuẩn , xây dụng cấu trúc mẫu đầu tiên hệ thống

và thiết kế các phương tiện thử nghiệm chung.
+ Năm 1998: Tiếp tục xây dựng mẫu thử đầu tiên của hệ thống và các phương
tiện thử nghiệm chung;
+ Năm 1999: Kiểm tra kết nối cho mô hình đầu tiên của hệ thống.
 Giai đoạn 2: (2000 -2002)
+ Phát triển hệ thống với mục tiêu thương mại ở các nhà sản xuất hàng đầu ;
+ Năm 2002: Bắt đầu dịch vụ thương mại
Hình 1.3. Lịch trình nghiên cứu
1.3.1. So sánh hệ thống CDMA với hệ thống sử dụng TDMA
1.3.1.1. Các phương pháp đa truy nhập
Đa truy nhập phương pháp điều khiển là phân chia tài nguyên thông tin một cách
hợp lý để đảm bảo cho nhiều người đồng thời cùng chia sẻ sử dụng tài nguyên hệ
thống với hiệu suất cao. Truy nhập vô tuyến thông tin di động thường sử dụng đa truy
cập theo các phương pháp đa truy nhập như chỉ ra trong hình 1.9:
 Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA): phục vụ các cuộc gọi theo các tần
số khác nhau. Hệ thống FDMA, người dùng được cấp phát một kênh trong tập
hợp có trật tự các kênh trong dải tần số.
 Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA): phục vụ các cuộc gọi theo các
khe thời gian khác nhau. Đối với hệ thống TDMA mỗi thuê bao được cấp phát
cho một khe thời gian trong cấu trúc khung và được dành riêng trong suốt thời
gian thoại.
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
9
Hình 1.4. Các phương pháp đa truy nhập
 Đa truy cập phân chia theo mã (CDMA): phục vụ các cuộc gọi theo các chuỗi
mã khác nhau. Đối với hệ thống CDMA, tất cả người dùng sẻ sử dụng cùng lúc
một băng tần. Tín hiệu truyền đi sẻ chiếm toàn bộ băng tần của hệ thống. Tuy
nhiên, các tín hiệu của mỗi người dùng được phân biệt với nhau bởi các chuỗi
mã. Thông tin di động CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều người

sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi, mà
không sợ gây nhiễu lẫn nhau. Kênh vô tuyến CDMA được dùng lại mỗi cell
trong toàn mạng, và những kênh này cũng được phân biệt nhau nhờ mã trải phổ
giả ngẫu nhiên PN.
1.3.1.2. So sánh hệ thống CDMA và hệ thống sử dụng TDMA
Từ cấu trúc, đặc tính CDMA và các phương pháp đa truy nhập ta rút ra bảng so
sánh giữa hệ thống thông tin di động CDMA và hệ thống thông tin di động sử dụng
phương pháp đa truy nhập TDMA. Từ đó ta thấy những ưu điểm của hệ thống thông
tin di động CDMA hơn các hệ thống khác.
Bảng 1.1. So sánh giữa mạng thông tin di động động CDMA và mạng GSM
Đặc tính CDMA GMS
Băng tần sử
dụng
1,23 MHz 200 kHz
Dải tần số
- Hướng lên: 824–849 MHz
- Hướng xuống: 869–894 MHz
- Hướng lên: 890–915 MHz
- Hướng xuống: 935–960 MHz
Kênh sử dụng
Nhiều người sử dụng chung
một kênh
Một người sử dụng một khe
thời gian của một kênh
Nhiễu giao thoa
Ít bị ICI giữa các kênh, ảnh
hưởng đồng kênh
Ảnh hưởng của các kênh lân
cận
Công suất phát

Thấp để giảm nhiễu cho hệ
thống
Lớn để khắc phục fading
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
tần số
tần số
tần số
thời gian
thời gian
thời gian
10
Điều khiển công
suất
Giảm công suất phát của MS và
ảnh hưởng đến dung lượng
Không làm thay đổi dung
lượng của hệ thống
Chất lượng thoại Tốt hơn Thấp hơn
Dung lượng
- Điều khiển dung lượng linh
hoạt
- Dung lượng hệ thống lớn
- Không có giới hạn rỏ ràng về
số người sử dụng trong một cell
- Điều khiển dung lượng kém
linh hoạt
- Dung lượng thấp
- Số người sử dụng trong một
cell là cố định

Bảo mật
Có tính bảo mật cao hơn nhờ
mã trải phổ
Tính bao mật thông tin thấp
1.4 Các yêu cầu cơ bản về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3
1.4.1. Những mục tiêu chưa thực hiện được của hệ thống di động thế hệ 2
Hệ thống thông tin di động thế hệ hai vẫn chưa thực hiện được các mục tiêu ban
đầu đề ra, không thể đáp ứng được nhu cầu truyền tải tốc độ cao của một số người sử
dụng, hiệu suất sử dụng thấp, không thể thực hiện hiệu quả một số kỹ thuật mới như
IP Những nhu cầu này chính là động lực để phát triển hệ thống thông tin di động tốc
độ cao và do vậy những hệ thống mới bắt đầu xuất hiện và trở thành kỹ thuật trung
gian quá độ sang hệ thống thông tin di động thế hệ ba. Sau đây là những mục tiêu
chính mà hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai chưa đạt được:
 Chưa hình thành hệ thống tiêu chuẩn thống nhất toàn cầu.
 Dịch vụ đơn nhất (chủ yếu là dịch vụ thoại, chỉ có thể truyền tải những thông
tin ngắn và đơn giản).
 Không thể thực hiện trên toàn cầu: do tiêu chuẩn phân tán và bảo hộ kinh tế nên
không thể thống nhất toàn cầu và chuyển vùng toàn cầu.
 Dung lượng thông tin không đủ.
1.4.2. Các yêu cầu cơ bản đối với hệ thống thông tin di động thế hệ 3
Sự phát triển của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba ngoài việc giải quyết
những vấn đề mà hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai chưa thực hiện được còn
phải có khả năng đáp ứng các yêu cầu ngày càng tăng của con người đối với khả năng
truyền số liệu. Vì vậy, hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba phải thực hiện được
những mục tiêu cơ bản sau:
a) Tiêu chuẩn thống nhất toàn cầu
b) Có khả năng truyền tải đa phương tiện: Hệ thống thông tin di động 3G có thể
thực hiện truyền tải dịch vụ MultiMedia đa tốc độ, tốc độ cao nhất là 2Mbps.
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội

11
c) Tăng dịch vụ chuyển mạch gói: Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai chỉ có
phương thức chuyển mạch kênh truyền thống, hiệu suất kênh tương đối thấp.
Trong khi đó, hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba tồn tại đồng thời cả
chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói.
d) Tăng phương thức truyền tải không đối xứng: Do dịch vụ số liệu mới như
WWW có đặc tính không đối xứng: truyền tải đường lên thường chỉ cần vài
Kbit/s, còn truyền tải đường xuống có thể cần trăm Kbit/s. Trong khi đó, hệ
thống thông tin di động thế hệ thứ hai chỉ hỗ trợ dịch vụ đối xứng.
e) Khả năng tăng cường số liệu: Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 sẽ nâng cao
hơn về phương diện WWW và khả năng truyền số liệu so với hệ thống thông
tin di động thế hệ thứ hai.
f) Chất lượng truyền và chất lượng dịch vụ không thua kém mạng cố định: Hệ
thống thông tin di động thế hệ 3 làm cho chất lượng truyền tải đạt đến hoặc gần
đến chất lượng của hệ thống hữu tuyến, có thể cung cấp tốc độ truyền là
144Kbps cho người đi xe, 384Kbps cho người đi bộ và 2 Mbps cho người sử
dụng trong nhà.
g) Nâng cao tuổi thọ của acquy: Công nghệ tích hợp tiêu hao công suất thấp đang
được nghiên cứu và hi vọng có thể được ứng dụng trong hệ thống thông tin di
động thế hệ tiếp theo. Kỹ thuật tích hợp silic xạ tần là hướng phát triển quan
trọng khác có thể giảm thể tích, trọng lượng và sự tổn hao năng lượng của hệ
thống.
h) Hiệu suất tần phổ cao hơn: Qua việc ứng dụng những kỹ thuật mới như: điều
khiển công suất nhanh, chuyển giao mềm, hệ thống anten thông minh… đã
nâng cao hiệu suất phổ của hệ thống mới một cách hiệu quả.
i) Hiệu suất kênh cao hơn
1.5 Kết luận chương
Những khái niệm và giới thiệu chung về hệ thống thông tin di động đã làm nổi
bật lên cơ sở và nhu cầu cấp thiết tiến lên hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G).
Nhu cầu ngày càng tăng của người sử dụng cả về chất lượng và số lượng, nhu cầu trao

đổi thông tin ngày càng cao và đa dạng và sự phát triển là tất yếu.
Để hiểu rõ hơn những công nghệ và cấu trúc của hệ thống thông tin di động thế
hệ 3 sẽ được trình bày rõ nét trong chương tiếp theo.
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
12
CHƯƠNG 2:
CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ BA – UMTS
2.1 Giới thiệu chung
WCDMA là một tiêu chuẩn thông tin di động 3G của IMT-2000 được phát triển
chủ yếu ở Châu Âu với mục đích cho phép các mạng cung cấp khả năng chuyển vùng
toàn cầu và để hỗ trợ nhiều dịch vụ thoại, dịch vụ đa phương tiện. Các mạng WCDMA
được xây dựng dựa trên cơ sở mạng GSM, tận dụng cơ sở hạ tầng sẵn có của các nhà
khai thác mạng GSM . Các mục tiếp theo sẽ giới thiệu cấu trúc và nguyên lý mạng
WCDMA.
WCDMA - truy cập đa phân mã băng rộng là công nghệ 3G hoạt động dựa trên
CDMA băng hẹp có khả năng hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao như video,
truy cập Internet, hội thảo hình ảnh WCDMA phát trong dải tần 1920 MHz -1980
MHz, 2110 MHz - 2170 MHz.
W-CDMA 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 W-CDMA 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.
W-CDMA có các tính năng cơ sở sau :
- Hoạt động ở CDMA băng rộng với băng tần 5MHz.
- Lớp vật lý mềm dẻo để tích hợp được tất cả thông tin trên một sóng mang.
- Hệ số tái sử dụng tần số bằng 1.
- Hỗ trợ phân tập phát và các cấu trúc thu tiên tiến.
Nhược điểm chính của W-CDMA là hệ thống không cấp 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.
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba W-CDMA có thể cung cấp các dịch vụ với
tốc độ bit lên đến 2MBit/s. Bao gồm nhiều kiểu truyền dẫn như truyền dẫn đối xứng và
không đối xứng, thông tin điểm đến điểm và thông tin đa điểm. Với khả năng đó, các
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
13
hệ thống thông tin di động thế hệ ba có thể cung cấp dể dàng các dịch vụ mới như :
điện thoại thấy hình, tải dữ liệu nhanh, ngoài ra nó còn cung cấp các dịch vụ đa
phương tiện khác.
Hình 2.1: Các dịch vụ mạng 3G
2.2 Cấu trúc hệ thống WCDMA
Sơ đồ khối tổng quát của mạng thông tin di động thế hệ ba W-CDMA được thể
hiện trên hình 2.2. W-CDMA gồm hai mạng con: mạng lõi và mạng thâm nhập vô
tuyến.
Mạng lõi gồm các trung tâm chuyển mạch kênh (MSC) và các nút hỗ trợ
chuyển mạch gói (SGSN). Các kênh thoại và kênh truyền số liệu được kết nối với các
mạng ngoài thông qua các trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC)
và nút chuyển mạch gói cổng (GGSN). Để kết nối trung tâm chuyển mạch kênh với
các mạng ngoài như ISDN, PSTN thì cần có thêm phần tử làm chức năng tương tác
mạng (IWF). Ngoài các trung tâm chuyển mạch kênh và các nút hỗ trợ chuyển mạch
gói, mạng lõi còn có các cơ sở dữ liệu cần thiết cho mạng thông tin di động như: HLR,
AUC và EIR.
Mạng thâm nhập vô tuyến gồm các phần tử sau:
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
14
• RNC: bộ điều khiển mạng vô tuyến - Đóng vai trò BSC ở mạng GSM.
• NB: nút B - Đóng vai trò như BTS ở mạng GSM.

• MS: trạm di động.
• TE: thiết bị đầu cuối.
Giao diện giữa MSC và RNC là Iu-CS, giao diện giữa SGSN và RNC là Iu-PS,
giao diện giữa các RNC với nhau là Iur, giao diện giữa RNC và Nút B là Iub. Cấu trúc
hệ thống W-CDMA được xây dựng dựa trên cơ sở của cấu trúc hệ thống UMTS. Hệ
thống UMTS bao gồm các phần tử mạng logic và các giao diện.
Về mặt chức năng, các phần tử mạng được nhóm thành mạng thâm nhập vô
tuyến (RAN) và mạng lõi (CN). Trong đó:
a) Mạng thâm nhập vô tuyến thực hiện các chức năng liên quan đến vô tuyến
b) Mạng lõi thực hiện các chức năng chuyển mạch, định tuyến cuộc gọi và kết nối
số liệu.
c) Ngoài hai mạng này thì để hoàn thiện hệ thống cần phải có thiết bị người sử
dụng (UE). UE thực hiện giao diện giữa người sử dụng với hệ thống.










Mạng lõi

Mang truy nhập vô tuyến
PLMN
PSTN/

ISDN

Mạng ®êng
trôc

HLR
AUC
GMSC

IWF
GGSN
Iu-
CS

Iu-PS

Iu
r


EIR

SGSN

TE
MT
NB
NB
RNC
NB
VLR
MSC

TE
MT
NB
NB
RNC
NB
PDN
Hình 2.2: Cấu trúc h ệ thống W-CDMA
2.2.1. Mạng thâm nhập vô tuyến (UTRAN)
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
15
Cấu trúc mạng thâm nhập vô tuyến UTRAN được cho trong hình 2.3. UTRAN
bao gồm một hay nhiều hệ thống con mạng vô tuyến (RNS). Do vậy, RNS là một
mạng con trong UTRAN. Một RNS gồm một bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) và
một hay nhiều Nút B (Node B). Các RNC được kết nối với nhau thông qua giao diện
Iur, còn các nút B được kết nối với RNC thông qua giao diện Iub.
2.2.2 Mạng lõi(CN)

Hình 1.4. Các phần tử của mạng
UMTS













Các mạng ngoài
Iu

CN
Uu

Iub
Iu
r





RNS






RNS



UTRAN






UE

Cu
USIM
ME
PLMN,
ISDN,
PSTN
Nút B
Nút B
RNC

Nút B
Nút B
RNC

MSC/
VLR
SGSN
HLR
GGSN
GMSC
X.25,
Internet
Hình 2.3 : Các phần tử của mạng UMTS
• Thanh ghi định vị thường trú (HLR): là một cơ sở dữ liệu được đặt tại hệ thống chủ
của người sử dụng để lưu bản sao chính về lý lịch dịch vụ của người sử dụng. Lý
lịch dịch vụ này bao gồm: thông tin về các dịch vụ được phép, các vùng không
được phép chuyển mạng và thông tin về các dịch vụ bổ xung như: trạng thái
chuyển hướng cuộc gọi, số lần chuyển hướng cuộc gọi Các thông tin liên quan

đến việc cung cấp các dịch vụ viễn thông được lưu trong HLR không phụ thuộc
vào vị trí hiện thời của thuê bao.HLR thường là một máy tính đứng riêng không có
khả năng chuyển mạng nhưng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao.
• Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động/bộ ghi định vị tạm trú (MSC/VLR):
để cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh cho UE tại vị trí hiện thời của nó. Chức
năng của MSC là sử dụng các giao dịch chuyển mạch kênh (CS) và chức năng của
VLR là lưu giữ bản sao về lý lịch của người sử dụng khách cũng như vị trí của UE
trong hệ thống đang phục vụ ở mức độ chính xác hơn HLR. Phần mạng được thâm
nhập qua MSC/VLR thường được gọi là vùng CS.
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
16
• Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC): làm nhiệm vụ giao
tiếp với mạng ngoài. Do vậy GMSC được đặt tại điểm kết nối UMTS với mạng
chuyển mạch kênh bên ngoài.
• IWF (chức năng tương tác): bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền
dẫn. IWF cho phép mạng W-CDMA kết nối với các mạng khác như: mạng số liệu
công cộng chuyển mạch kênh (CSPND), mạng PSTN , mạng ISDN và các mạng
PLMN khác.
• EIR: thực hiện quản lý thiết bị người sử dụng UE. EIR lưu tất cả các dữ liệu liên
quan đến UE. EIR được nối đến MSC và SGSN qua đường báo hiệu để kiểm tra sự
được phép của thiết bị. Một thiết bị không được phép sẽ bị cấm.
• Trung tâm nhận thực (AUC): quản lý các thông tin nhận thực và mật mã hoá liên
quan đến từng cá nhân thuê bao dựa trên khoá bí mật. Việc quản lý thuê bao được
thực hiện thông qua khoá nhận dạng bí mật duy nhất cho từng thuê bao. Khoá này
được lưu giữ vĩnh cửu và bí mật trong bộ nhớ của UE.
• Node hỗ trợ GPRS phục vụ (SGSN): cung cấp việc định tuyến gói tin từ/tới một
vùng dịch vụ của SGSN. Nó phục vụ tất cả các thuê bao sử dụng dịch vụ gói nằm
trong vùng phục vụ của mình. Một thuê bao sử dụng dịch vụ gói có thể được bất cứ
SGSN nào trong mạng phục vụ tuỳ thuộc vào vị trí của thuê bao. Phần mạng được

thâm nhập qua SGSN thường được gọi là vùng PS.
• Node hỗ trợ GPRS cổng (GGSN): GGSN được nối tới các mạng ngoài như mạng
Internet, mạng X.25. Nhìn từ mạng ngoài thì GGSN đóng vai trò như bộ định tuyến
cho các mạng ngoài tới được mạng W-CDMA. GGSN tiếp nhận số liệu (có địa chỉ
của một người sử dụng nhất định) thì nó sẽ kiểm tra, nếu địa chỉ này là tích cực thì
GGSN gửi số liệu đó tới SGSN tương ứng để phục vụ UE. Trong trường hợp địa
chỉ này là không tích cực thì số liệu thu được bị loại bỏ. Các gói tin từ UE nguồn
được định tuyến đến đúng mạng đích thông qua GGSN.
2.2.3. Thiết bị người sử dụng (UE)
Thiết bị người sử dụng là thiết bị duy nhất mà người sử dụng có thể thường
xuyên nhìn thấy của hệ thống. UE có thể là thiết bị đặt trong ô tô hay thiết bị xách tay
hoặc thiết bị cầm tay. Loại thiết bị nhỏ cầm tay là thiết bị phổ biến nhất. Ngoài các
chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vô tuyến UE còn phải cung cấp các
giao diện với người sử dụng như: micro, loa, màn hiển thị, bàn phím Hiện nay người
ta đang cố gắng sản xuất các thiết bị đầu cuối gọn nhẹ để đấu nối với thiết bị người sử
dụng. Việc lựa chọn thiết bị đầu cuối hiện đang để mở cho các nhà sản xuất. Thiết bị
người sử dụng gồm hai phần:
• Thiết bị di động (ME): là đầu cuối vô tuyến được sử dụng cho thông tin vô
tuyến trên giao diện Uu.
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
17
• Modul nhận dạng thiết bị UMTS (USIM): là một thẻ thông minh chứa nhận
dạng thuê bao để thực hiện các thuật toán nhận thực, lưu giữ các khoá nhận
thực và một số thông tin thuê bao cần thiết cho đầu cuối.
2.3 Công nghệ đa truy nhập W – CDMA

WCDMA là công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng sử dụng cho
phần giao diện vô tuyến cho hệ thống thông tin di động thế hệ 3- UMTS. Các thông số
nổi bật đặc trưng cho WCDMA như sau:

• WCDMA là hệ thống đa truy nhập phân chia theo mã trải phổ dãy trực
tiếp băng rộng DS-CDMA, nghĩa là các bit thông tin được trải ra trong một băng tần
rộng bằng cách nhân dữ liệu người dùng với các bit giả ngẫu nhiên (gọi là chip), các
bit này xuất phát từ các mã trải phổ CDMA. Để hỗ trợ tốc độ bit cao (lên tới 2Mbps),
cần sử dụng các kết nối đa mã và hệ số trải phổ khác nhau.
• WCDMA có tốc độ chip là 3.84 Mcps dẫn đến băng thông của sóng
mang xấp xỉ 5MHz, nên được gọi là hệ thống băng rộng. Băng thông rộng của sóng
mang WCDMA hỗ trợ các tốc độ dữ liệu cao của người dùng và đem lại những lợi ích
hiệu suất xác định, như là tăng khả năng phân tập đa đường. Các nhà vận hành mạng
có thể sử dụng nhiều sóng mang 5MHz để tăng dung lượng, có thể bằng cách sử dụng
các lớp tế bào phân cấp. Khoảng cách giữa các sóng mang thực tế có thể được chọn là
lưới 200KHz trong khoảng 4.4 – 5Mhz tuỳ thuộc vào nhiễu giữa các sóng mang.
• WCDMA hỗ trợ tốt các tốc độ dữ liệu người dùng khác nhau hay nói
cách khác là hỗ trợ tốt đặc tính băng thông theo yêu cầu (BoD). Mỗi người sử dụng
được cấp các khung có độ rộng 10ms, trong khi tốc độ người sử dụng được giữ không
đổi.
• WCDMA hỗ trợ mô hình hoạt động cơ bản: Chế độ song công phân chia
theo tần số FDD và song công phân chia theo thời gian TDD (Time Division Duplex).
Trong chế độ FDD, các tần số sóng mang 5MHz khác nhau sẽ được sử dụng cho
đường lên và đường xuống, trong khi ở chế đố TDD, chỉ có 1 sóng mang 5MHz được
sử dụng bằng cách chia sẻ miền thời gian cho các đường lên và đường xuống.
• WCDMA hỗ trợ hoạt động của các trạm gốc dị bộ
• WCDMA áp dụng kỹ thuật tách sóng kết hợp trên cả đường lên và
đường xuống dựa vào việc sử dụng kênh hoa tiêu, có khả năng tăng tổng thể dung
lượng và vùng phủ sóng của đường lên.
Các thông số chính của WCDMA được liệt kê trong bảng 2.1
Phương thức đa truy nhập DS-CDMA
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội
18

Phương thức song công FDD/TDD
Việc đồng bộ trạm gốc Hoạt động không đồng bộ
Tốc độ chip 3,84Mcps
Chiều dài khung 10ms
Ghép các dịch vụ Nhiều dịch vụ với yêu cầu chất lượng khác
nhau được ghép xen trên một kết nối
Khái niệm đa tốc độ Hỗ trợ tốc độ trải phổ khác nhau và đa mã
Tách song Tách sóng kết hợp sử dụng đại diện kênh pilot
hoặc kênh pilot chung
Tách sóng nhiều người sử
dụng, các Anten thông minh
Được hỗ trợ bởi các chuẩn, tuỳ chọn trong
quá trình thực thi
Bảng 2.1 : Các thông số chính của WCDMA
2.3.1 Đa truy nhập phân chia theo mã
Với phương pháp đa truy cập CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều
người sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi mà
không sợ gây nhiễu lẫn nhau. Những người sử dụng nói trên được phân biệt với nhau
nhờ dùng một mã đặc trưng không trùng với bất kỳ ai. Kênh vô tuyến CDMA được
dùng lại mỗi cell trong toàn mạng, và những kênh này cũng được phân biệt nhau
nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên (PN).

Đặc điểm của CDMA:
• Dải tần tín hiệu rộng hàng MHz.
• Sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp.
• Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cường độ trường rất
nhỏ và chống fading hiệu quả hơn FDMA,TDMA
• Việc các thuê bao MS trong cell dùng chung tần số khiến cho thiết bị truyền
dẫn vô tuyến đơn giản, việc thay đổi kế hoạch tần số không còn vấn đề, chuyển
giao trở thành mềm, điều khiển dung lượng cell rất linh hoạt.

Hình 2.4 chỉ ra một ví dụ làm thế nào 3 người sử dụng có thể truy nhập đồng
thời trong một hệ thống CDMA.
Tại bên thu, người sử dụng 2 sẽ giải trải phổ tín hiệu thông tin của nó trở lại tín
hiệu băng hẹp, chứ không phải tín hiệu của bất cứ người nào khác. Bởi vì sự tương
quan chéo giữa mã của người sử dụng mong muốn và các mã của người sử dụng khác
là rất nhỏ : việc tách sóng kết hợp sẽ chỉ cấp năng lượng cho tín hiệu mong muốn và
một phần nhỏ cho tín hiệu của người sử dụng khác và băng tần thông tin.
Học viên : Trần Thị Hằng K15Đ2 ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc Gia Hà
Nội