giải pháp quá độ tiến tới 3g của mạng viễn thông di động vinaphone

c u - O
fifi z
JLvV b
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
K HOA C ÔNG NGHỆ
i
c ừ THỊ KIỀU OANH
G I Ả I P H Á P Q U Á Đ ộ T I É N T Ớ I 3 G
C Ủ A M Ạ N G T H Ô N G T I N D I Đ Ộ N G V I N A P H O N E
Chuyên ngành: Kỷ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc
Mã số: 2.07.00
L U Ậ N V Ă N T H Ạ C s ĩ
, € Ạ | HỌC Q U Ố C G IA HÁ. r:ộ : Ị
TRÜNGTÁM THCNGTIN .71 u; Vỉệpỉ ị
NGƯỜI HƯỚNG D ẨN KHOA HỌC
PGS.TS. N G U YỄN V IÉ T K ÍN H
Hà Nội - Năm 2003
4.1.2. Thu tục rời mạng 51
4.2. Quản lý phiên, khung giao thức dữ liệu gói (PDP Context)
53
4.2.1. Khởi tạo khung giao thức dữ liệu gói (PDP Context) 54
4.2.2. Xoá khung giao thức dữ liệu gói (PDP Context) 54
4.3. Quản lý vị trí 57
4.3.1. Cập nhật khu vực định tuyến trong nội bộ SGGN 59
4.3.2. Cập nhật khu vực định tuyến giữa các SGSN 60
4.4. Định tuyến trên mạng GPRS.
.
64
V. QUẢN LÝ M ẠN G VÀ TÍNH CƯỚC G PRS 65
5.1. Quàn lý mạng G P R S 65
5.2. Tính cước G P R S 67

5.2.1. Thông tin tính cước 68
5.2.2. Cong tính cước (BGw) 70
VI. TRẠM DI Đ ỘNG G PR S
.
72
6.1. Phân loại trạm di động GPRS theo chế độ làm v iệ c
72
6.2. Phân loại trạm di động GPRS theo sổ khe thời gian 74
6.2.1. Kết nối GPRS đoi xứng và không đối xímg 74
6.2.2. Phân loại trạm di động GPRS theo sổ khe thời gian 75
C HƯ ƠN G III: V ÁN ĐE H AN DO V ER T RO NG HỆ T H ÓN G G SM /G PR S C ỦA M Ạ NG
TH Ô N G TIN DI Đ ỘN G V IN A P H Ỏ N E 77
I. KHÁI Q UÁT HỆ THỐNG ỎPRS CỦ A M ẠNG THÔNG TINDI ĐỘNG
VIN A PIIO NE


.

.

77
1.1. Hiện trạng mạng thông tin di động Vina Phone sử dụng công nghệ GSM

77
1.2. Các dịch vụ Vina Phone cung cấp cho khách hà ng
78
1.3. Mục tiêu cho việc nâng cấp hệ thống GSM thành hệ thống G P RS 78
1.4. Sơ đồ hệ thống GPRS thử nghiệm cùa mạng Vina P hone 78
II. ĐO HAN DO VER TRONG HẸ THỐNG GPRS CỦ A M ẠNG THÔNG TINDI
ĐỘNG VIN AP HO NE

.


83
2.1. Các trường hợp Hanđover 83
2.1.1. Handover giữa các ô thuộc cùng một BSC 84
2.1.2. Handover giữa hai ô thuộc hai BSC khác nhau 85
2.1.3. Handover giữa các ó thuộc hai tông đài khác nhau 86
2.2. Giới thiệu về máy TEMS và phần mềm TEM S Investigation 3.2 .4

87
2.3. Giới thiệu về phần mềm TEM S Investigation 3 .2 .4 89
2.4. Thực nghiệm 89
2.4.1. Thí nghiệm về đo Handover trong cùng một cell 89
2.4.2. Thí nghiệm về đo Hcmdover giữa các cell 92
K ÉT LU Ậ N

95
TÀI LIỆÚ T H A M K H Ả O 96
Hình 3.11: Ket nối máy TEMS với máy Laptop cài đặt phần mềm TEM S Investigation 3.2. 88
Hình 3.12: Giao diện chính TEMS Investigation 3 .2 .4
89
Hình 3.13: Giao diện TEM S Investigation 3.2.4 trước khi Handover 90
Hình 3.14: Giao diện TEM S Investigation 3.2.4 sau khi H andover 91
Hình 3.15: Màu biểu thị các mức thu RrxLev Sub (d B) 92
Hình 3.16: Giao diện TEM S Investigation 3.2.4 trước khi Handover 92
Hình 3.17: Giao diện TEM S Investigation 3.2.4 sau khi H andover 93
CÁC TÙ V IỂT TẮT
1G 2 nd G eneration - Thế hệ thứ 1
2G 2 nd Generation - Thế hệ thứ 2

3G 3 rd G eneration - Thế hệ thứ 3
A -B is BSC-B TS Interface - Giao diện giữa BSC và BTS
A M P S A dvanced M obile Phone Service - Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến
A PN A ccess Point N am e - Tên điểm truy cập
A R Q Autom atic Repeat Request - Yêu cầu lặp lại tự động
A R IB A ssociation o f Radio Industry and Business - To chức công nghiệp và
kinh doanh vô tuyến (Tổ chức tiêu chuẩn của N hật Bản)
A T M A synchronous Transfer M odePhương thức truyền không đồng bộ
A U C Authentication Center - Trung tâm nhận thực
B C C H Broadcast Control Channels - Các kênh điều khiển phát quảng bá
B CH B roadcast C hannels - Các kênh phát quảng bá
B E R Bit Error Rate - Tỷ lệ lỗi bít
BG Boder G atew ay - cổ n g đường biên
BGvv Billing G atew ay - cổ n g tính cước
B PSK Binary Phase Shift K eying - K hoá dịch pha nhị phân
BSS Base Station Subsystem - Phân hệ trạm gốc
C D M A Code D ivison M ultiple A ccess - Đ a truy cập phân chia theo m ã
C D R C all Detail Record - Bản ghi cuộc gọi chi tiết
C F N R Call Forw arding on M obile subcriber N ot R eachable - Chuyển tiếp cuộc
gọi khi không liên lạc được với thuê bao di động
C F U Call Forwarding U nconditional - Chuyển tiếp cuộc gọi vô điều kiện
C G F Charging G atew ay Functionality - C hức năng cổng tính cước
C l Cell Identity - Nhận dang ô
C /I C arrier to Interference - Tín hiệu trên nhiễu giao thoa đồng kênh
C P H C H Com mon Physical Channel - K ênh vật lý dùng chung
C U G Closed U ser Group - N hóm thuê bao gần nhau
D A M PS Digital Advanced M obile Phone System - Tiêu chuẩn thông tin di động
của châu Âu, sử dụng công nghệ FDMA/TDM A
DNS D om ain Nam e Server - M áy chủ tên miền
D P C C H D edicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý dành riêng

D TX Discontinuous Transm ission - Truyền dẫn không liên tục
E D G E Enhanced Data rate for G SM Evolution - Tiêu chuẩn truyền dẫn tốc độ
cao cho GSM
E IR Equipment Identity Register - Bộ nhận dạng thiết bị
E T S I European Telecom m unication Standards Institute - Viện tiêu chuẩn Viễn
thông châu Âu
FDD Frequency Division Duplex - Song công phân tần
F D M Frequency D ivision Multiplex - Ghép kênh phân chia theo tần số
F D M A Frequency D ivision Multiple Access - Đa truy cập phân chia theo tần số
F T P File Transfer Protocol - G iao thức truyên tệp
G -C D R GGSN - Call D etail Record - Bản ghi chi tiết cuộc gọi trong G GSN
G G S N G atew ay GPRS Support N ode - N út hồ trợ cổng nổi GPRS (G PRS)
G M S C Gateway M SC for Short Message Service - MSC cổng cho dịch vụ tin nhắn
G M S K Gaussian M inim um Shifted Keying - Điều chế G ause tối thiểu
G P R S G eneral Packet R adio Service - Dịch vụ vô tuyến gói chung - Tiêu
chuẩn truy cập gói cho hệ thống di động GSM
G S M Global System for Mobile Communication- Hệ thống thông tin di động toàn cầu
G S N GPRS Support Node - N út hỗ trợ G PRS
G T P GPRS Tunneling Protocol - Giao thức tạo đường hầm GPR S
H P L M N Hom e Public Land M obile N etw ork - M ạng di động mặt đất công cộng
thường trú
H R L H ome Location R egister - Bộ đăng ký vị trí thuê bao
H SC SD H igh Speech Circuit Sw itch Data - Dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao
H T T P Hypertext T ransfer Protocol - G iao thức truyền siêu văn bản
IA S Internet A ccess Server - Máy chủ truy cập Internet
IM E I International M obile Equipm ent Identifier - N hận dạng thiết bị di động
quốc tế
IM S I International M obile Subscriber Identity - số nhận dạng thuê bao di động
toàn cầu
IM T -200 0 International M obile Telecom m unications 2000 - Tiêu chuẩn thông tin di

động quốc tế 2000 (T hông tin di động thế hệ thứ ba)
IP Internet Protocol - Giao thức Internet
IP sec Internet Protocol security - Bảo m ật giao thức Internet
ISDN Intergrated Services Digital Network - Mạng số tích hợp đa dịch vụ
IS P Internet Service P rovider - N hà cung cấp dịch vụ Internet
IT U International Telecom m unication U nion - Hiệp hội viễn thông quốc tế
L A Location Area - K hu vực định vị
L A N Local Area N etwork - M ạng cục bộ
L L C Logical Link C ontrol - G iao thức điều khiển kênh logic
M A C M edium A ccess Control - Giao thức truy cập trung gian
M A P M obile Application Protocol - G iao thức ứng dụng vô tuyến
M L S R
Maximum Length Shifted Register - Chuỗi ghi dịch tuyến tính độ dài cực đại
M S
M obile Station - M áy di động đầu cuối
M S C
M obile Switching Center - Bộ điều khiển chuyển mạch di động
M T M obile Term inal - Đ ầu cuối di động
M U D Multi User D etection - X ác định nhiều người sử dụng
N D IS Network Driver Interface Specification.: Đặc tính kỹ thuật giao diện điều khiển
mạng.
NSS
N etw ork Switching System - Hệ thống chuyển mạch mạng
OSS
Operation and Support System - Hệ thống khai thác và hồ trợ
P A C C H Packet Associated Control Channel - Kênh điều khiển kết họp gói
P A G C H Packet Access Grant Channel - Kênh cấp truy cập gói
P B C C H Packet B roadcast Control Channel - Kênh điều khiển quảng bá gói
P C C C H
Packet Com mon Control Channel - Kênh điều khiển gói chung (GPRS)

P C U
Packet Control Unit - Khối điều khiển gói
P D C H Packet Data Channel - K ênh dừ liệu gói
P D N Packet Data N etw ork - Mạng dữ liệu gói
PDP Packet Data Protocol - Giao thức dữ liệu gói
P D T C H Packet Data Traffic Channel - Kênh lưu lượng dữ liệu gói
P L M N Public Land Mobile Network - M ạng thông tin di động mặt đất công cộng
P M P Point to Multipoint - Điểm - đa điếm
P N C H Packet N otification Channel - K ênh thông báo gói
P P C H Packet Paging Channel - K ênh nhắn tin gói
P R A C H Packet Random A ccess Channel - K ênh truy cập ngẫu nhiên gói
P S K
Phase Shifted Keying - Đ iều chế pha
P ST N Public Switching Telephone Network - Mạng chuyển mạch thoại c ô ng cộng
PSPDN Packet Switching Public Digital Network - Mạng chuyển mạch gói công cộng
P TC C H
Packet Timing Advance Conừol - Kênh điều khiển đồng bộ gói
P -T IM S I
Packet Temporary Mobile Subscriber Identity xác định số nhận dạng thuê bao
di động tạm thời gói
Q oS Quality o f Servive - Chất lượng dịch vụ
Q P S K Q uadrature Phase Shift Keying - Điều chế pha bốn mức (vuông góc)
R A Routing A rea - K hu vực định tuyến
R A C H Random A ccess Channel - K ênh truy cập ngẫu nhiên (GSM )
R A I Routing A rea Identity - N hận dạng khu vực định tuyến
R F
Radio Frequency - Tần số vô tuyến
R L C
Radio Link Control - Đ iều khiển liên kết vô tuyến
R PP Regional Processor - Vi xử lý

R S I Rate Set 1 - Tập tổc độ 1 (tập tốc độ là ước số và bội số của tốc độ cơ sở
9600bps)
RS2 Rate Set 2 - Tập tốc độ 2 (tập tốc độ là ước số và bội số của tốc độ cơ sở
14400bps)
R -S C H Reverse Supplem entary Channel - Kênh phụ trợ đường lên (cdm a2000)
S -C D R SGSN - Call Detail Record - Bản ghi chi tiết cuộc gọi trong SGSN
S G SN Serving GPR S Support N ode - N út hồ trợ dịch vụ GPRS (GPRS)
S IM Subcriber Identity M odule - Mô - đun nhận dạng thuê bao
S IR Signal to Interference Ratio - Tỷ số tín hiệu/nhiễu
S M S Short M essage Service - Dịch vụ nhắn tin ngắn
S M S C Short M essage Service C enter - Trung tâm dịch vụ nhắn tin ngấn
S N D C P Sub N etw ork Dependent Convergence Protocol - Giao thức hội tụ phụ
thuộc phân hệ mạng.
S N M P Simple Network M anagement Protocol - Giao thức quản lý mạng đơn giản
S-SM O-CDR SGSN delivered Short message M obile Originated - Call Detail record:
Bản ghi cuộc gọi chi tiết cho việc gửi bản tin ngắn xuất phát từ M S do
SGSN cấp phát khi SM S do trạm di động gửi đi.
S-SM T-CD R SGSN delivered Short message M obile Terminated - Call Detail Record -
Bản ghi cuộc gọi chi tiết cho việc gửi bản tin ngắn tới MS do SGSN cấp
phát khi trạm di động nhận SMS.
SS7 Signalling System No7 - Hệ thống báo hiệu sổ 7
sss Switching Subsystem - Phân hệ chuyển mạch
T C H Traffic Channel - K ênh lưu lượng
T C P Transm isson Control Protocol - Giao thức điều khiển truyền dẫn
T C P /IP Transm ission Control Protocol/ Internet Protocol - G iao thức đièu khiển
truyền dẫn
T D D Tim e D ivision Duplex - Song công phân thời
T D M A Time D ivision M ultiple Access - Đa truy cập phân chia theo thời gian
T E Terminal Equipm ent - Thiết bị đầu cuối
T A F Terminal

T IA T elecom m unication Industry Association - H iệp hội công nghệ viễn
thông (Tổ chức tiêu chuẩn của M ỹ)
T M S I Temporary Mobile Subscriber Identity - Nhận dạng thuê bao đầu cuối tạm then
T R A U Transcoder Rate Adaption U nit - Khối thích ứng tốc độ chuyển đổi mã
T T A Telecom m unication Technology Association - Tổ chức công nghệ viền
thông (Tổ chức tiêu chuẩn của Hàn Quốc)
U D P
User Datagram Protocol - Giao thức truyền dữ liệu theo kiểu biểu đồ, sử
dụng phương thức không đấu nối (connectionless)
U M T S : Universal M obile Telecom munication System - Hệ thong thông tin di
động toàn cầu
U SF Up-link State Flag - Cờ trạng thái kết nối lên
Ư T R A
UM TS Teư estrial Radio Access - Tiêu chuẩn thông tin di động m ặt đất
của ETSI
V L R
V isitor Location Register - Bộ đăng ký vị trí thuê bao khách - Bộ đăng
ký tạm trú
V o IP V oice over Internet Protocol - C ông nghệ truyền thoại qua giao thức
Internet
V P L M N V isiter Public Land M obile N etw ork - mạng di động m ặt đất công cộng
tạm trú
W A P W ireless A cces Protocol - G iao thức truy nhập vô tuyến
W C D M A W ideband CDMA - Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng
có khả năn g tươn g thích cao với các hệ th ống hiện tại n hằm cung cấp cho khách
hàng m ột vùng p hủ sóng lớn nhất, khả năng ch uy ển vùng cao và n hất qu án trong
các dịch vụ cu ng cấp. T uy nhiên , m ột trong n hữ ng giải pháp có hiệu q uả nhất là
giải ph áp đư ợc V iện Tiêu C huẩn V iễn T hông C hâu  u (E T SI) đưa ra, đó chính là
công nghệ chuyển m ạch gói vô tuyến G PR S.
Trong các hệ thốn g điện tho ại di động thì hệ thốn g sử dụng công nghệ G SM là

phổ biến nhất ở V iệt N am và trên thế giới. C hính vì lý do đó m à v iệc nghiên cứ u
phát triển dịch vụ chuyển m ạch gói nói ch un g và dịch vụ Internet nói riêng cho
m ạng G SM hiện tại là m ột v ấn đề h ết sứ c cần thiết. Đ ể c ung cấp dịch vụ ch uyển
m ạch gói cho các hệ th ống điện thoại di động G SM hiện tại, ngư ời ta th ử nghiệm
nhiều giải pháp khác nhau. So vớ i các phư ơn g pháp truy nhập kh ác, G P R S có
nhữ ng lợi thế về m ặ t chi phí (xét từ góc độ ngư ời sử dụng). M ặt khác, n ếu xét từ
góc độ nhà cung cấp dịch vụ thì G PRS cũ ng là m ộ t giải p háp rất tiế t kiệm bởi nó
tận d ụng m ột cách tối đa các thiết bị hiện có tro ng m ạng G SM , đồng thời sử dụng
hiệu quả tài nguyên vô tuyế n và phụ c vụ đ ược nh iề u hơn số khách hàng.
Luận văn: "Giải p h á p quá độ tiến tớ i th ô ng tin di độn g th ế h ệ th ứ ba của
tnạttg th ông tin di đ ộng Vina Phone" trinh bày sự phát triển mạng GSM lên m ạng
GPRS được chia làm 3 chương:
C h ươn g 1: Trinh bày tổn g quan về 3G
C hươ ng 2: T rình bày G iải pháp G PRS cho m ạn g V inaP hone
C h ươn g 3: T rìn h bày các kết quả thực n ghiệm khi kiểm tra H a ndover trong hệ
thốn g G PR S.
D o giới hạn về k hu ôn khổ, luận v ăn chỉ chú trọ n g v ào q uá trình tiến lên 3G
củ a m ạng G SM hiện nay. M ột số m ạng khác tiêu chuẩn ứng cử viên 3G k hác có
th ể cũ ne sẽ được triển khai trong th ực tế nh ưn g ph ạm vi triển khai sẽ khôn g lớn và
chỉ m ang tính địa p hư ơng nên kh ông đư ợc đề cập tới.
H à N ội, n gày 08 th áng 06 năm 2003
H ọc viên
Cù Thị Kiều Oanh
CHƯƠNG I
T Ỏ N G Q U AN V Ề H Ệ T H Ó N G
T H Ô N G T IN D I Đ Ộ N G T H É H Ệ T H Ú 3
■ I V I T
-y \ ĩ r
Chương I - Tông quan vê hệ thông thông tin di động thê hệ thứ 3
I . s ự R A Đ Ờ I C Ủ A T H Ô N G T I N D I Đ Ộ N G T H É H Ệ T H Ú 3

• • •
1.1. Đặt vấn đề
N gày nay, Công nghệ thông tin di động không còn dành riêng để gọi điện
thoại thông thường, hàng tỷ bản tin ngắn được gửi và nhận hàng tháng và người
dùng đã nhận ra rằng dịch vụ thông tin di động không chi thuận lợi trong việc vừa
di chuyển vừa nói chuyện mà nó còn có thể mang lại nhiều ý nghĩa hon nữa khi mà
kỷ nguyên Internet đã đến với chúng ta. Không còn nghi ngờ gì nữa về sự phát triển
của tiềm năng Internet di động. Nhưng khi m à nhu cầu của khách hàng sử dụng dịch
vụ thông tin di động ngày càng lên cao, số liệu không chỉ còn ở dạng truyền các bản
tin văn bản thuần tuý thì tốc độ truyền dữ liệu và dung lượng của m ạng di động trở
thành một vấn đề nan giải. Ngoài ra, sự phát triển của Internet cũng đòi hỏi thông
tin di động phải phát triển các hệ thống hồ trợ khách hàng truy cập mạng với băng
thông lớn, hỗ trợ đầy dù các dịch vụ của Internet.
Trước tình hình đó, Uỷ ban Viễn thông Q uốc tế ITU đã đề ra mục tiêu phát
triển một tiêu chuẩn mới cho thông tin di động được gọi là IM T-2000. Tiêu chuẩn
này phải đáp ứng các yêu cầu sau:
- Tối đa hoá các đặc điểm chung của các giao diện vô tuyến có liên quan nhằm tạo
điều kiện cho việc thiết kế chế tạo các máy đầu cuối đa m ode, có khả năng hoạt
động với nhiều chuẩn vô tuyến khác nhau.
- Xây dựng các hệ thống có khả năng cung cấp dịch vụ với độ linh hoạt và hiệu quả
chi phí cao nhằm tạo điều kiện để phát triển hệ thống ở các nước đang phát triển.
- Tiêu chuẩn phải bao gồm cả phần thông tin di động m ặt đất và thông tin di động
vệ tinh để có khả năng phủ sóng ở các khu vực có mật độ người sử khác nhau với
các loại hình dịch vụ khác nhau. Phần thông tin di động mặt đất sẽ cung cấp các
dịch vụ viễn thông với giá thành thấp cho các khu vực có mật độ người sử dụng
cao. Phần thông tin di động vệ tinh cung cấp các dịch vụ viễn thông cơ bản với phạm
vi phủ sóng toàn cầu.
Mục tiêu của IM T-2000 là phát triển và thống nhất các hệ thống di động phát triển
trong những năm 1990 thành một cơ sở hạ tầng vô tuyến có khả năng cung cấp các
loại hình dịch vụ đa dạng trong nhiều môi trường khác nhau. Đặc điểm và mục đích

của IM T-2000 so với các hệ thống hiện nay là:
2
Chương I - Tổng quan về hệ thống í/lông tin di dộng thế hệ thứ 3
> H ệ thống toàn cầu:
- IM T-2000 là hệ thống mang tính toàn cầu mang tính kết hợp của nhiều hệ thống
trên thế giới.
- M áy đầu cuối nhỏ gọn, sử dụng được ở mọi nơi trên thế giới, đồng thòi hỗ trợ
nhiều loại máy đầu cuối khác.
- Sử dụng m ột dải tần chung trên toàn thế giới
- Có khả nâng chuyển vùng trên toàn thế giới
- H ệ thống các thiết bị tương thích với tiêu chuẩn hiện tại.
> Các dịch vụ và tính năng m ới
- Có thể cung cấp các tính năng hỗ trợ thoại và dữ liệu tiên tiến hơn các công nghệ trước.
- Chất lượng dịch vụ cao hơn, đặc biệt ỉà dịch vụ thoại
- C hất ỉượng và độ tích hợp cao tương đương với mạng cố định
- Tốc độ bit cao
- KLhả năng cung cấp dải tần theo yêu cầu sẽ hỗ trợ các dịch vụ yêu cầu tốc độ bit
khác nhau, từ dịch vụ tốc độ thấp như SM S, thoại đến các dịch vụ tốc độ cao như
video, truyền file.
- Hỗ trợ tính năng truyền dữ liệu khô ng cân bằng (tốc độ hướng đi khác tốc độ
hướng về)
- T ăng cường tính năng bảo mật
- Hồ trợ việc xây dụng các dịch vụ dựa trên mạng thông minh theo chuẩn ITU-T Q. 1200
- Q uản lý hệ thống nhất quán theo chuẩn ITU-T M 3.000
> Khả năng ph ái triển và chuyển đổi
- Dễ dàng phát triển hệ thống và chuyển đổi thuê bao từ các hệ thống trước IMT-2000.
- Tương thích với các dịch vụ của bản thân hệ thống IM T-2000 và với mạng cố
định (PSTN /ISDN )
- T ạo cơ sở cho việc tiếp tục phát triển các dịch vụ m ạng di động và m ạng cố định
- Có cấu trúc mở cho phép phát triển các công nghệ tiên tiến và phát triển các loại

hình dịch vụ.
- Có khả năng cùng tồn tại và thích ứng với các hệ thống trước IM T-2000.
'r Tỉnh linh hoạt, tính năng hoạt động đa m ôi trường
3
'* \ r F
Chương I - Tông quan vê hệ thông thông tin di động thê hệ thứ 3
- Có khả năng tương thích cao với các hệ thống hiện tại nhằm cung cấp cho khách
hàng m ột vùng phù sóng lớn nhất, khả năng chuyển vùng cao và nhất quán trong
các dịch vụ cung cấp.
- Tích họp các mạng di động vệ tinh và mặt đất
- Cung cấp dịch vụ cho thuê bao di động và cố định ở các khu vực thành thị, nông
thôn và m iền núi.
- Có cấu trúc module cho phép hệ thống phát triển từ cấu hình nhỏ, đơn giản lên các
cấu hinh lớn và phức tạp.
- Có khả năng cho phép các thiết bị đầu cuối tải về các phần mềm tương thích để hồ
trợ các tính năng đa băng tần và đa môi trường.
- Sừ dụng dải tần hiệu quả hơn so với các hệ thống trước IMT-2000, cung cấp các dịch
vụ với giá họp lý, theo nhu cầu về tốc độ dữ liệu, chất lượng kênh và trễ truyền dẫn.
Đặc điêttt so sánh
Các hệ thông 2G IM T-2000 (3G)
Tân sô hoạt động
800M H z/l,7G H z 2G Hz
Dải tân 1 kênh
1,23M Hz (CDM A )
5/10/20 M Hz
Tôc độ truyên dữ liệu của 1
kênh
9,6/14,4/64 Kbps 144/384/2000 K bps
M ã hoá thoại
8/13 Kbps 8/32 Kbps

Dịch vụ cung cấp
Thoại và sô liệu tôc
độ thấp/trung bình
M ultim edia (thoại,
số liệu, hình ảnh)
Khả năng chuyên vùng Hạn chê Toàn câu
r r
Bảng 1.1: So sánh các tham sô của các hệ thông 2G và 3G
Yêu cầu chính cùa giao diện vô tuyến cho IM T-2000 có thể tóm tắt lại như sau:
- Tốc độ đường truyền yêu cầu là 144Kb/s, tốc độ khuyến nghị là 384Kbps trong
toàn bộ vùng phủ sóng,
- Tốc độ đường truyền là 2M b/s ở các khu vực có nhu cầu cao (các khu đô thị)
- Hiệu suất sử dụng tần sổ cao hơn so với các hiện thống hiện tại
Có độ linh hoạt cao trong việc đưa ra các dịch vụ mới.
Phạm vi mục tiêu của IM T-2000 rất rộng và vì vậy tuỳ thuộc vào việc chú trọng vào
mục tiêu nào sẽ nảy sinh các giải pháp hệ thống khác nhau. Do có sự khác biệt trong
mức độ phát triển của các hệ thống thế hệ thứ hai ở các khu vực trên thế giới nên
4
Chương I - Tổng quan về hệ thống thông tin di động thể hệ thứ 3
nhu cầu phát triển hệ thống mới ở các khu vực này cũng sẽ khác nhau. Chính sự
khác biệt về quan điểm và nhu cầu này dẫn tới sự hình thành các phiên bản khác
nhau của chuẩn IM T-2000. Bên cạnh đó, yêu cầu về tương thích với các hệ thống
cũ cũng ảnh hưởng rất lớn đến việc đề ra các công nghệ áp dụng cho IM T-2000.
1.2 Cấu trúc ntạttg 3G
Cấu trúc mạng 3G bao gồm gồm 03 lớp cơ bàn:
- L('rp truy nháp: được tạo bởi các trạm gốc (nút B) và các bộ điều khiển mạng vô
tuyến khác nhau để phân tích và điều khiển lưu lượng vô tuyến.
M áy thu phát trạm cơ sở: thực hiện việc thu phát sóng vô tuyến giữa các máy
di động và m ạng di động
Khối điều khiển mạng vô tuyến: điều khiển các phần tử vô tuyến trong mạng

và phụ trách hoạt động cũng như điều khiển các nút B.
- Lớp lõi: Có 02 vai trò chính:
- Giải quyết việc định hướng hay định tuyến đến nơi mà cuộc gọi hoặc số liệu gửi đến.
- Vai trò thứ hai được biết đến như một m ạng đường trục giải quyết các chức
năng kỹ thuật, khả năng truy nhập tới m ạng số liệu gói khác, cung cấp một
giao diện tới Internet và phân loại thông tin tính cước và bảo mật.
- Lớp dich vu: Đ iều khiển các ưu tiên, các đặc tính và khả năng truy nhập cơ bản
của thuê bao tới các dịch vụ nâng cao đã làm cho 3G có một vị trí nổi trội; [2],
Khái quát về mạng 3G được mô tả trong sơ dồ sau:
5
f \ r ĩ
Chương I - Tông quan vê hệ thông thông tin di động thê hệ thứ 3
ủng dụng Dịch vụ
Các dịch vụ
và ứng dụng
Tuyến thông tin
Tuyến điều khiển
Hình 1.1: M ạng 3G
6
Chương I - Tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3
II. CÁC MÔ HÌNH TRIÉN KHAI THÔNG TIN DI ĐỘNG THE HỆ
THỬ BA TRÊN THÉ GIỚI
Hiện nay, hai công nghệ giao diện vô tuyến chiếm ư u thế đó là G SM và
CDMAOne đều hướng theo con đường thẳng nhất có thể để lên 3G.
Nhà khai thác GSM có thể chọn một vài sự kết hợp GSM, GPRS.EDGE, và tiến lên
WCDMA hình thành UMTS.
Nhà khai thác CDMA One có sự chọn lựa CDMA 2000 IX, lxE V-D V và 3x (Cũng
đi qua quả trình từ IP đơn giản đến IP phức tạp)
2.1. P hát triển cdma2000 từ cdmaO ne
Hệ thống được đề nghị phát triển lên CD M A2000 là các hệ thống 2G hiện tại

sử dụng công nghệ CD MA (các hệ thống này được gọi là CDM A One). Các tổ chức
ủng h ộ cdma2000 đã cùng thàn h lập một tổ c hứ c ch un g gọi là N hóm p h át triển
C D M A (C DG) nhằm xây dựng các tiêu chuẩn chung để phát triển các hệ thống khác
nhau lên CD M A2000.
Do lợi thế về công nghệ, việc phát triển từ các hệ thống CD M A 2G hiện tại lên
C DM A 2000 rất thuận lợi, vì bản thân chuẩn IS-95 hiện tại chính là một phiên bản
băng hẹp của CDM A2000.
M ặt khác, bên cạnh việc đáp ứng các yêu cầu của IM T-2000, chuấn cdm a2000 đã
rất chú trọng vào việc phát triển đi lên từ các hệ thống cdm aO ne thông qua việc sử
dụng dải tần m ới là bội số của dải tần cũ, hỗ trợ hai phương thức đa sóng mang và
trải phổ trực tiếp, với cấu trúc mã hoá và điều chế cũng như các chuỗi giả ngẫu
nhiên sử dụng hoàn toàn giống với các hệ thống CDM A 2G.
Tổ chức C DG đã hoạch định hai giai đoạn phát triển của C DM A2000 như sau:
- C D M A 2000 pha 1 sẽ được phát triển đi lên từ IS-95B và được triển khai từ cấu
hình kênh hiện thời với những tính năng mới sau:
+ Hỗ trợ kênh IX và 3X 1,25 M Hz
+ Hỗ trợ truyền gói tốc độ 144 kbps
+ T ăng dung lượng thoại lên gấp hai lần
7
Chương / - Tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3
+ Cải tiến chức năng chuyển giao
Pha 1 của cdma2000 cho phép triển khai các tính năng của hệ thống 3G m à vẫn duy trì
sự hồ trợ cho các hệ thống cdmaOne, trên cơ sở sử dụng dải tần hiện tại của cdmaOne.
- CDM A 2000 pha 2 sẽ được phát triển đi lên từ cdm a2000 pha 1 với những tính
năng mới sau:
+ Hỗ trợ tất cả các loại kênh (6X, 9X, 12X)
+ Hỗ trợ các dịch vụ truyền dữ liệu theo kênh và gói với tốc độ 2M bps
+ Hồ trợ dịch vụ truyền thoại theo gói và các phương pháp mã hoá vocoder tiên tiến
+ Hỗ trợ các dịch vụ M ulti M edia (VoIP, truyền dữ liệu tốc độ cao, video hội nghị,
trình duyệt web)

Mục đích của việc phân chia sự phát triển cdm a2000 thành hai giai đoạn là nhằm
tận dụng các tính năng của hệ thống này để dần phát triển lên 3G trong khi vẫn duy
trì hoạt động cua các hệ thống cdm aO ne mà không cần thiết phải sư dụng ngay các
dải tần m ới cho dịch vụ băng rộng [8].
2.2. Phát triển WCDMA từ G SM
Có thể nói W CDM A nhận được sự ủng hộ lớn nhất từ các tổ chức tiêu chuẩn
trên thế giới, đặc biệt do cơ sở phát triển của W CDM A là chuẩn GSM là một tiêu
chuẩn được sử dụng rộng khắp trên thế giới, nhất là ở Châu  u nên tiêu chuẩn này
nhận được sự hỗ trợ rộng khắp.
Các tổ chức tiêu ch uẩn đă thành lập m ộ t h iệ p hội phát triển W C D M A c ó té n là
3G PP và bao gồm các thành viên sau: ETSI, TTA, A RIB, TTC, CW TS. Mục đích
của tổ chức 3GPP là xây dựng các tiêu chuẩn để phát triển hệ thống GSM hiện thời
lên hệ thống 3G dựa trên tiêu chuẩn UTRA.
Một trong những đề nghị W C DM A đáng chú ý nhất là của ETSI, được gọi là
UTRA (UMTS terrestrial radio access). UTR A sử dụng hai phương thức: FDD và
TD D. Phần lớn các tiêu chuẩn của W CDM A được đề cập đến trong luận văn này
đều lấy từ chuẩn U TRA của ETSI [2],
Khó khăn lớn nhất là sự đa dạng của các hệ thống 2G được đề nghị phát triển lên
W CDM A hiện tại, với giao diện vô tuyến sử dụng các phương thức khác nhau như
CD M A, TDMA , FDMA. Do đó việc phát triển các hệ thống 2G hiện tại lên
W CDM A sẽ là một quá trình lâu dài và đòi hòi nhiều thay đổi.
8
Chương I - Tồng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3
Con đường tiến tới W CDM A từ các hệ thống GSM được các tổ chức ở châu Âu đưa
ra như sau:
«

GSM pha 1 /2

~

G SM pha 2 +
►UMTS/IMT2000
Hình 1.2: S ự p há t triển từ GSM lên UMTS/IM T2000
2.3. Các hệ thống trung gian trên con dườtíg phá t triển lên WCDMA
2.3.1 GSM
a) Giới thiệu chung
H ệ thống thông tin di động toàn cầu GSM là tiêu chuẩn thông tin di động
được ETSI xây dựng từ những năm 1990 và được ứng dụng nhiều nhất trong các
m ạng di động hiện nay. M ạng GSM sử dụng công nghệ TDMA , đặc trưng của công
nghệ này là phân kênh theo thời gian. M ỗi sóng mang được chia làm 8 khe thời
gian, mỗi thuê bao di động trong ô được cấp một khe thời gian để liên lạc. Theo
chuẩn GSM , băng tần của một sóng mang là 200 KHz. Mỗi BTS có thể có một hay
nhiều sóng mang. Dải tần của GSM được phân bổ ở các tần số 800M Hz, 900 MHz,
1800M Hz, 1900MHz.
9
Chương I - Tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3
GSM hỗ trợ các dịch vụ thoại. fax, truyền số liệu, nhắn tin ngắn và một số dịch vụ phụ
trợ khác như: thư thoại, WAP Do mục tiêu ban đầu của các nhà xây dựng chuẩn
GSM là cung cấp dịch vụ thoại nên chuẩn này chỉ hồ trợ các dịch vụ có tốc độ 9,6kbps,
chưa đáp ứng được nhu cầu về truyền số liệu tốc độ cao cho các thuê bao di động.
b) Cấu trúc hệ thống GSM
ISDN
PSDN
CSDN
PSTN
PLM N
Các
H ình 1.3: c ấ u trúc tổng quát của hệ thống G SM
Hệ thống GSM được chia làm hai phần: Hệ thống sss hệ thống BSS. M ồi phần này

lại được chia thành các khối chức năng, mồi khối chức năng thực hiện một hoặc
m ột tập chức năng riêng.
Phần tử nguyên tổ của hệ thống là ô, hay còn gọi là tế bào (cell), mồi ô do một trạm
thu phát gốc (BTS) điểu khiển. BTS làm việc ở một tập họp các kênh vô tuyến. Các
kênh này khác với các kênh lân cận để tránh giao thoa. Nhiệm vụ của BTS là thu phát
tín hiệu từ/tới MS, quản lý tìm gọi và các yêu cầu về cấp kênh vô tuyến cho MS.
Bộ điểu khiển trạm gốc (BSC): Là việc như một thiết bị chuyển mạch cho phân hệ
BSS. BSC bao gồm các khối giao diện A với M SC, giao diện Abis với BTS và khối
giao diện với OMC. Chức năng của BSC: Quản lý kênh vô tuyến; quản lý m ột số
G iao diện U n Giao diện A
Hệ thống BSS
m ạng khác
Hệ thống sss
10
Chương I - Tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3
BTS; Đ iều khiển nối thông m áy di động và quản lý mạng truyền dẫn.
Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (M SC): điều khiển một số các BSC.
M SC điểu khiển các cuộc gọi từ/tới máy di động (M S). Các M SC có chức năng
cổng (Gatew ay MSC) được kết nối với các m ạng ISDN, PSTN để có thể đảm bảo
liên lạc giữa m ạng di động và các m ạng này.
Do đặc điểm của MS là luôn di động, cần phải có m ột bộ phận luôn cập nhật vị trí
của M S để khi các máy khác tìm gọi, hệ thống có thể tìm được vị trí của MS để
thiết lập kênh liên lạc. Cơ sở dữ liệu về MS được lưu trữ trong bộ định vị thường trú
(H LR). Khi một cá nhân đăng ký thuê bao di động, dữ liệu của thuê bao sẽ được lưu
giữ trong HLR. Các dữ liệu này bao gồm các thông tin về dịch vụ của thuê bao, các
thông số nhận thực, vị trí của MS. Khi MS di động, nó sẽ gửi các thông tin vị trí của
minh tới cơ sở dữ liệu gốc cùa nó đặt trong HLR. K hi thuê bao ờ nơi khác m uốn gọi
đến MS, hệ thống di động sẽ gửi yêu cầu tìm vị trí của MS tới H LR để xác định
xem MS hiện đang ở vùng phục vụ nào trong mạng di động, từ đó hệ thống di động
sẽ điều khiển việc nối thông giữa thuê bao gọi với MS.

HLR: nối với trung tâm nhận thực (AUC Chức năng của A UC là cung cấp cho HLR
các thông số nhận thực và các khoá m ật m ã để sử dụng cho việc bảo mật. ). Q uá
trình nhận thực thường xảy ra ở thời điểm bắt đầu kết nối. Trong quá trình nhận
thực các dữ liệu bảo mật được lưu tại thẻ SIM được xử lý và so sánh với dữ liệu
được lưu tại HLR.
M SC: được nối tới bộ ghi định vị tạm trú (VLR). VLR là một cơ sở dừ liệu chứa
thông tin về tất cả các MS hiện đang nằm trong vùng phục vụ của MSC. Khi MS đi
vào vùng phục vụ của m ột M SC mới, V LR của MSC này sẽ gửi yêu cầu về các
thông số của MS tới HLR. H LR khi đó sẽ thông báo cho V LR các thông số của MS.
Đồng thời HLR cũng được VL R thông báo vị trí hiện thời của M S (M S đang ở vùng
phục vụ của M SC nào). Neu sau đó MS muốn thực hiện m ột cuộc gọi, V LR sẽ có
tất cả các thông số cần thiết để thiết lập cuộc gọi m à không cần phải thông qua
HLR. N hư vậy, có thể coi VLR như một H LR tạm thời của MS. Do dung lượng trao
đổi thông tin giữa M SC và V LR rất lớn nên hai khối này thường được đặt ờ cùng
m ột vị trí hoặc được tích hợp lại thành một thiết bị.
Mồi MS có một SIM, SIM cùng vói thiết bị trạm ME hợp thành máy di động MS. Hệ
thống đăng ký với MS chính là đăng ký với SIM, tức là m ột thuê bao đăng ký các
11
Chương I - Tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3
thông số với mạng thông qua SIM chứ không phải thông qua ME. Do đó, thuê bao có
thể dùng SIM của mình nối với một ME khác để gọi. Tuy nhiên, để tránh trường họp
mất cắp máy di động, hệ thống di động sử dụng bộ nhận dạng thiết bị EIR để quản lý
ME. Mỗi ME có một số nhận dạng thiết bị di động quốc tế IMEI. Thông số này được
đăng ký và kiểm soát qua EIR. Bằng cách đó, EIR có thể cấm một thiết bị có thông sổ
không được khai báo liên lạc với hệ thống. Bộ nhận dạng thiết bị (EIR) được nối với
MSC qua một đường báo hiệu.
Nếu có một thuê bao cố định thuộc mạng PSTN muốn liên lạc với một thuê bao di
động. Mạng PSTN sẽ hướng cuộc gọi này tới một MSC có chức năng cổng
(GMSC). GMSC sẽ tìm ra vị trí của MS cần liên lạc bằng cách hỏi HLR nơi MS
đăng ký. HLR sẽ trả lời về địa chỉ vùng MSC/VLR nơi MS đang hoạt động. GMSC

sau đó có đủ thông tin để định tuyến cuộc gọi đến vùng MSC hiện đang quản lý
MS. MSC này sẽ hòi VLR cũa nó về vị trí vùng định vị cụ thể của MS. Sau đó MSC
ra lệnh cho BSC ở vùng định vị của MS phát thông báo tìm gọi MS.
2.3.2. HSCSD
a) Giới thiệu chung
Dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD là một công nghệ đơn giản và
kinh tế đối với sự cải thiện tốc độ truyền số liệu trong tốc độ truyền dữ liệu của
GSM thông qua việc cho phép máy đầu cuối có thể sử dụng nhiều kênh lưu lượng
cùng một lúc. HSCSD thực hiện sự kết họp tới 4 khe thời gian trong cấu trúc ghép
kênh phân chia theo thời gian của GSM. Tốc độ truyền dữ liệu của HSCSD có thể
lên tới 64 kbps đối với phương thức truyền trong suốt (transparent mode) và 38,4
kbps đối với phương thức truyền không trong suốt nếu sử dụng 4 kênh TCH tốc độ
9,6 kbps hoặc 57,6 kbps nếu sử dụng 4 kênh TCH tốc độ 14,4 kbps. Tốc độ truyền
hiệu dụng của phương thức truyền HSCSD không trong suốt có thể được tăng hon
gấp 2-4 lần bằng việc sử dụng phương pháp nén theo chuẩn V42bis.
Cấu trúc của HSCSD được xây dựng với yêu cầu tương thích với cơ sở hạ tầng
mạng và giao diện vô tuyến hiện tại của GSM. Sự khác biệt của HSCSD so với
GSM phần lớn nằm ở các giao thức báo hiệu và truyền dừ liệu.
Đe thiết lập kênh lun lượng, trong giai đoạn thiết lập cuộc gọi, thuê bao sử dụng
HSCSD sẽ thoả thuận với mạng về một tập các tham số bao gồm tốc độ truyền, số
12
Chương I - Tổng quan về hệ thống thong tin di động thế hệ thứ 3
lượng kênh, phương pháp mã hoá kênh Các tham số này có thể được nhập vào
máy di động bằng các lệnh GSM AT.
Một kết nối HSCSD sẽ được thiết lập nếu mạng có thể cung cấp dịch vụ cho máy
đầu cuối trong điều kiện giới hạn của các tham số trên. Kết nối sẽ được duy trì cho
tới khi người sử dụng ra lệnh kết thúc kết nối, với điều kiện là các đặc tính của dịch
vụ được duy trì trong một giới hạn cho trước trong toàn bộ quá trình thông tin.
Việc tính cước cho một cuộc gọi HSCSD được thực hiện dựa trên số lượng kênh
TCH mà máy đầu cuối sử dụng. Thuê bao chủ gọi sẽ phải trả cước cho tất cả các

kênh TCH sử dụng. Trong trường họp cuộc gọi là của một thuê bao cố định gọi một
thuê bao HSCSD, thuê bao bị gọi sẽ phải trả cước cho các kênh TCH mà thuê bao
này sử dụng thêm ngoài kênh TCH đầu tiên. Tức là thuê bao cố định chú gọi sẽ trả
phần cước thời gian dùng kênh cho 1 kênh TCH đầu, thuê bao HSCSD bị gọi sẽ trả
phần cước airtime cho các kênh TCH khác. Việc tính cước có thể được căn cứ vào
số lượng kênh và phương thức mã hoá kênh.
b) Cấu trúc hệ thống HSCSD
Cấu trúc cùa HSCSD bao gồm các kênh lưu lượng độc lập với nhau, được thiết lập
giữa MS và mạng. Các kiểu kênh lun lượng có thể được sử dụng bao gồm TCF/F4.8,
TCH/F9.6 và TCH/F14.4 có tốc độ dữ liệu tương ứng là 4,8; 9,6; 14,4 kbps.
Để tối thiểu hoá chi phí phát triển HSCSD từ GSM, các trạm gốc hỗ trợ HSCSD có
thay đổi không đáng kể so với GSM. Tuy nhiên phần thay đổi lớn nhất là ở BSC và
MSC. Trong cấu trúc của HSCSD, dòng dữ liệu được chia nhỏ ra ở các khối chức
năng phân tách/kết hợp. Khối chức năng này tồn tại cả ở MS và ở phía mạng. Vị trí
của khối chức năng này trong mạng phụ thuộc vào cấu hình kênh lưu lượng: Trong
các cấu hình sử dụng 4 kênh TCH/F, chức năng phân tách/kết hợp dữ liệu được đặt
ở khối IWF, và dòng lưu lượng được truyền tải giữa BSC và IWF trên 1 kênh 64
kbps. Đối với các cấu hình có số lượng kênh thoại lớn hơn 4, chức năng phân
tách/kết hợp sẽ được đặt ở phần BSS.
13
Chương I - Tồng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ thử 3
BTS BSC/TRAU MSC
I A S
Hình 1.4: cấu trúc đa kênh HSCSD
c) Giao diện vô tuyến
Trong câu trúc giao diện vô tuyên của GSM, một sóng mang có dải thông 200 kHz
được chia làm 8 khe thời gian, mỗi khe thời gian là một kênh TCH/F và được gán cho
1 MS. Trong cấu trúc của HSCSD, mỗi MS có thể sử dụng nhiều khe thời gian để
truyền thông tin. cấu trúc khe thời gian cũng như phương thức mã hoá kênh và ghép
xen, các phương thức tương thích tốc độ, thuật toán nhảy tần, các chuỗi hướng dẫn

(training sequence) trong HSCSD cũng được xây dựng giống như GSM để đảm bảo
khả năng tương thích. Tuy nhiên thuật toán mật mã hoá được cải tiến hơn so với GSM,
mồi kênh lun lượng trong HSCSD sử dụng một khoá mật mã khác nhau. Các khoá này
được tạo ra từ một khoá mật mã được xây dựng trong quá trình thiết lập cuộc gọi.
Ở các hệ thống GSM, kênh dữ liệu đường lên và đường xuống được truyền lệch
nhau theo thời gian nên quá trình thu và phát không diễn ra cùng một lúc, do đó
phương thức truyền tin là bán song công. Tuy nhiên đối với HSCSD, do sử dụng
nhiều kênh thoại nên thời điểm thu và phát dữ liệu sẽ có thể chồng lấn lên nhau. Do
đó đòi hỏi máy đầu cuối phải có thiết kế phức tạp hơn đồng thời cấu trúc tần số vô
tuyến cũng phải thay đổi để hỗ trợ khả năng thu và phát tín hiệu cùng một lúc.
Hệ thống HSCSD có thể hoạt động theo phương thức truyền không cân bằng, tức là
tốc độ dừ liệu đường xuống có thể lớn hơn đường lên để hỗ trợ các ứng dụng thích
hợp với cơ chế truyền không cân bằng như: trình duyệt WEB, video hội nghị,
truyền video Một số cấu hình thường được sử dụng là 2+1, 3+1, 3+2, 4+1.
Tương tự như GSM, các kênh SACCH và FACCH được sử dụng để điều khiển hoạt
động của kênh TCH/F. Kênh SACCH được sử dụng chủ yếu cho việc thông báo
14
Chương I - Tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3
cường độ và chất lượng tín hiệu của các ô lân cận. Kênh FACCH được sử dụng để
tăng cường tốc độ báo hiệu trong quá trình chuyển giao. Trong phương thức truyền
cân bằng của HSCSD, mồi kênh SACCH sẽ phục vụ một kênh TCH nhằm phân
tách việc điều khiển công suất cho từng kênh TCH. Đối với phương thức truyền
không cân bằng, do số lượng kênh ờ đường xuống lớn hơn ở đường lên nên sẽ có
một số kênh SACCH chỉ phục vụ các kênh đường xuống. Chất lượng và mức tín
hiệu của các kênh thoại sẽ được trao đổi trên kênh chính của HSCSD. Kênh chính
là kênh duy nhất sử dụng FACCH trong hệ thống.
d) Các giao thức truyền dữ liệu
HSCSD hỗ trợ các giao thức truyền dừ liệu trong suốt và không trong suốt. Các
chức năng của giao thức truyền dừ liệu phần lớn được đặt tại khối chức năng tương
thích đầu cuối TAF của MS và ở khối IWF của hệ thống.

Truyền dữ liệu trong suốt: Việc truyền dữ liệu trong suốt được xây dựng dựa trên
giao thức V I10 của ISDN. Việc biến đổi tốc độ từ 12 kbps (tốc độ của giao diện vô
tuyến) sang 16 kbps (tốc độ báo hiệu của ISDN) được thực hiện bàng cách cắt 20 bit
đồng bộ ra khỏi khung 80 bit của V I10. Do sử dụng nhiều kênh lưu lượng nên trong
cấu trúc khung V I10 của HSCSD sẽ dư ra một số bit trạng thái, các bit này có thể
được sử dụng cho việc đồng bộ giữa các kênh thoại.
Truyền dữ liệu không trong suốt: dịch vụ truyền dừ liệu không trong suốt được dựa
trên cấu trúc liên kết vô tuyến RLC giữa MS và IWF. RLC sẽ chịu trách nhiệm
đánh số khung và phát lại các khung lỗi để đảm bảo bên thu nhận được các khung
theo thứ tự và không có lỗi.
2.3.3. GPRS
a) Giới thiệu chung
(Trong các giai đoạn phát triển của GSM lên 3G thỉ luận văn đặc biệt chủ trọng
vào GPRS vì đây là bước có những thay đổi cơ bản trong cấu trúc và dịch vụ của hệ
thống).
GPRS sử dụng công nghệ dữ liệu gói để truyền dữ liệu khác hẳn việc sử dụng chuyển
mạch kênh. GPRS sẽ cung cấp dịch vụ dữ liệu gói cho mạng GSM bằng cách phân bổ
các khe thời gian trên các giao diện vô tuyến để từ đó ghép kênh tạo luồng giữ liệu
15
Chương I - Tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ thử 3
gói từ một vài thuê bao di động. Chuyển mạch gói ở đây đồng nghĩa với việc tài
nguyên vô tuyến chỉ được sử dụng khi người sử dụng thực sự gửi và nhận tin.
Phương án GPRS: Việc chuyển đổi mạng tới 2,5G hầu như chỉ liên quan đến việc
bổ sung lóp dừ liệu cho hệ thống 2G. Ở mức mạng, GPRS cùng sử dụng các máy
thu phát vô tuyến và hệ thống chuyển mạch với phần mềm năng cấp ở BS.
Do G PRS h oạt đ ộng ở lớp t rên của G SM nên p han 1 ớn c ác tính t oán h oàn t oàn
giống nhau. Có sẵn một phần dung lượng ở các hệ thống thế hệ thứ 2 để dùng cho
dịch vụ dừ liệu.
Ở lớp dừ liệu mạng trục GPRS có thể được coi là mạng lớn của nhiều mạng con nhỏ hơn.
GPRS có thể cung cấp tốc độ truyền dừ liệu lên tới 115kbps bằng cách sử dụng

đồng thời cả 8 khe thòi gian. Đây là một dịch vụ gia tăng phi thoại cho phép gửi và
nhận thông t in trên n hiều m ạng đ iện thoại d i đ ộng, n ó b ổ sung c ho c ho dịch vụ
chuyển mạch kênh và nhắn tin ngắn hiện nay.
GPRS thuộc thế hệ GSM pha 2+, được đưa ra nhằm cung cấp khả năng truy cập vô
tuyến theo gói cho thuê bao GSM và khả năng định tuyến chuyển mạch gói cho hệ
thống tổng đài GSM. Công nghệ chuyển mạch gói được xây dựng để tối ưu việc
truyền số liệu theo cụm và hồ trợ khả năng truyền một số lượng lớn dữ liệu, ý tưởng
về việc xây dựng GPRS được đưa ra lần đầu vào năm 1992 và tiêu chuẩn đầu tiên
được đưa ra vào năm 1997. Tiêu chuẩn này bao gồm tất cả các chức năng của
GPRS, bao gồm truyền số liệu người sử dụng từ điểm đến điểm, khả năng kết nối
với Internet và mạng X25, chức năng gửi bản tin ngắn (Short message) nhanh bằng
các giao thức GPRS, các chức năng lọc để đảm bảo bí mật cho người sử dụng, các
công cụ tính cước theo lượng số liệu truyền tải, khả năng truy cập vô danh
(anonymous) dành cho các thuê bao trả trước, khả năng chuyển vùng giữa các mạng
PLMN. Các phiên bản chuẩn sau này còn bao gồm cả khả năng truyền số liệu điểm -
đa điểm (truyền số liệu chơ một nhóm hoặc truyền quảng bá), các dịch vụ phụ trợ và
một số khả năng kết nối với các mạng khác (như kết nối qua ISDN hoặc modem).
Đối với người sử dụng, chức năng quan trọng nhất của GPRS là khả năng tính cước
theo dung lượng thông tin truyền đi. Người sử dụng không cần phải trả tiền cho
phần dung lượng mà họ không s ử dụng tới. Trong khoảng thời gian chờ, phổ tín
hiệu s ẽ được dành cho các thuê bao khác sử dụng. Một khả năng khác cùa GPRS là
nó có thể truyền tải hầu như tất cả các ứng dụng hiện tại và tương lai, vì tốc độ
16