Nghiên cứu hệ thống thông tin di động thế hệ 3 và một số giải pháp đáp ứng chất lượng dịch vụ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ





VŨ ĐỨC HƯNG






NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THÔNG TIN
DI ĐỘNG THẾ HỆ 3 VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP
ĐÁP ỨNG CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ











LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2008
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ





VŨ ĐỨC HƯNG





NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THÔNG TIN
DI ĐỘNG THẾ HỆ 3
VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP ĐÁP ỨNG
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ



Nghành: Công nghệ Điện tử-Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử

Mã số: 60 52 70


LUẬN VĂN THẠC SĨ


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VƯƠNG ĐẠO VY








Hà Nội – 2008
MỤC LỤC
Nội dung
Trang
Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

MỞ ĐẦU
1
Chương 1 – QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN TỪ 2G LÊN 3G

3
1.1 Giới thiệu
3
1.1.1 Lịch sử phát triển thông tin di động.
3
1.1.2 Phổ của IMT-2000
5
1.2 Sự phát triển của GSM.
7
1.2.1 Dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao.
8
1.2.2 Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS
8
1.3 Các lựa chọn giao diện vô tuyến cho IMT-2000
10
1.3.1 Tại châu Âu
10
1.3.3 Tại Nhật Bản
12
1.3.3 Tại Mỹ
13
Chương 2 - CÁC HỆ THỐNG IMT-2000 TẠI CHÂU ÂU.
15
2.1 Giới thiệu
15
2.2 Chế độ UTRA FDD.
17
2.2.1 Tuyến xuống chế độ UTRA FDD
19
2.2.1.1 Mã phân kênh

21
2.2.1.2 Mã xáo trộn
23
2.2.1.3 Các kênh vật lý dùng chung tuyến xuống
24
2.2.1.4 Các kênh truyền tải
31
2.2.2 Tuyến lên chế độ UTRA FDD
32
2.2.2.1 Điều chế và trải phổ tuyến lên
34
2.2.2.2 Kênh truy cập ngẫu nhiên RACH
36
2.2.2.3 Kênh gói chung vật lý PCPCH
37
2.3 Chế độ UTRA TDD
39
2.3.1 Lớp vật lý
39
2.3.2 Song công theo thời gian
40
2.3.3 Cấu trúc cụm
40
2.3.4 Các kênh vật lý điều khiển chung
43
2.3.5 Kênh truyền tải
46
2.3.6 Dịch thời trước
46
Chương 3 : GIẢI PHÁP ĂNTEN THÔNG MINH TRONG HỆ THỐNG

THÔNG TIN DI ĐỘNG 3GPP WCDMA
47
3.1 Tổng quan hệ thống ănten thông minh
47
3.1.1 Khái niệm
47
3.1.2 Nguyên lý hoạt động
47
3.1.3 Mô hình sắp xếp hệ thống dàn ănten
48
3.1.4 Các tham số của dàn ănten
48
3.2 Mô hình tín hiệu
50
3.3 Các thuật toán ứng dụng trong ănten thông minh
54
3.3.1 Phân tập chuyển mạch
54
3.3.2 Phân tập lựa chọn
55
3.3.3 Phân tập kết hợp tỷ lệ tối đa
56
3.3.4 Kết hợp độ lợi cân bằng
58
3.4 Ứng dụng của ănten thông minh và các lược đồ kết hợp
58
3.4.1Ứng dụng ănten thông minh tại thiết bị di động
58
3.4.2 Kết hợp phân tập
60

3.4.3 Kết hợp tương thích
62
3.4.4 Kết hợp lai ghép
63
3.5 Mô hình kênh
64
3.5.1 Giới thiệu
64
3.5.2 Tương quan đường bao
66
3.5.3 Mô hình đường bao địa lý (GBSB)
66
3.5.4 Mô hình kênh của ITU
68
3.5.5 Mô hình kênh pha đinh tương quan không gian và không chặt
69
3.5.6 Mô hình kênh pha đinh tương quan đường bao
70
3.5.7 Thủ tục lấy thông tin kênh sử dụng GBSB
72
3.6 Ưu điểm của ănten thông minh trong thông tin di động
73
Chương 4: HIỆU SUẤT CỦA ĂNTEN THÔNG MINH TẠI THIẾT BỊ DI
ĐỘNG TRONG HỆ THỐNG 3GPP WCDMA
75
4.1 Hiệu suất của kết hợp phân tập
75
4.1.1 Môi trường mô phỏng
75
4.1.2 Kết quả mô phỏng với mô hình kênh đường tròn GBSB

76
4.1.3 Kết quả mô phỏng với mô hình kênh elip GBSB
78
4.2 Hiệu suất của ănten thông minh trong mô hình kênh ITU
81
4.2.1 Môi trường mô phỏng cho mô hình kênh ITU
81
4.2.2 Hiệu suất của AC,DC và HC đối với mô hình kênh ITU
83
4.3 Tổng kết
87
KẾT LUẬN
88
TÀI LIỆU THAM KHẢO
89












Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
A

AC
Adaptive Combining
Kết hợp tương thích
ADC
Analogue – Digital Convert
Bộ chuyển đổi tương tự số
AOA
Angle Of Arrival
Góc tới
AT- GSC
Absolute Threshold Generalized
Selection Combining
Kết hợp lựa chọn tổng quát
hoá ngưỡng tuyệt đối
AWGN
Additive White Gaussian Noise
Tạp âm Gaussian trắng cộng
B


BER
Bit Error Rate
Tỷ lệ lỗi bit
BPSK
Binary Phase Shift Keying
Khoá dịch pha nhị phân
C

CDMA
Code Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo mã
CM
Constant Modulus
Khối hằng
CODIT
Code Division Multiple Testbed
Đa kiểm tra phân chia theo mã
CPICH
Common PIlot CHannel
Kênh hoa tiêu chung
D


DC
Diversity Combining
Kết hợp phân tập
DECT
Digital European Cordless Telephone
Mạng điện thoại không dây số
Châu Âu
DPCCH
Data Physical Common Channel
Kênh vật lý số liệu chung
DPDCH
Data Physical Dedicated Channel
Kênh vật lý số liệu riêng
DOA
Direction Of Arrival

Hướng góc đến
DSP
Digital Signal Procesor
Bộ xử lý tín hiệu số
E


ECFCM
Envelope correlated Fading Channel
Model
Mô hình kênh pha đinh tương
quan đường bao
ESPRIT
Estimation of Signal Parameters by
Rotation Invariance Technique
Ước tính tham số tín hiệu dựa
trên kỹ thuật quay bất biến
EGC
Equal Gain Combining
Kết hợp độ lợi cân bằng
F


FDMA
Frequency Division Multi Access
Đa truy cập phân chia theo tần
số
FDD
Frequency Division Duplex
Ghép song công theo tần số

FRAMES
Future Radio Wideband Multiple
Access System
Hệ thống đa truy cập dải rộng
vô tuyến
G


GBSB
Geometrically - Based Single - Bounce
Đường bao trên mô hình địa
lý
GSC
Generalized Selection Combining
Kết hợp lựa chọn tổng quát
GSM
Global System for Mobile
Communication
Hệ thống thông tin di động
toàn cầu
GPS
Global Position System
Hệ thống định vị toàn cầu
GGSN
Gateway GPRS Support Node
Node hỗ trợ cổng GPRS
GPRS
General Packet Radio Sevice
Dịch vụ vô tuyến gói chung
H

HC
Hybrid Combining
Kết hợp lai ghép
HSCSD
High Speed Circuit Switched Data
Chuyển mạch dữ liệu tốc độ
cao
I


IMT
International Mobile
Telecommunication
Hội thông tin di động quốc tế
ITU
International Telecommunication
Union
Liên đoàn viễn thông quốc tế
IF
Intermidiate Frequency
Trung tần
L


LCFCM
Loosely Correlated Fading Channel
Model
Mô hình kênh pha đinh tương

quan không chặt
LOS
Line Of Sight
Đường truyền thẳng
M


MLE
Maximum Likehood Estimation
Khả năng giống nhất
MMSE
Minimum Mean Square Error
Lỗi bình phương trung bình
tối thiểu
MRC
Maximum Ratio Combining
Kết hợp tỷ lệ tối đa
MSE
Mean Square Error
Lỗi bình phương trung bình
MSC
Mobile Switching Center
Trung tâm chuyển mạch di
động
MUSIC
MUltiple SIgnal Classification
Phân chia đa tín hiệu
N

N-LMS
Normalized Least Mean Square
Bình phương trung bình tối
thiểu chuẩn hoá
NT-GSC
Normalized Threshold Generalized
Selection Combining
Kết hợp lựa chọn tổng quát
ngưỡng chuẩn hoá
P


PDF
Propability Density Function
Hàm mật độ phổ công suất
PCH
Pilot Channel
Kênh hoa tiêu
PN
Pseudo - Noise
Giả tạp âm
PCS
Personal Communication Service
Dịch vụ truyền thông cá nhân
Q


QPSK
Quadrature Phase Shift Keying
Khoá dịch pha cầu phương

R


RF
Radio Frequency
Tần số vô tuyến
RLS
Recurstive Least Square
Bình phương tối thiểu đệ quy
S


SA
Smart Antenna
Ănten thông minh
SC
Selective Combing
Kết hợp lựa chọn
SCFCM
Spatially Correlated Fading channel
Model
Mô hình kênh pha đinh tương
quan không gian
SCH
Synchronization CHannel
Kênh đồng bộ
SD
Seletive Diversity
Phân tập lựa chọn
SDMA

Space Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo
không gian
SINR
Signal - to – Interference plus Noise
Ratio
Tỷ số tín hiệu trên tạp âm
cộng nhiễu
SIR
Signal - to – Interference Ratio
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
SLC
Square Law Combining
Kết hợp theo luật bình phương
SMI
Sample Matrix Inversion
Nghịch đảo ma trận mẫu
SNR
Signal- to- Noise Ratio
Tỷ số tín hiệu trên tạp âm
SF
Spreading Factor
Hệ số trải phổ
SGSN
Serving GPRS Support Node
Node hỗ trợ dịch vụ GPRS
TDD
Time Division Duplex
Ghép song công phân chia
theo thời gian

TDMA
Time Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo
thời gian
TIA
Telecommunication Industry Association
Hội công nghiệp viễn thông
U


UC
Unit Controll
Đơn vị điều khiển
UCFCM
Uncorrelated Fading Channel Model
Mô hình kênh pha đinh không
tương quan
UMTS
Universal Mobile Telecommunication
System
Hệ thống thông tin di động
toàn cầu
UTRA
UMTS Terrestrial Radio Access
Truy cập vô tuyến mặt đất cho
UMTS
WCDMA
Wideband Code Division Multiple
Access
Đa truy cập phân chia theo mã

dải rộng
W


WLAN
Wireless Local Area Network
Mạng vô tuyến nội hạt


1
Mở đầu
Xã hội càng phát triển thì nhu cầu thông tin càng cao. Chính vì vậy các hệ thống
thông tin ngày càng phát triển. Các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai được xây
dựng theo tiêu chuẩn IS-95, GSM, phát triển rất nhanh trong những năm 1990. Các
yêu cầu về dịch vụ mới của các hệ thống thông tin di động, nhất là các dịch vụ truyền
số liệu đòi hỏi các nhà khai thác phải đưa ra được các hệ thống thông tin di động mới.
Trong bối cảnh đó ITU đã đưa ra đề án tiêu chuẩn hoá hệ thống thông tin di động thế
hệ thứ ba với tên gọi IMT-2000 nhằm những mục tiêu sau đây:
Tốc độ số liệu cao để đảm bảo các dịch vụ truy nhập Internet nhanh hoặc
các dịch vụ đa phương tiện.
Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để đảm bảo sự
phát triển liên tục của thông tin di động.
Cải thiện tầm phủ của các hệ thống thông tin di động.
Nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba đã được đề xuất,
trong đó hai tiêu chuẩn WCDMA và Cdma2000 đã được ITU chấp thuận và được triển
khai trong những năm đầu của thế kỷ 21. WCDMA sẽ là sự phát triển tiếp theo của các
hệ thống thông tin di động thế hệ hai sử dụng công nghệ TDMA như: GSM, IS-136,
PDC. Cdma2000 sẽ là sự phát triển tiếp theo của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ
hai dựa trên chuẩn IS-95. Tại Việt Nam các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba
cũng đang được triển khai và thử nghiệm bởi các nhà cung cấp dịch vụ.

Nhưng vấn đề là làm thế nào để nâng cao dung lượng của hệ thống mà không
làm tăng băng tần của vô tuyến? Làm thế nào để hệ thống đảm bảo cung cấp dịch vụ
với giá thành rẻ, chất lượng và tốc độ truyền dữ liệu cao, đồng thời phải giảm thiểu
năng lượng truyền tín hiệu từ thuê bao nhằm tăng tuổi thọ của pin, làm cho cấu trúc
của máy di động ngày càng gọn nhẹ? Việc đi tìm lời giải cho các câu hỏi này quả là
một thách thức lớn cho các nhà quản lý và khai thác mạng viễn thông cũng như các
nhà thiết kế hệ thống vì dường như các yêu cầu này không có tính dung hoà với nhau.
Đã có rất nhiều giải pháp đưa ra nhằm giải quyết những vướng mắc này. Chính vì vậy
tôi chọn đề tài: Nghiên cứu hệ thống thông tin di động thế hệ ba và một số giải pháp
đảm bảo chất lượng dịch vụ. Mục tiêu của đề tài: nghiên cứu các nguyên tắc hoạt
động, đưa ra một số giải pháp nhằm đáp ứng chất lượng dịch vụ của các hệ thống
IMT-2000, nội dung chính của luận văn này gồm 4 chương:
 Chương 1: Tiến lên 3G sẽ khái quát quá trình phát triển của thông tin di động.

2
 Chương 2: Các hệ thống IMT-2000 tại châu Âu đề cập tới nguyên tắc hoạt
động của các hệ thống thông tin di động UMTS, là chuẩn cho các hệ thống
thông tin di động 3G tại châu Âu.
 Chương 3: Giải pháp ănten thông minh trong hệ thống thông tin di động
3GPP WCDMA đi vào nghiên cứu ứng dụng của ănten thông minh tại máy di
động trong hệ thống WCDMA. Chương đã giới thiệu một số các cấu trúc của hệ
thống ănten thông minh kép được tích hợp trong các đầu cuối di động. Theo đó,
chương cũng đưa ra những cấu trúc của ănten thông minh trong các môi trường
truyền lan khác nhau cũng như ănten thông minh sử dụng các thuật toán khác
nhau trong thực tế. Đồng thời giới thiệu các mô hình kênh được khuyến nghị của
ITU.
 Chương 4: Hiệu suất của anten thông minh tại thiết bị di động trong hệ thống
3GPP WCDMA khi sử dụng các lược đồ kết hợp phân tập, tương thích hay lai
ghép trong hệ thống 3 GPP với các mô hình kênh khác nhau và mô hình kênh
của ITU khuyến nghị.

Tuy nhiên trình độ bản thân và điều kiện còn hạn chế nên luận văn không thể
tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo để đề tài
này được hoàn thiện hơn.
Qua đây, tác giả cũng xin cảm ơn các thầy, cô giáo, đặc biệt là thầy giáo,
PGS.TS Vương Đạo Vy đã tận tình hướng dẫn và góp ý để luận văn được hoàn thành.

Tác giả



Vũ Đức Hưng






3
Chương 1 - QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN TỪ 2G LÊN 3G
Chương này sẽ khái quát quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động,
quá trình phát triển từ mạng 2G lên mạng 3G.
1.1 Giới thiệu
Các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 2 (2G-generation) là GSM và IS-95
đã được triển khai tại nhiều nơi trên thế giới và chúng sẽ tiếp tục tồn tại trong thập kỷ
tới. Tuy nhiên, hiện nay các hệ thống này phải đối mặt với các hạn chế về dung lượng.
Chính vì vậy sự ra đời của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G) là một điều tất
yếu.
Các hệ thống 3G hứa hẹn một dung lượng thoại lớn hơn, tốc độ kết nối di động
cao hơn và sử dụng các ứng dụng đa phương tiện. Các hệ thống vô tuyến 3G cung cấp
các dịch vụ với chất lượng tương đương với các hệ thống hữu tuyến và các dịch vụ

truyền số liệu với tốc độ (từ 144 kbps) lên tới 1920 Kbps.
Bất chấp những ưu điểm nổi trội của hệ thống 3G, cho đến nay số lượng thuê
bao của các hệ thống 2G vẫn tiếp tục phát triển nhờ những cải tiến của nó vì thế, trước
khi đi vào miêu tả các hệ thống 3G chúng ta hãy xem xét lịch sử phát triển của thông
tin di động tế bào và hệ thống 2G, đặc biệt là các hệ thống GSM.
1.1.1 Lịch sử phát triển thông tin di động.
Vào cuối thế kỷ 19, các thí nghiệm của nhà khoa học người Italy, Marconi, cho
thấy thông tin vô tuyến có thể thực hiện giữa các máy thu phát ở xa nhau di động.
Song phải tới những năm đầu 1980 thì mạng điện thoại di động kiểu tế bào thế hệ thứ
nhất (1G) mơí ra đời. Các mạng này ban đầu chỉ dành cho tín hiệu thoại, và giữa các
hệ thống và các thuê bao của mạng không hề tương thích với nhau, khả năng lưu động
của thiết bị thấp.
Trong tình hình như vậy, người châu Âu nhận thấy cần phải có một hệ thống tế
bào thế hệ thứ 2 (2G) hoàn toàn số.
Năm 1982, hội nghị Bưu chính và Viễn thông châu Âu (CEPT) đã thành lập
nhóm chuyên trách về thông tin di động GSM (Group Special on Mobile) có nhiệm vụ
xây dựng một hệ thống thông tin di động công cộng tiêu chuẩn toàn châu Âu hoạt
động trên băng tần 900 MHz. Các khuyến nghị về GSM được thông qua vào tháng 4
năm 1988. Sau một thời gian thử nghiệm, năm 1991 mạng GSM (Global System for
Mobile Communication) chính thức được đưa vào sử dụng tại châu Âu và nhiều nước
trên thế giới.
Song không chỉ dừng ở lại đó, người châu Âu đã có tầm nhìn lâu dài. Ngay vào
năm 1988 họ đã tiến hành dự án RACE 1043 với mục đích xác định các dịch vụ và

4
công nghệ cho hệ thống thông tin di động tân tiến thế hệ thứ 3 (3G) và sự triển khai dự
tính vào năm 2000. Hệ thống của họ sớm được biết đến với tên gọi là hệ thống thông
tin di động toàn cầu UMTS ( Universal Mobile Telecommunication System). Các hệ
thống 1G, 2G, 3G sẽ hoàn toàn độc lập với nhau và việc triển khai sẽ đan xen nhau,
sau đó GSM sẽ được thay thế dần bằng UMTS.

Tuy nhiên sự thành công của GSM cho tới nay là cực lớn cho nên quá trình tiến
hoá từ 2G lên 3G cần được cân nhắc. Mặc dù mạng xương sống của GSM và UMTS
có thể xem là giống nhau, song giao diện vô tuyến lại khác nhau đáng kể.
Đã có những mong chờ, hy vọng lớn ban đầu đối với UMTS. Nó không chỉ là tế
bào mà sẽ bao các loại mạng khác từ vô tuyến di động cá nhân (PMR- Private Mobile
Radio), các mạng nội hạt không dây (Wireless LAN) tới các hệ thống vệ tinh di động
MSSs. Các đặc điểm quan trọng là nó sẽ hoạt động toàn cầu, hỗ trợ các dịch vụ tốc độ
bit cao và quan trọng nhất là định hướng dịch vụ. Trong khi châu Âu xem mạng 3G
toàn cầu cho thế kỷ 21 là UMTS, hầu hết các kỹ sư của họ làm việc với UMTS hy
vọng rằng họ sẽ đạt được thỏa thuận với ITU để sớm điều chỉnh UMTS và điều cơ bản
là UMTS sẽ được chấp nhận là chuẩn toàn cầu.
Để giải thích việc hy vọng này, chúng ta cần chỉ ra là ITU đã tham gia trò chơi
3G từ lúc bắt đầu. Đồng thời với sự khởi đầu của RACE tại châu Âu, nhóm đặc biệt
được thành lập của ITU là TG 8/1 (task group thuộc CCIR). Uỷ ban này coi hệ thống
3G của họ như là hệ thống thông tin di động mặt đất, công cộng tương lai FPLMTS
(Future Public Land Mobile Telecommunication System). Người châu Âu, tất nhiên
cũng là thành viên của TG8/1 và dưới áp lực về chính trị cũng như thương mại thì
FPLMTS và UMTS dường như chung mục đích và đối tượng. Cái khác nhau cơ bản
giữa TG8/1 và cái đang diễn ra tại châu Âu là người châu Âu đã sẵn sàng đưa hệ thống
của họ vào thực tiễn trong khi TG8/1 vẫn chỉ là diễn đàn.
Còn người Mỹ thì sao? Tại Mỹ không có các chương trình R&D (Research and
Development) tầm cỡ quốc gia về hệ thống 2G hay 3G nào được tiến hành cả. Hệ
thống 1G dịch vụ thoại tân tiến của họ AMPS (Advanced Mobile phone Service) được
phát triển thành thế hệ 2 là IS-136 sau đó trở thành hệ thống hai mode là IS-95. Người
Mỹ cũng giới thiệu hệ thống IDEN có khả năng hỗ trợ các dịch vụ tế bào và vành vô
tuyến. Nó chiếm một phổ tần rất lớn cho 3G và nó cho phép GSM vào Mỹ dưới dạng
PCS1900. Việc sở hữu phổ như vậy đồng nghĩa là có các ưu điểm nổi trội khi mạng
lưới 2G được phát triển thành 3G.
Một yếu tố lớn không chỉ tại Mỹ mà trên cả thế giới là sự xuất hiện của IS-95,
nó ra đời sau so với GSM và một vài người tranh cãi rằng nó là 2,5G. Nó đã phải tranh

đấu để tồn tại bởi thiếu phổ tần và thái độ của các kỹ sư đối với phương pháp đa truy
nhập. Phổ hẹp cỡ 1,25MHz ở đầu dải AMPS là đủ cho CDMA tế bào. Những người

5
ủng hộ CDMA đều rõ một điều là nó có hiệu quả về mặt phổ rất cao. Do đó chúng ta
có thể coi IS-95 là một hệ thống 2,5G vì nó phù hợp với môi trường nhiều người dùng
3G và việc phát triển lên 3G sẽ dễ dàng. Điều này không đúng đối với các hệ thống
TDMA thế hệ 2G khi chuyển sang hệ thống 3G. Tuy nhiên chúng ta sẽ thấy trong phần
sau, GMS với TDMA của nó có thể phát triển tới 3G mà không cần có thêm card
CDMA. Tuy nhiên vẫn có một sự phát triển từ giai đoạn 2+ của GSM lên UMTS được
đề cập ở phần1.2.
Ủy ban TG8/1 đã từ bỏ cái tên FPLMTS khi dùng cho hệ thống 3G của nó, và
thay thế bằng từ thông tin di động quốc tế năm 2000, hay đơn giản là IMT-2000
(International Mobile Telecommunication for 2000). Sau đó nó đã loại bỏ sự khó khăn
mang tính chính trị về một chuẩn duy nhất bằng cách chọn một họ chuẩn. Mỗi thành
viên của họ phải đáp ứng một số chỉ tiêu tối thiểu. Có tất cả 16 đề nghị được chấp
thuận, 10 chuẩn cho mạng 3G mặt đất và 6 cho hệ thống vệ tinh di động. Phần lớn các
yêu cầu ủng hộ CDMA là phương pháp đa truy cập. Một dung hoà đã được đưa ra và
cuối cùng ITU đã đồng ý là họ IMT-2000 sẽ bao gồm 5 công nghệ sau:
 IMT DS ( Direct Sequence) được biết tới là UTRA FDD và W-CDMA trong đó
UTRA là UMTS terrestrial Radio Access truy cập vô tuyến mặt đất cho UMTS
và W trong W-CDMA là wideband.
 IMT MC ( Multicarrier) hệ thống này là phiên bản của IS-95 (bây giờ được gọi
là CDMA One) và cũng được biết đến với tên là Cdma2000, chúng ta sẽ sử
dụng cái tên được dùng phổ biến là Cdma2000.
 TC ( Time Code) là UTRA TDD được đặt tên cho chế độ UTRA sử dụng song
công theo thời gian.
 IMT FT ( Frequency Time) là hệ thống viễn thông không dây tiên tiến số
(DECT- Digitally Enhanced Cordless Telecommunication).
 IMT SC ( Single Carrier) đây thực chất là một dạng đặc biệt của GSM giai đoạn

2+ được biết đến là EDGE, (Enhanced Data Rates for GSM Evolution-tốc độ
dữ liệu được cải thiện cho sự phát triển của GSM).
1.1.2 Phổ của IMT-2000
Hội nghị về quản lý vô tuyến của thế giới tháng 3/1992 đã chỉ định 200 MHz
trong dải tần 2G cho IMT-2000 sử dụng toàn cầu. Các dải tần thực tế là 1885-
2025MHz và 2110-2200MHz. Thật không may là một vài phần của dải tần này đã
được các dịch vụ khác sử dụng. Hình 1.1 là sơ đồ phổ của IMT-2000 và việc sử dụng
tại châu Âu, Mỹ, Nhật dải phổ này.
Phổ IMT-2000 có thể chia thành 7 khoảng. Tần số các khoảng này như bảng 1.1

6
 Khoảng 1: được dùng cho DECT tại châu Âu và cho PHS, PCS, DECT tại
một số vùng trên thế giới.
 Khoảng 2: tại Mỹ, Nhật dùng cho PCS, PHS
 Khoảng 3 và 6 hình thành các dải ghép phân kênh theo tần số 60 MHz
 Khoảng 4,7: dùng cho các dịch vụ vệ tinh di động cung cấp các dải tần
30MHz kiểu FDD.
 Khoảng 4: dùng cho tuyến lên.
 Khoảng 7: dùng cho tuyến xuống.
 Khoảng 1,2,5: không cặp đôi phù hợp với các hoạt động ghép kênh phân chia
theo thời gian.
 Khoảng 5: có thể sử dụng cho các dịch vụ MSS tuyến lên tại Mỹ.

Hình 1.1: Phổ của IMT-2000 và việc sử dụng phổ này tại châu Âu, Mỹ, và Nhật.
PCS, SAT Mobile Sattelite Service, DECT- Digital Enhanced Cordless
Telecommunications, PHS –Handyphone System








7
Bảng 1.1: Phổ của IMT-2000
SỐ THỨ TỰ KHOẢNG
DẢI TẦN (MHZ)
CHÚ THÍCH
1
1885-1900
Không cặp đôi
2
1900-1920
Không cặp đôi
3
1920-1980
Cặp đôi với 6
4
1980-2010
Cặp đôi với 7

5
2010-2025
Không cặp đôi
6
2110-2170

7
2170-2200

1.2 Sự phát triển của GSM.
Hệ thống GSM ban đầu được thiết kế cho tín hiệu thoại và số liệu tốc độ thấp.
Tín hiệu thoại đã được đề cập nhiều vì vậy ở đây chúng ta sẽ tập trung vào số liệu. Tốc
độ dữ liệu của người dùng qua giao diện vô tuyến sử dụng một kênh vật lý riêng lẻ có
nghĩa là trong một khe thời gian TDMA khởi đầu là 9,6 kbps. Tốc độ này được tăng
lên 14,4 kbps bằng cách ngắt quãng các symbol mã trên kênh lưu lượng toàn tốc.
Người ta có thể tăng tốc độ lên hơn 14,4 kbps bằng cách tăng mức ngắt quãng hơn nữa
hoặc cho phép MS truy cập nhiều khe thời gian trong một khung TDMA hoặc sử dụng
điều chế nhiều mức.
Có hai dịch vụ đã được giới thiệu ở giai đoạn 2+ của GSM cho phép tăng tốc độ
người dùng bằng cách cho phép 1MS truy cập nhiều khe thời gian trong một khung
TDMA. Đó là các dịch vụ HSCSD (High Speed Circuit Switched Data -dữ liệu chuyển
mạch tốc độ cao) và GPRS (General Packet Radio Service -dịch vụ vô tuyến gói
chung). HSCSD cho phép một MS được cấp phát một số khe thời gian trong một
khung TDMA trên nền tảng chuyển mạch có nghĩa là MS độc quyền sử dụng các tài
nguyên được cấp phát trong thời gian cuộc gọi. Ngược lại GPRS sử dụng các kết nối
định hướng gói trên giao diện vô tuyến bằng cách cấp cho người dùng một hay một số
các kênh lưu lượng chỉ khi có yêu cầu truyền thông tin. Các kênh này sẽ được thu hồi
khi mà việc truyền hoàn tất. Trong những phần sau chúng ta sẽ miêu tả chi tiết hơn hai
dịch vụ này.
Cách tiếp cận thứ hai để tăng tốc độ số liệu người dùng là phương pháp điều

chế nhiều mức hiện đang được nghiên cứu bởi dự án cải thiện tốc độ số liệu cho phát
triển của GSM ( Enhanced Data Rates for GSM Evolution -EDGE). Nguyên lý cơ sở
của EDGE là phương pháp điều chế được sử dụng trên giao diện vô tuyến GSM phải
dựa trên cơ sở chất lượng của tuyến radio. Một phương pháp điều chế nhiều mức hơn

8
sẽ được sử dụng khi chất lượng của tuyến thông tin là tốt, nhưng hệ thống sẽ chuyển
sang phương pháp điều chế số mức thấp hơn khi chất lượng của tuyến kém đi. Khi
được phát triển, công nghệ EDGE sẽ cải thiện số lượng các dịch vụ được cung cấp bởi
GSM. Phiên bản đầu của EDGE sẽ được sử dụng để cải thiện các dịch vụ GPRS và
HSCSD thành GPRS cải tiến. Trong các phiên bản sau của EDGE các dịch vụ khác sẽ
được giới thiệu nhờ sử dụng các phương pháp điều chế khác nhau.
1.2.1 Dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao.
Dịch vụ này là sự mở rộng tự nhiên của dịch vụ dữ liệu chuyển mạch kênh
được hỗ trợ bởi GSM giai đoạn đầu. Không có sự thay đổi đối với giao diện lớp vật lý
giữa các thành phần của mạng cung cấp dịch vụ HSCSD. Ở các lớp cao hơn MS và
mạng hỗ trợ các chức năng bổ trợ được yêu cầu để ghép hay tách số liệu người dùng
vào một số kênh lưu lượng để truyền qua hai giao diện A
bis
và giao diện vô tuyến. Các
chức năng bổ trợ cũng được thêm vào mức quản lý tài nguyên vô tuyến để quản lý các
tình huống mới khi mà một số các kênh lưu lượng khác nhau được phối hợp để có
cùng một kết nối. Ví dụ khi một người dùng HSCSD được quản lý qua hai cell, cần
một cơ cấu để đảm bảo các kênh lưu lượng hữu hiệu sẵn sàng trong cell mới trước khi
chuyển giao xảy ra. Tuy nhiên một kết nối HSCSD bị giới hạn bởi một mạch 64Kbps
tại giao diện A.
Khi thiết lập cuộc gọi MS cung cấp thông tin cho mạng để xác định bản chất
của kết nối HSCSD. Một phân nhóm cấp nhiều khe của MS được sử dụng bởi mạng để
quyết định số khe lớn nhất MS có thể truy cập.
1.2.2 Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS (General Packet Radio Service).

Nhiều dịch vụ không yêu cầu dòng dữ liệu người dùng hai hướng liên tục trên
giao diện vô tuyến. Để minh họa điều này, hãy xem xét người dùng W3 khi PC của họ
sử dụng kết nối quay số qua mạng tế bào. Khi một trang thông tin được tải xuống thì
có một khoảng dừng trong dòng thông tin giữa MS và mạng khi mà người dùng đọc
thông tin và trước khi thông tin được yêu cầu. Sử dụng kết nối chuyển mạch cho
những dịch vụ như vậy thường không đem lại hiệu quả trong việc sử dụng tài nguyên
vô tuyến vì người dùng liên tục chiếm một kênh vô tuyến trong thời gian cuộc gọi. Sự
bất cập kiểu này có thể chấm dứt bằng sử dụng dịch vụ kết nối định hướng gói.
Hệ thống GSM ban đầu được thiết kế để hỗ trợ chỉ kết nối chuyển mạch kênh
tại mức giao diện vô tuyến với tốc độ người dùng lên tới 9,6Kbps. Tuy nhiên các quy
định trong giai đoạn 2+ hiện nay bao gồm cả việc hỗ trợ dịch vụ kết nối định hướng
gói được biết đến là dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS. Dịch vụ này cố gắng tối ưu tài
nguyên mạng và vô tuyến. Sự phân chia nghiêm ngặt giữa các hệ thống con vô tuyến
với các hệ thống phụ trợ của mạng được duy trì cho dù các hệ thống phụ trợ của mạng
tương thích với các thủ tục truy cập vô tuyến của GSM. Kết quả là, MSC của GSM

9
không bị ảnh hưởng. Việc phân bổ một kênh vô tuyến GPRS là rất mềm dẻo, giới hạn
từ 1-8 khe thời gian của giao diện vô tuyến trong một khung TDMA. Khe thời gian
tuyến lên và tuyến xuống được cấp phát riêng. Tài nguyên giao diện vô tuyến có thể
được chia xẻ linh hoạt giữa dịch vụ chuyển mạch kênh và dịch vụ gói. Tốc độ bit biến
đổi từ 9 Kbps-150 Kpbs trên một người dùng GPRS có thể cùng tương tác với mạng
IP và X25. Các dịch vụ điểm nối điểm và nhiều điểm được hỗ trợ cũng như là dịch vụ
bản tin ngắn (SMS). GPRS có thể hoạt động theo kiểu truyền dữ liệu gián đoạn, cũng
như là truyền dữ liệu liên tục.
Sau đây chúng ta sẽ xem xét tổng quan kiến trúc lô-gic của GPSR. Hình 1.2 là
sơ đồ khối minh họa cấu trúc một mạng GSM và giao tiếp giữa các thành phần của
mạng. Các dịch vụ GPRS yêu cầu thêm hai thành phần của mạng là: nút hỗ trợ cổng
GPRS (GGSN –Gateway GPRS Support Node) và nút hỗ trợ GPRS (SGSN -Serving
GPRS Support Node). Như tên gọi của nó, GGSN hoạt động như là cổng giữa mạng

dữ liệu bên ngoài (Packet Data Network) và mạng GSM hỗ trợ GPRS. GGSN mang
thông tin định tuyến các gói dữ liệu tới SGSN phục vụ một MS cụ thể và nó kết nối
với mạng bên ngoài thông qua điểm chuẩn Gi. Điểm này của kết nối được xem là một
điểm chuẩn chứ không phải là một giao diện bởi vì không có thông tin đặc trưng nào
cho GPRS được trao đổi tại điểm này.

Hình 1.2: Kiến trúc mạng GPRS
SGSN được nối tới các GGSN thuộc mạng di động mặt đất của nó qua giao
diện Gn và nối với các GGSN thuộc mạng khác thông qua giao diện Gp. Hai giao diện
này rất giống nhau, nhưng Gp hỗ trợ thêm chức năng an ninh cần thiết cho thông tin

10
giữa các PLMN. GGSN cũng giao tiếp trực tiếp với bộ đăng ký định vị thường trú qua
giao diện Gc
Một SGSN sẽ theo dõi các thông tin định vị và thông tin an ninh kết hợp với
các MS trong vùng phục vụ của nó. Một SGSN giao tiếp với các GGSN và các SGSN
trong cùng một mạng PLMN qua giao diện Gn và GGSN của mạng PLMN khác qua
giao diện Gp. Các giao diện cũng tồn tại giữa một SGSN và một MSC/VLR (giao diện
Gs) và HLR (giao diện Gr) EIR ( giao diện Gf) và một cổng dịch vụ bản tin ngắn MSC
(SMS-GMSC) và các MSC khác (giao diện Gd). SMS-GMSC và SMS-IWMSC cho
phép dịch vụ bản tin ngắn của GSM được truyền trên kênh GPRS thay vì trên kênh
SDCCH và SACCH. GPRS hỗ trợ các nút (GGSN và SGSN) của một mạng PLMN
kết nối với nhau nhờ sử dụng một giao thức internet (IP) dựa trên mạng xương sống.
1.3 Các lựa chọn giao diện vô tuyến cho IMT-2000
Các cơ quan về chuẩn đã quyết định các công nghệ tham khảo cho IMT-2000.
Việc phát triển trong những năm gần đây do khởi xướng của Nhật Bản, đầu năm 1997,
hiệp hội công nghiệp và doanh nghiệp về vô tuyến của Nhật đã quyết định đưa ra
những chuẩn chi tiết cho CDMA băng rộng. Điều này đã thúc đẩy việc tiêu chuẩn hoá
tại châu Âu và Mỹ. Vào năm 1997 các tham số cho CDMA băng rộng đã được châu
Âu và Nhật thoả hiệp. Giao diện vô tuyến bây giờ có thể xem xét chung là WCDMA.

Vào năm 1998, sự ủng hộ mạnh mẽ cho CDMA băng rộng đã dẫn tới việc chọn
WCDMA là chuẩn vô tuyến mặt đất cho UMTS tại ETSI (European
Telecommunication Standards Institute) cho các dải tần của FDD. WCDMA cũng
được các nhà khai thác GSM tại châu Á và châu Mỹ. Đối với các dải tần của TDD,
phương án TD-CDMA được lựa chọn.
Tại Mỹ tháng 3/1998, uỷ ban TR45.5 của TIA (Telecommunication Industry
Association) chịu trách nhiệm về tiêu chuẩn của IS-95 đưa ra một cấu trúc cho CDMA
băng rộng tương thích với IS-95 gọi là Cdma2000. TR45.3 chịu trách nhiệm về chuẩn
IS-136 đưa ra một chuẩn cho thế hệ ba dựa trên TDMA gọi là UWC-136 ( Universal
Wireless Communication).
Tại Hàn Quốc, người ta vẫn cân nhắc giữa hai công nghệ CDMA băng rộng là
WCDMA và Cdma2000.
Công nghệ được lựa chọn cho thế hệ di động thứ ba phụ thuộc vào các yếu tố
kỹ thuật, chính trị và kinh tế. Sau đây, chúng ta sẽ xem xét các hoạt động nghiên cứu
và chuẩn hoá tại một số khu vực và các nước dẫn tới việc lựa chọn được đề cập ở trên.



11
1.3.1 Tại châu Âu.
 Các hoạt động nghiên cứu vô tuyến thế hệ 3 tại châu Âu:
Như đã đề cập trong phần 1.1 châu Âu đã tiến hành các chương trình đối với
thế hệ 3G (UMTS) của họ là RACE-I, RACE-II dưới sự bảo trợ của cộng đồng châu
Âu.
Chương trình RACE-I kéo dài từ năm 1988-6/1992. Nghiên cứu của RACE-I
tập trung vào các công nghệ riêng lẻ như: truyền dẫn tế bào, chuyển giao và cấp phát
các tài nguyên vô tuyến một cách linh hoạt, điều chế, san bằng, mã hoá, quản lý kênh
và chức năng di động của mạng cố định. Các công nghệ này về sau là cơ sở phát triển
hệ thống giai đoạn hai RACE-II.
Chương trình RACE-II được tiến hành từ 1992-1995 gồm các dự án CODIT

(Code Division Multiple Testbed) và ATDMA (Advanced TDMA) phát triển giao diện
vô tuyến và kiểm tra về truy cập vô tuyến cho UMTS. Việc thử nghiệm ATDMA hỗ
trợ tốc độ người dùng lên tới 64 Kbps với mã hoá 1/4 tốc độ và việc thử nghiệm
CODIT cho tốc độ lên tới 128 Kbps với mã hoá1/2 tốc độ.
Chương trình ACTS (Advanced Communication Technologies and Service)
được triển khai vào năm 1995 để hỗ trợ cho cả nghiên cứu và phát triển thông tin di
động. Trong ACTS, dự án FRAMES (Future Radio Wideband Multiple Access
System) xem xét lai ghép các công nghệ đa truy cập để tạo sự phối hợp tốt nhất cho hệ
thống truy cập vô tuyến tương lai. Dựa trên đánh giá này một nền tảng đa truy nhập
dung hoà là FRAMES (FMA) được vạch ra bao gồm hai chế độ là FMA1 là TDMA
băng rộng có và không có trải phổ, FMA2 là CDMA băng rộng. FMA1 không trải phổ
có nguồn gốc từ ATDMA.
Ngoài các chương trình RACE và ACTS, còn có một vài dự án công nghiệp đã
xây dựng công nghệ cho UMTS và IMT-2000.
Từ năm 1992 tới năm 1995 một phương án CDMA băng rộng được phát triển
bởi NOKIA có khả năng truyền dữ liệu hình lên tới 128 Kbps và độ rộng băng tần là
30MHz. Cấu hình này được làm cơ sở cho FMA2 của FRAMES. Phương pháp ghép
giữa CDMA/TDMA còn được gọi là TD-CDMA được nghiên cứu và làm cơ sở cho
FMA1 có trải phổ. Ngoài ra còn có phương án OFDM.
 Các hoạt động chuẩn hoá của châu Âu:
Thành công cực lớn của GSM sẽ ảnh hưởng mạnh mẽ tới chuẩn hóa các hệ
thống thế hệ thứ 3 tại châu Âu. Tại châu Âu, để tạo ra một bước chuyển tiếp trơn chu
giữa hai thế hệ người ta đã cố gắng xây dựng các hệ thống thế hệ thứ 3 như là một phát
triển từ GSM.

12
Trong ETSI, uỷ ban kỹ thuật SMG có nhiệm vụ chuẩn hoá cho UMTS. Tiểu
ban SMG-2 chịu trách nhiệm về chuẩn truy nhập vô tuyến UMTS đã bắt đầu quá trình
thiết lập truy cập vô tuyến mặt đất cho UMTS vào 12/1996 cụ thể như sau:
- 6/1997 xác định một số các phương pháp UTRA, dựa trên các công nghệ truy cập

riêng lẻ hay phối hợp chúng.
- 12/1997 lựa chọn một phương pháp UTRA cụ thể.
- 6/1998 xác định các mặt kỹ thuật chủ chốt của UTRA (dải thông sóng mang, điều
chế, mã hoá kênh, loại kênh, cấu trúc khung, giao thức truy nhập, cấp phát kênh,
chuyển giao và lựa chọn các cell). Các khái niệm về giao diện vô tuyến được phân
thành 5 nhóm khái niệm khác nhau. FMA2 và ba phương án CDMA băng rộng của
Nhật Bản được đệ trình lên nhóm Alpha. Nhóm Beta đánh giá FMA1 không trải phổ
cùng với một vài phương án TDMA. Các phương án OFDM được nhóm nghiên cứu
Gamma xem xét. Nhóm Delta xem xét FMA1 có trải phổ còn gọi là dự án TD-CDMA
cùng với các phương án lai ghép khác như CTDMA. Nhóm Epsilon xem xét ODMA
(Opportunity Driven) là các ứng dụng dựa trên tất cả các phương án đa truy cập.
Cuối cùng, vào tháng 1/1998, dựa trên FMA2 và các phương án CDMA băng
rộng của Nhật Bản ETSI SMG đã tiến tới một nhất trí về UTRA như sau:
 Trong dải cặp đôi (FDD) của hệ thống UMTS ứng dụng các công nghệ
truy cập vô tuyến được nhóm W-CDMA đưa ra.
 Trong dải không cặp đôi (TDD) hệ thống UMTS ứng dụng các công
nghệ truy cập vô tuyến được nhóm TD-CDMA đưa ra.
Các tiêu chuẩn của UMTS phải đáp ứng được điều kiện cho ra một giá thành
thấp, dễ dung hoà được với GSM và hỗ trợ các đầu cuối hoạt động hai chế độ
FDD/TDD.
Đến tháng 4/1998 các khái niệm của UTRA được hoàn tất, hai chế độ FDD và
TDD có cùng độ dài khung, số khe thời gian và tốc độ lấy mẫu.
1.3.2 Tại Nhật Bản.
Uỷ ban nghiên cứu IMT-2000 của ARIB được thành lập tháng 4/1993 nhằm
nghiên cứu và phát triển IMT-2000.
Tháng 10/1994 nhóm chuyên trách về truyền dẫn vô tuyến (RTSG) được thành
lập để thực hiện các nghiên cứu và phát triển các chuẩn cho IMT-2000, nhóm này gồm
hai nhóm nhỏ là: CDMA và TDMA.
Đối với TDMA có 8 đề nghị, từ đó nhóm này đưa ra một hệ thống TDMA một
sóng mang là MTDMA (Multimode & Multimedia). Hệ thống này xây dựng và thử

nghiệm tốc độ bit sóng mang 1.536 Mbps và tốc độ bit người dùng là 512 Kbps.

13
Tuy nhiên đến năm 1997 người ta khẳng định là hệ thống MTDMA không thể
là chuẩn cho IMT-2000 tại ARIB.
Tại Nhật Bản, có một vài công ty đã phát triển các đề xuất giao diện không gian
CDMA băng rộng. Ban đầu có 13 giao diện vô tuyến CDMA băng rộng được đưa lên
uỷ ban nghiên cứu IMT-2000.
Đến đầu năm 1995, người ta gộp lại thành ba phương án FDD (Kiểu A,B và C)
và một đề xuất TDD. Hệ thống kiểu B dựa trên các tiêu chuẩn hoá về CDMA băng
rộng cho PCS tại Mỹ được biết tới là IS-95.
Đến cuối năm 1996, một đề xuất hợp nhất bốn phương án trên làm một trong đó
các tham số chính là của nhóm A.
Ba đề xuất CDMA băng rộng ban đầu của Nhật Bản hai phương án FDD và một
TDD cũng được đưa tới ETSI của châu Âu. Ngoài ra, đề xuất TDD cũng được đưa tới
TIA TR45.5 của Mỹ với các tham số được thay đổi.
Nhật Bản đã tiến hành các thí nghiệm và thử nghiệm đối với CDMA băng rộng
vào khoảng 1995-1996. Đối cấu hình kiểu A người ta đã tiến hành thử với truyền dẫn
video 384 Kbps và kiểm tra truyền 2 Mbps và độ rộng băng tần 20 MHz trong phòng
thí nghiệm. Trong giai đoạn thử nghiệm lần hai hệ thống A, việc loại bỏ nhiễu cũng
được kiểm tra.
Kết luận chính của ITM-2000 RTSG là việc nghiên cứu CDMA cần được bắt
đầu. Điều này đồng nghĩa với việc CDMA được lựa chọn là công nghệ chính cho
IMT-2000. Sự thúc đẩy của CDMA băng rộng chỉ bắt đầu thực sự khi nhà khai thác tế
bào lớn nhất của thế giới, NTT DoCoMo, quyết định tiến hành phát triển CDMA băng
rộng và tiến hành một hệ thống thử nghiệm vào năm 1996. Các nhà sản xuất lớn đều
đưa ra đề xuất cho phát triển đầu cuối và phát triển cấu trúc. Massushita, Motorola,
NEC và Nokia được lựa chọn cho phát triển đầu cuối, còn việc phát triển cấu trúc
được giao cho Ericson, Lucent, Massushita và NEC.
1.3.3 Tại Mỹ.

Tình hình chuẩn hoá tại Mỹ đa dạng hơn so với châu Âu và Nhật Bản. Các hoạt
động chuẩn hoá chính cho các hệ thống vô tuyến được thực hiện bởi uỷ ban TR45 và
TR46 trực thuộc TIA và uỷ ban T1P1 của T1. TR45.5 chịu trách nhiệm về chuẩn hoá
IS-95, TR45.3 chịu trách nhiệm về chuẩn hoá IS-136. T1P1 và TR46 chịu trách nhiệm
về GSM1900 và một số công nghệ khác. Ngoài các cơ quan chuẩn hoá, còn có các hội
nghị xem xét các vấn đề chính sách liên quan tới chuẩn: UWCC cho IS-136, nhóm
phát triển CDMA (CDG) cho IS-95, nhóm liên minh Bắc Mỹ GSM đối với GSM.
Vào tháng 4/1997, CDG đã phát động một cuộc khởi tạo Hệ thống tân tiến để
phát triển các giao tiếp vô tuyến cho thế hệ thứ ba dựa trên IS-95. Trong năm 1997,

14
cũng có một và đề xuất về CDMA băng rộng lên TR45.5 để phát triển CDMA2000 từ
các công ty Hughes, Lucent, Motorola, Nokia, Nortel. Một đặc điểm chung của các
phương án này là tính tương thích của chúng với IS-95. Vào tháng 3/1998, TR45.5 đã
thông qua cấu trúc cho CDMA2000.
Vào đầu năm 1997, UWCC, GTF (Global TDMA Forum) thành lập nhóm HSD
(High Speed Data) để đánh giá các ứng cử viên cho phát triển IS-136 thành thế hệ ba.
Còn có một vài phương án, bao gồm TDMA, CDMA băng rộng, và 2 phương án cho
OFDM được đưa lên HSD. Dựa vào những đề xuất này, UWCC đã phát triển phương
án UWC-136 được TR45.3 chấp thuận vào tháng 2/1998. UWC-136 gồm một sóng
mang 30 KHz của IS-136 cải tiến, sóng mang dữ liệu tốc độ cao 200 KHz và sóng
mang HSD 200 KHz có cùng tham số với sóng mang GSM cải tiến (EDGE). TDMA
băng rộng dựa trên FMA1 không trải phổ của FRAMES.
TR46.1 cũng phát triển một giao diện vô tuyến CDMA băng rộng cho các ứng
dụng của mạch vòng vô tuyến nội hạt (WLL). Cơ sở cho phương án CDMA băng rộng
của TR46.1 là chuẩn IS-665 cho PCS của Mỹ. CDMA băng rộng có độ rộng băng là 5
MHz. Nó cũng được sử dụng cho đề xuất nhóm B tại Nhật Bản.

15
Chương 2 - CÁC HỆ THỐNG IMT-2000 TẠI CHÂU ÂU

Chương này đề cập tới nguyên tắc hoạt động của các hệ thống thông tin di động
với công nghệ WCDMA cho UMTS, là chuẩn cho các hệ thống thông tin di động 3G
tại châu Âu.
2.1 Giới thiệu.
Như đã trình bày trong chương một, chúng ta biết rằng tại châu Âu người ta đã
đề ra các tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động 3G, hệ thống UMTS của họ đã
được chấp thuận là chuẩn CDMA của IMT-2000. Để thấy rõ sự khác nhau giữa các
chuẩn chúng ta sẽ xem xét cụ thể lớp vật lý của các hệ thống, với trọng tâm tập trung
vào việc tổ chức các kênh ở đầu vào và đầu ra lớp vật lý: kênh truyền tải và kênh vật
lý.
Trong UMTS có những khái niệm được thay đổi so với hệ thống GSM được
liệt kê trên bảng 2.1
Bảng 2.1: So sánh thuật ngữ chính trong GSM và UMTS.
GSM
UMTS
Mobile Station (MS)
User Equipment (UE)
Base Station Transceiver (BTS)
Node B
Base Station Controller (BSC)
Radio Network Controller (RNC)
Base Station Subsystem (BSS)
Radio Network Subsystem (RNS)
Subcriber Identity Module (SIM)
Universal Subcriber Identity Module
(USIM)
Kiến trúc một mạng UMTS được trình bày như trên hình 2.1. Nó gồm một
mạng lõi và các hệ thống thành phần. Trên hình 2.1, mạng lõi được bao bởi các đường
nét đứt. MSC/VLR: trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động, là tổng đài MSC
cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh (CS) đối với các thiết bị trong mạng. GMSC:

đóng vai trò tổng đài cổng, thực hiện chuyển mạch với các mạng CS bên ngoài. Vì giai
đoạn 2
+
của GSM được trang bị GPRS nên mạng UMTS cũng sẽ có các nút hỗ trợ
GPRS là SGSN và các nút hỗ trợ cổng GSGN. SGSN là nút hỗ trợ GPRS đóng vai trò
tổng đài chuyển mạch gói. GGSN là nút hỗ trợ GPRS cổng, có chức năng giống
GMSC nhưng hỗ trợ số liệu. Các thành phần khác của mạng hỗ trợ có chức năng nhận
thực, đăng ký tạm trú, thường trú, và nhận dạng thiết bị (AuC, HLR, EIR, VLR ) để
hỗ trợ cả hai mạng chuyển mạch kênh và số liệu gói.