NGHIÊN CỨU CÁC THAM SỐ CHUYỂN GIAO LIÊN MẠNG 2G, 3G LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

ĐỖ HOÀNH BÁ

NGHIÊN CỨU CÁC THAM SỐ CHUYỂN GIAO
LIÊN MẠNG 2G, 3G

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

ĐỖ HOÀNH BÁ

NGHIÊN CỨU CÁC THAM SỐ CHUYỂN GIAO
LIÊN MẠNG 2G, 3G
NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
Mã số: 60.52.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Cán bộ hướng dẫn: TS. PHẠM HẢI ĐĂNG

HÀ NỘI - 2015


i

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN CAO HỌC
Họ và tên học viên: Đỗ Hoành Bá

Năm sinh: 1986

Cơ quan công tác: Công ty cổ phần Quốc tế ICO – Chi nhánh Hà Nội
Khóa: 21-1
Nghành: Kỹ thuật viễn thông

Mã số: 60.52.02.08

Cán bộ hướng dẫn: TS. Phạm Hải Đăng

Bộ môn: Kỹ thuật viễn thông

Tên đề tài luận văn:
“Nghiên cứu các tham số chuyển giao liên mạng 2G, 3G”.
+ Mục đích nghiên cứu của đề tài:
- Nghiên cứu quá trình phát triển các hệ thống thông tin di động: 1G, 2G, 3G, 4G
- Nghiên cứu sơ đồ khối, chức năng của các phân hệ trong cấu trúc mạng GSM
và WCDMA
- Nghiên cứu các tham số lựa chọn lại cell khi thuê bao ở chế độ rỗi chuyển qua
lại giữa các vùng phủ sóng 2G và 3G, bao gồm cả việc nhận thực và khởi tạo lại kết nối.
- Nghiên cứu khả năng hoạt động liên mạng 2G-3G, sự khác biệt giữa các tham
số chuyển giao của các nhà cung cấp khác nhau.
- Tìm hiểu các hệ thống tham số chuyển giao giữa vùng phủ sóng 2G, 3G để ứng
dụng, triển khai trên mạng MobiFone trong giai đoạn đầu cung cấp dịch vụ mạng 3G.
+ Phương pháp nghiên cứu và kết quả đạt được:
Trên cơ sở các tài liệu nghiên cứu về lý thuyết đã công bố và thực tế được ứng

dụng trên thế giới, luận văn sẽ thực hiện một số nội dung chính như sau:
- Tổng quan các hệ thống thông tin di động.
- Chuyển giao giữa mạng 2G và 3G
- Tham số chuyển giao trong vùng phủ sóng 2G, 3G
- Các tham số cài đặt chuyển giao 2G, 3G trên mạng Mobifone.
Điểm bình quân môn học:

Điểm bảo vệ luận văn:


ii
Hà Nội, ngày tháng năm 2015
Xác nhận của cán bộ hướng dẫn

Học viên

TS. Phạm Hải Đăng

Đỗ Hoành Bá
Xác nhận của bộ môn

TS. Nguyễn Cảnh Minh


iii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan luận văn “Nghiên cứu các tham số chuyển giao liên mạng 2G,
3G” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Luận văn có tham khảo các tài liệu khác
nhưng không sao chép toàn bộ nội dung tham khảo.

Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và thông tin trích dẫn
được sử dụng trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2015
Học viên

Đỗ Hoành Bá


iv

LỜI CẢM ƠN
Sau 6 tháng thực hiện đề tài “Nghiên cứu các tham số chuyển giao liên
mạng 2G, 3G“ đã hoàn thành.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS. Phạm Hải Đăng và
các thầy cô trong Khoa Điện – Điện tử đã giúp đỡ và tạo điều kiện giúp cho em
hoàn thành tốt luận văn này.
Toàn bộ luận văn là những gì em đã tìm hiểu và nghiên cứu được trong thời
gian qua. Do tính thực tế và kiến thức còn hạn chế, vì vậy xem rất mong nhận
được sự chỉ bảo và tham gia đề xuất ý kiến của quý thầy, cô giáo để em có thể
hoàn thành tốt luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn!


v
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Bảng các ký hiệu trong cấu trúc mạng GSM.......................................................14
Bảng 2.1: Bảng đề xuất cài đặt các tham số Cell Reselection giữa 2G, 3G..........................47
Bảng 2.2: Bảng đề xuất cài đặt của Ericsson [5]................................................................50
Bảng 2.3: Bảng đề xuất cài đặt của Huawei [5].................................................................52
Bảng 2.4: Bảng đề xuất cài đặt của NSN [5]......................................................................53

Bảng 3.1: Bảng đề xuất cài đặt của Ericsson [5]................................................................71
Bảng 3.2: Bảng đề xuất cài đặt của Huawei [5].................................................................73
Bảng 3.3: Bảng đề xuất cài đặt của NSN [5]......................................................................75
Bảng 3.4: Thông số theo khuyến nghị................................................................................80
Bảng 3.5: Tổng hợp mạng 2G [5]......................................................................................81
Bảng 3.6: Tổng hợp mạng 3G giai đoạn 1 [5]....................................................................82
Bảng 3.7: Bảng thống kê giá trị RSCP và Ec/No [5]............................................................83
Bảng 3.8: Thống kê số lượng trạm [5]...............................................................................84
Bảng 3.9: Thống kê lưu lượng mạng 3G [5].......................................................................84
Bảng 3.10: Tỷ lệ thành công thiết lập cuộc gọi 3G [5]........................................................85
Bảng 3.11: Tỷ lệ rớt cuộc gọi [5]........................................................................................86
Bảng 3.12: Tỷ lệ thành công chuyển giao 2G/3G [5]..........................................................87
Bảng 3.13: Các tham số WCDMA [5].................................................................................88
Bảng 3.14: Các tham số GSM [5].......................................................................................88
Bảng 3.15: Các tham số handover [5]................................................................................88
Bảng 3.16: Các tham số WCDMA Intersystem handover [5]...............................................88
Bảng 3.17: Các tham số GSM Intersystem handover [5]....................................................89


vi
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Đa truy nhập phân chia theo tần số.....................................................................4
Hình 1.2: Đa truy nhập phân chia theo thời gian.................................................................6
Hình 1.3: Đa truy nhập phân chia theo mã..........................................................................8
Hình 1.4: Mô hình hệ thống thông tin di động GSM...........................................................14
Hình 1.5: Chức năng xử lý cuộc gọi của MSC......................................................................17
Hình 1.6: Phân loại kênh logic...........................................................................................22
Hình 1.7: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống...............................................................................23
Hình 1.8: So sánh cấu trúc của DRNC với CRNC..................................................................27
Hình 2.1: Quá trình hard handover....................................................................................33

Hình 2.2: Quá trình Soft Handover....................................................................................33
Hình 2.3: Quá trình Soft & Softer Handover.......................................................................34
Hình 2.4: Chuyển giao từ mạng GSM sang WCDMA khi mạng GSM quá tải.......................35
Hình 2.5: Chuyển giao để san tải và mở rộng vùng phủ.....................................................36
Hình 2.6: Lựa chọn lại cell khi thuê bao ở chế độ rỗi..........................................................37
Hình 2.7: Lược đồ lựa chọn lại cell 2G/3G khi thuê bao ở chế độ rỗi..................................38
Hình 2.8: Thủ tục lựa chọn lại cell......................................................................................39
Hình 2.9: Lược đồ mô tả cài đặt tham số lựa chọn lại cell để tránh ping-pong..................40
Hình 2.10: Lược đồ thủ tục lựa chọn lại cell từ 3G sang 2G................................................43
Hình 2.11: Lược đồ thủ tục lựa chọn lại cell từ 2G sang 3G................................................45
Hình 3.1: Thủ tục chuyển giao liên mạng 2G, 3G................................................................56
Hình 3.2: Mô hình mạng kết hợp hỗ trợ chuyển giao liên mạng 2G, 3G.............................57
Hình 3.3: Bước chuẩn bị cho thủ tục chuyển giao giữa mạng 2G, 3G.................................57
Hình 3.4: Cấp phát tài nguyên...........................................................................................57
Hình 3.5: Thực thi quá trình chuyển giao...........................................................................58
Hình 3.6: Nguyên tắc chuyển giao liên mạng.....................................................................58
Hình 3.7: Luồng báo hiệu AMR..........................................................................................59
Hình 3.8: Luồng báo hiệu PS..............................................................................................59
Hình 3.9: Vùng phủ sóng 3G mạng Mobifone giai đoạn 1..................................................81
Hình 3.10: Vùng phủ sóng 3G (RSCP).................................................................................82
Hình 3.11: Tỷ lệ năng lượng trên nhiễu (Ec/No).................................................................83
Hình 3.12: Thống kê thành phần mạng 3G........................................................................84
Hình 3.13: Thống kê lưu lượng mạng 3G...........................................................................85
Hình 3.14: Tỷ lệ thành công thiết lập cuộc gọi 3G..............................................................86
Hình 3.15: Tỷ lệ rớt cuộc gọi 3G.........................................................................................87


vii
Hình 3.16: Tỷ lệ thành công chuyển giao liên mạng 2G/3G................................................87

viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Tiếng Anh

Tiếng Việt

1G

First Generation

Hệ thống thông tin di động thế hệ 1

2G

Second Generation

Hệ thống thông tin di động thế hệ 2

3G

Third Generation

Hệ thống thông tin di động thế hệ 3

4G

Fourth Generation

Hệ thống thông tin di động thế hệ 4
A

AMPS
ACTS

Advance Mobilephone Server
Advanced Communications

Hệ thống điện thoại di động tiên tiến
Các công nghệ và dịch vụ thông tin

AICH
AMPS

Technologies and Services
Acquisiton Indicator Channel
Advanced Mobile Phone Service

tiên tiến
Kênh chỉ thị được cấp phát
Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến

ANSI

American National Standard

Viện tiêu chuẩn quốc gia của Mỹ

APN

Institute
Access Point Name

Tên điểm truy nhập

ATM
AuC

Asynchronous Transfer Mode
Authentication Centre

Phương thức truyền không đồng bộ
Trung tâm nhận thực
B

BS

Basic Station

Trạm gốc

BCH

Broadcast Channel

Kênh quảng bá

BTS

BSS
BCCH
BSC
BSIC

Base Transceiver Station
Base Station Subsystem
Broadcast Control Channel
Base Station Controller
Base transceiver Station Identity

Trạm thu phát gốc
Phân hệ trạm gốc
Kênh điều khiển phát quảng bá
Bộ điều khiển trạm gốc
Mã nhận dạng trạm thu phát gốc

Code
C
CDMA

Code Division Multiple Access

Đa truy cập chia theo mã

CN

Core Network

Mạng lõi

CS

Circuit Switched

Chuyển mạch kênh

CPICH

Common Pilot Channel

Kênh hoa tiêu chung

CSSR
CPCH

Call Setup Successful Rate
Common Packet Channel

Tỉ lệ thiết lập cuộc gọi
Kênh chuyển mạch gói thông thường


ix
CCCH

Common Control Channel

Kênh điều khiển thông thường

CCH

Control Channel

Kênh điều khiển

CCPCH

Common Control Physical

Kênh vật lý điều khiển thông thường

CPICH

Channel
Common Pilot Channel

Kênh Pilot thông thường

CS-1,2,3,4

Coding Scheme 1,2,3,4

Sơ đồ mã hóa 1,2,3,4
D

DL
D-AMPS

Downlink

Digital AMPS (also known as IS-

Đường xuống
AMPS số (còn được biết là IS-136)

DCCH

136)
Dedicated Control Channel

Kênh điều khiển được dành riêng

DCS

Digital Communications System

Hệ thống thông tin số

DCN

Data Communications Network

Mạng thông tin số liệu

DPCCH

Dedicated Physical Control

Kênh điều khiển vật lý được dành

DPCH

Channel
Dedicated Physical Channel

riêng
Kênh vật lý dành riêng

DPDCH

Dedicated Physical Data Channel

Kênh dữ liệu vật lý được dành riêng

DSCH

Downlink Shared Channel

Kênh chia sẻ hướng Downlink

DTCH

Dedicated Traffic Channel

Kênh lưu lượng được dành riêng
E

EIR

Equipment Identity Centre

Enhanced Data Rates for GSM

Trung tâm chỉ thị thiết bị

Ec/No

Tốc độ truyền dữ liệu nhanh cho GSM
Evolution
Ratio of energy per modulating bit Tỷ lệ năng lượng của mỗi bit điều chế

EIRP

to the noise spectral density
Equivalent Isotropic Radiated

trên nhiễu
Công suất phát đẳng hướng tương

ETSI

Power
European Telecommunications

đương
Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu

EPCCH

Standard Institute
Enhanced Power Control Channel

Kênh điều khiên công suất phát được

EDGE

cải thiện

FDMA
FDD

Frequence

Division

F
Multiple

Access
Frequency Division Duplex

Đa truy cập phân chia theo tần số
Phương thức song công phân chia


x
FACCH

Fast Associated Control Channel

theo tần số

Kênh điều khiển kết hợp nhanh

FAUSCH

Fast Uplink Signalling Channel

Kênh báo hiệu hướng Uplink nhanh

G
GMSC
GSM

Gateway MSC
Global System for Mobile

GGSN

Communication
Gateway GPRS Support Node

GPRS

General Packet Radio Service

MSC cổng
Hệ thống thông tin di động toàn cầu
Nút hỗ trợ GRPS cổng
Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp
H

HLR

Home Location Register

Thanh ghi định vị thường trú

HE

Home Environment

Môi trường nhà

HO

Handover

Chuyển giao

HHO
HCS

Hard Handover
Hierarchical Cell Structure

Chuyển giao cứng
Cấu trúc Cell phân cấp

HPLMN

Home PLMN

Mạng di động chủ

HSCSD

High Speed Circuit Schitched

Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao

HSDPA

Data
High-speed Downlink Packet-data Truy nhập dữ liệu gói đường xuống
Access

tốc độ cao
I

IE
IETF

Information Element
Internet Engineering Task Forum

Phần tử thông tin
Diễn đàn nhiệm vụ về công nghệ

Internet Message Access Protocol

Internet

Thủ tục truy nhập tin nhắn qua

IMS
IMT-2000

IP Multimedia Subsystem
International Mobile

Internet
Phân hệ đa phương tiện IP
Viễn thông di dộng quốc tế 2000

IN
IP
IS-54

Telecommunications-2000
Intelligent Network
Internet Protocol
Interim Standard-54

Mạng thông minh
Giao thức Internet
Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA

Interim Standard-95

cải tiến của Mỹ (do AT&T đề xuất)
Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA

Interference Signal Code Power

của Mỹ (do Qualcomm đề xuất)
Công suất mã báo hiệu nhiễu

IMAP

IS-95
ISCP


xi
ISDN

Integrated Services Digital

Mạng số dịch vụ tích hợp

ITU-R

Network
International Telecommunication

Liên hiệp viễn thông quốc tế - Bộ

Union-Radio Sector

phân vô tuyến
M

ME

Mobile Equipment

Thiết bị di động

MS

Mobile Station

Trạm di động

MSC
MGCF

Mobile Switching Centre
Media Gateway Control Function

Trung tâm chuyển mạch di động
Chức năng điều khiển cổng media

N
NMT

Nordic Mobile Telephone system

Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu

NNI

Network Node Interface

Giao diện nút mạng

NSS

Network SubSystem

Phân hệ mạng
P

PS
PAGCH

Packet Switching
Packet Access Grant Channel

Chuyển mạch gói
Kênh cấp phát truy cập chuyển mạch

PBCCH

gói
Packet Broadcast Control Channel Kênh điều khiển phát quảng bá

PCPCH

Physical Downlink Shared

chuyển mạch gói

Kênh vật lý chia sẻ hướng Downlink

PCS

Channel
Personal Communication System

Hệ thống thông tin cá nhân

PDN

Packet Data Network

Mạng số liệu gói

PSTN

Public Switched Telephone

Mạng điện thoại chuyển mạch công

PSCH

Network
Physical Shared Channel

cộng
Kênh chia sẻ vật lý

PTCCH

Packet Timing advance Control

Kênh điều khiển cải tiến thời gian

Channel

chuyển mạch gói
R

RAN

Radio Access Network

Mạng truy nhập vô tuyến

RNC

Radio Network Controller

Bộ điều khiển mạng vô tuyến

RSCP
RLC

Received Signal Code Power
Radio Link Control

Công suất tín hiệu nhận được
Điều khiển kết nối vô tuyến

RLP

Radio Link Protocol

Giao thức kết nối vô tuyến


xii
RSSI

Received Signal Strength

Cường độ tín hiệu thu

RXLEV

Indicator
Received signal level

Mức tín hiệu thu

RXQUAL

Received signal Quality

Chất lượng tín hiệu thu

RFCH

Radio Frequency Channel

Kênh tần số vô tuyến
S

SGSN
SCCH

Serving GPRS Support Node
Synchronisation Control Channel

Nút hỗ trợ GPRS phục vụ
Kênh điều khiển đồng bộ

SHO
SMS

Soft Handover
Short Message Service

Chuyển giao mềm
Dịch vụ tin nhắn

STM

Synchronous Transfer Mode

Phương thức truyền đồng bộ
T

TFC
TFCI

Transport Format Combination
Transport Format Combination

Kết hợp định dạng truyền tải
Chỉ thị kết hợp định dạng truyền tải

TFCS

Indicator
Transport Format Combination

Chỉ thị kết hợp định dạng truyền tải

TFI
TIA

Set
Transport Format Indicator
Telecommunications Industry

Bộ chỉ thị định dạng truyền tải
Liên đoàn công nghiệp viễn thông

TRAU

Association
Transcode and Rate Adaption

Khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc

TPC
TRX
TDMA

Unit
Transmit Power Control
Transceiver
Time Division Multiple Access

độ
Điều khiển công suất phát
Bộ thu phát
Đa truy cập phân chia theo thời gian

TE

Terminals Equipment

TDD

Time Division Duplex

Thiết bị đầu cuối
Phương thức song công phân chia
theo thời gian
U

UE

User Equipment

Thiết bị người sử dụng

UL

Uplink
Universal Mobile

Đường lên

UMTS
UTRAN
Um

Telecommunications System
UMTS Terrestrial Radio Access
Network

Hệ thống viễn thông di động toàn cầu
Mạng truy cập vô tuyến trạm mặt đất
Giao diện vô tuyến


xiii
V
VLR
VBR

Visitor Location Register
Variable Bit Rate

Thanh ghi định vị thường trú
Tốc độ bít biến thiên

VHE

Virtual Home Environment

Môi trường thường trú ảo

VPN

Virtual Private Network

Mạng riêng ảo
W

WAN

Wide Area Network

Mạng diện rộng

WCDMA

Wideband Code Division Multiple Đa truy nhập băng rộng phân chia

WIN

Access
Wireless Intelligent Network

theo mã
Mạng thông minh vô tuyến

WML

Wireless Mark-up Language

Ngôn ngữ đánh dấu không dây


xiv

MỤC LỤC
3.4. Các đại lượng đặc trưng khi đo kiểm.........................................................................77


xv

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Các hệ thống thông tin di động với khả năng giúp con người trao đổi thông tin
mọi lúc, mọi nơi đã phát triển rất nhanh và không thể thiếu được trong xã hội thông tin
ngày nay. Bắt đầu từ các hệ thống thông tin di động thế hệ đầu tiên ra đời vào năm
1946, thông tin di động đã liên tục phát triển và đến nay các hệ thống thông tin di động
thế hệ ba (3G) đã được đưa vào khai thác thương mại ở nhiều nước trên thế giới. Ở

Việt Nam, các hệ thống thông tin di động thế hệ ba cũng đã được phê duyệt và bắt đầu
triển khai từ năm 2009. Hệ thống WCDMA đã được Việt Nam lựa chọn cho việc triển
khai 3G, đã mở ra một bước tiến lớn của Việt Nam trong việc bắt kịp khoa học kỹ
thuật hiện đại của thế giới, đặc biệt là viễn thông.
Trong giai đoạn bắt đầu triển khai cung cấp dịch vụ mạng 3G WCDMA, vùng
phủ mạng 3G có thể bị giới hạn bởi nhiều yếu tố (số lượng trạm, tần số máy thu phát
…). Do đó, việc cung cấp các dịch vụ mạng liên tục và xuyên suốt giữa vùng phủ sóng
3G và 2G có ý nghĩa rất quan trọng đối với sự thành công của mạng 3G. Việc chuyển
giao giữa WCDMA và GSM cho phép sử dụng vùng phủ của mạng 2G hiện có để đảm
bảo tính xuyên suốt và liên tục này.
Với các nhà cung cấp dịch vụ di động trên toàn thế giới, ngay cả khi đã triển
khai thiết bị mạng 3G rộng khắp (như VodaFone, Orange, Telstra …) cho đến các nhà
cung cấp mới triển khai lắp đặt thiết bị mạng 3G (China Unicom), vấn đề chuyển giao
giữa vùng phủ sóng 2G, 3G luôn được đặt lên như một trong những ưu tiên hàng đầu
để đảm bảo chất lượng dịch vụ, đáp ứng yêu cầu của khách hàng.
Tại Việt Nam, các giấy phép cung cấp dịch vụ mạng WCDMA mới được cấp
và các nhà cung cấp đang bắt tay thiết lập mạng lưới 3G. Vấn đề sử dụng lại cơ sở hạ
tầng được đặt ra như một ưu tiên quan trọng, đặc biệt đối với các nhà mạng có số
lượng trạm BTS 2G lớn (Vinaphone, MobiFone, Viettel). Khi sử dụng chung cơ sở hạ
tầng với các trạm 2G, do đặc thù về tần số, công suất máy thu phát và các vấn đề liên
quan đến nhiễu của mạng 3G/ WCDMA, có thể nhận thấy vùng phủ của các trạm 3G
phần lớn sẽ nhỏ hơn vùng phủ của trạm 2G hiện tại. Đặc biệt trong bối cảnh số lượng
trạm 3G lắp đặt trong giai đoạn đầu không nhiều, các “lỗ hổng” trong vùng phủ sóng
3G sẽ rất nhiều, và vấn đề chuyển giao giữa vùng phủ sóng 2G, 3G được đặt ra như
một yêu cầu tất yếu.


xvi
Xuất phát từ nhu cầu phát triển của ngành truyền thông trên toàn thế giới nói
chung và của Việt Nam nói riêng, em quyết định chọn đề tài với tên: “Nghiên cứu các

tham số chuyển giao liên mạng 2G, 3G” . Em hy vọng sẽ tạo được một tài liệu tham
khảo tốt cho những người tìm hiểu về chuyển giao liên mạng và góp phần làm phong
phú thêm các kết quả nghiên cứu trong lĩnh vực này.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu quá trình phát triển các hệ thống thông tin di động: 1G, 2G, 3G, 4G
- Nghiên cứu sơ đồ khối, chức năng của các phân hệ trong cấu trúc mạng GSM
và WCDMA
- Nghiên cứu các tham số lựa chọn lại cell khi thuê bao ở chế độ rỗi chuyển qua lại
giữa các vùng phủ sóng 2G và 3G, bao gồm cả việc nhận thực và khởi tạo lại kết nối.
- Nghiên cứu khả năng hoạt động liên mạng 2G-3G, sự khác biệt giữa các tham
số chuyển giao của các nhà cung cấp khác nhau.
- Tìm hiểu các hệ thống tham số chuyển giao giữa vùng phủ sóng 2G, 3G để ứng
dụng, triển khai trên mạng MobiFone trong giai đoạn đầu cung cấp dịch vụ mạng 3G.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
a) Đối tượng nghiên cứu:
- Lý thuyết trong mạng truy nhập vô tuyến.
- Tổng quan lý thuyết về GSM và WCDMA
- Tập trung nghiên cứu các tham số chuyển giao liên mạng 2G/3G
b) Phạm vi nghiên cứu:
- Nghiên cứu chuyển giao liên mạng 2G/3G
- Khảo sát các tham số chuyển giao, sự thay đổi của các tham số
- Qua nghiên cứu, tìm hiểu, đánh gía các tham số cài đặt chuyển giao 2G/3G
trên mạng Mobiphone.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Để giải quyết vấn đề trong chuyển giao liên mạng 2G/3G em đã nghiên cứu lý
thuyết, tìm hiểu các tham số liên quan đến chuyển giao GSM lên WCDMA
- Sử dụng các phương pháp đo đạc (driver test) kiểm chứng và đánh giá.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu các tham số chuyển giao liên mạng 2G, 3G là một giải pháp hiệu
quả nhằm san tải, chống nghẽn cho mạng 2G hiện tại và đưa ra các tham số chuyển

xvii
giao tối ưu nhằm cạnh tranh thắng lợi trong thị trường thông tin di động hiện nay, nhu
cầu triển khai 3G là không thể phủ nhận nhằm mục đích tiếp cận các công nghệ mới và
nâng cao uy tín của nhà khai thác. Để đảm bảo chất lượng các dịch vụ trên nền mạng
3G và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên vô tuyến mạng 2G/3G thì việc tối ưu hóa
các tham số chuyển giao giữa vùng phủ sóng 2G, 3G là rất cần thiết để đáp ứng yêu
cầu sử dụng các dịch vụ trên nền mạng 3G tăng lên nhanh chóng trong tương lai.
Để mang lại ứng dụng rộng rãi, ngoài phạm vi áp dụng cho các trung tâm mạng
Mobiphone thì đề tài hoàn toàn có thể vận dụng để triển khai cho các mạng và các khu
vực khác trong thời gian gần nhất, do đó mang tính thực tiễn cao.
6. KẾT CẤU CỦA LUẬN VĂN
Kết cấu luận văn ngoài phần mở đầu, lời cảm ơn, lời cam đoan, danh mục từ
viết tắt, các bảng biểu, hình vẽ, nội dung gồm 3 phần chính:
Chương 1: Tổng quan các hệ thống thông tin di động.
Chương 2: Quá trình chuyển giao giữa mạng 2G và 3G
Chương 3: Các tham số chuyển giao liên mạng 2G, 3G và ứng dụng thực tế tại
mạng Mobifone.
Trên cơ sở những kiến thức tích luỹ trong những năm học tập chuyên ngành Kỹ
Thuật Viễn Thông tại trường, cùng với sự hướng dẫn của TS. Phạm Hải Đăng em đã
tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài: Nghiên cứu các
tham số chuyển giao liên mạng 2G, 3G.
Do thời gian có hạn, đề tài khó tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong
nhận được sự đóng góp ý kiến quý báu của các thầy cô và các bạn đọc giả để hoàn
thiện luận văn hơn nữa.
Em xin chân thành cảm ơn.


1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
Trong những năm gần đây, việc tổ chức và khai thác các công nghệ mạng phát
triển không ngừng. Bên cạnh đó, hệ thống mạng thông tin di động đã trải qua một
quá trình phát triển dài với các công nghệ khác nhau. Các tên gọi mạng 1G, 2G,
3G, 4G là các thế hệ phát triển tiếp nối của hệ thống thông tin di động.
1.1. Lịch sử phát triển của các hệ thống thông tin di động.
Để mở đầu cho việc tìm hiểu tổng quan về các mạng thông tin di động, chúng ta
cùng nhìn lại lịch sử phát triển của nghành thông tin liên lạc bằng vô tuyến.
Năm 1873 sóng điện từ đã được Maxwell tìm ra nhưng mãi tới năm 1888 mới
được Hertz chứng minh bằng cơ sở thực tiễn. Sau đó ít lâu Marcony chứng tỏ được
sóng vô tuyến là một hiện tượng bức xạ điện từ. Từ đó ươc mơ lớn lao của con người về
một điều kỳ diệu trong thông tin liên lạc không dây có cơ sở để trở thành hiện thực.
Trải qua thời kỳ phát triển lâu dài, tới nay viêc thông tin liên lạc giữa các đối
tượng với nhau bằng sóng vô tuyến đã được ứng dụng rộng rãi. Với kỹ thuật liên lạc
này, mọi đối tượng thông tin đều có khả năng liên lạc được với nhau ở bất cứ điều kiện
hoàn cảnh, địa hình hay bất cứ điều kiện khách quan nào. Trên cơ sở những ưu điểm
của kỹ thuật liên lạc không dây mà kỹ thuật thông tin ra đời. Cùng với sự phát triển
ngày càng cao của công nghệ điện tử và thông tin, mạng thông tin di động ngày càng
phổ biến, giá cả phải chăng, độ tin cậy ngày càng cao.

- Thế hệ thứ nhất: Xuất hiện sau năm 1946, với kỹ thuật FM (điều chế tần số) ở
băng sóng 150 MHz, AT & T được cấp giấy phép cho điện thoại di động thực sự ở St.
Louis. Năm 1948 một hệ thống điện thoại hoàn toàn tự động đầu tiên ra đời ở
Richmond, Indiane. Là thế hệ thông tin di động tương tự sử dụng công nghệ truy cập
phân chia theo tần số (TDMA). Tuy nhiên, hệ thống này không đáp ứng được nhu cầu
ngày càng tăng trước hết về dung lượng. Mặt khác các tiêu chuẩn hệ thống không tương
thích nhau làm cho sự chuyển giao không đủ rộng như mong muốn (ra ngoài quốc tế).
Những vấn đề này đặt ra cho thế hệ thứ hai thông tin di động cellular phải giải quyết.

- Thế hệ thứ hai: Cùng với sự phát triển của Microprocssor đã mở cửa cho một hệ
thống phức tạp hơn. Thay cho mô hình quảng bá với máy phát công suất lớn và anten
cao là những cell có diện tích bé và công suất phát nhỏ hơn, đáp ứng được nhu cầu ngày
càng tăng về dung lượng. Hệ thống sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời
gian (TDMA) và phân chia theo mã (CDMA)


2

- Thế hệ thứ ba: Bắt đầu những năm sau của thập kỷ 90 là kỹ thuật CDMA và
TDMA cải tiến, đáp ứng được việc tăng tốc tốc độ truyền và các dịch vụ trong mạng.
Điện thoại di động là một trong những thành tựu nổi bật về công nghệ và thương
mại trong những thập niên gần đây. Kể từ khi có sự ra đời của điện thoại di động, vị trí
của nó trong thị trường đã phát triển một cách chóng mặt từ một thiết bị mang tính
chuyên biệt, rồi trở thành một vật dụng thiết yếu đối với cuộc sống và kinh doanh.
- Vào đầu thập niên 1980, tại Châu Âu người ta phát triển một mạng điện thoại di
động chỉ sử dụng trong một vài khu vực. Sau đó vào năm 1982 nó được chuẩn hóa bởi
CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) và
tạo ra Groupe Spéccial Mobile (GSM) với mục đích sử dụng chung cho toàn Châu Âu.
Mạng điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM được xây dựng và đưa vào sử
dụng đầu tiên bởi Radiolinja ở Phần Lan.
- 1948-1950: Lý thuyết thông tin (Shannon), các mã sửa lỗi (Hamming, Golay),
ghép kênh theo thời gian ứng dụng vào điện thoại.
- 1962: Thông tin vệ tinh Telstar I.
- 1962-1966: Dịch vụ truyền số liệu được đưa ra thương mại; PCM khả thi cho
truyền dẫn tín hiệu thoại và truyền hình; lý thuyết truyền dẫn số, mã sửa sai (Viterbi).
- 1964: Khai thác các hệ thống chuyển mạch.
- 1970-1975: CCITT phát triển các tiêu chuẩn về PCM
- Tháng 12-1971 đưa ra hệ thống cellular kỹ thuật tương tự, FM (850Mhz).
- 1983 mạng điện thoại di động AMPS (Advance Mobile Phone Service) phục vụ

thương mại đầu tiên tại Chicago, Mỹ. Sau đó là các chuẩn thông tin di động ra đời như:
Nordic Mobile Telephone (NTM), Total Access Communication System (TACS).
- 1975-1985: Hệ thống quang dung lượng lớn, chuyển mạch tích hợp cao, các bộ
vi xử lí tín hiệu số; mạng di động tổ ong hiện đại được đưa vào khai thác (NMT,
AMPS); mô hình tham chiếu OSI (tổ chức ISO).
- 1985-1990: LAN, ISDN được chuẩn hóa, các dịch vụ truyền số liệu phổ biến,
truyền dẫn quang thay cáp đồng trên các đường truyền dẫn băng rộng cự ly xa, phát
triển SONET, chuẩn hóa và khai thác GSM, SDH.
- Năm 1989 viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (European Telecommunications
Standards Institute - ETSI) quản lý tiêu chuẩn và phát triển mạng GSM. Đến cuối năm


3
1993 đã có hơn 1 triệu thuê bao sử dụng mạng GSM của 70 nhà cung cấp dịch vụ trên
48 quốc gia.
GSM (Global System for Mobile Communication) - Hệ thống viễn thông toàn
cầu, sử dụng tần số 900 MHz cũng như 1800 MHz ở Châu Âu và 1900 MHz ở Bắc Mỹ.
GSM hỗ trợ truyền thoại với tốc độ 13 kbit/s và truyền số liệu với tốc độ 9,6 kbit/s.
Mạng GSM sử dụng phương pháp đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA kết hợp
đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA.
Mạng GSM sử dụng phương pháp TDMA (Time Division Multiple Access) kết
hợp FDMA (Frequency Division Multiple Access).
- 1990-1997: GSM tế bào số, truyền hình vệ tinh phổ biến rộng rãi trên thế giới;
Internet mở rộng nhanh chóng.
- 1997-2000: Viễn thông mang tính cộng đồng, phát triển rộng rãi GSM, CDMA;
Internet phát triển; WAN băng rộng nhờ ATM, LAN Gb.
- 2001: HDTV, di động 3G, các mạng băng rộng, các hệ thống truy nhập đưa các
dịch vụ đa phương tiện đến mọi người.
- Ở nước ta, mạng thông tin di động đầu tiên ra đời vào năm 1992 với khoảng
5.000 thuê bao. Hai nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động lớn là Mobifone (VMS) ra

đời năm 1993 – liên doanh giữa công ty bưu chính viễn thông VN (VNPT) và tập đoàn
COMVIK (Thuỵ Điển ) và Vinafone của trung tâm dịch vụ viễn thông (GPC) thuộc
VNPT ra đời năm 1996. Đến năm 2002 Sfone của tập đoàn TELECOM của Hàn Quốc
và tháng 6/2004 Viettel của công Ty Viễn Thông Quân Đội cùng bước vào cuộc. Cuộc
chạy đua của các nhà khai thác làm cho giá cước giảm và các dịch vụ càng đa dạng [1].
1.2. Các thế hệ thông tin di động.
1.2.1. Thế hệ 1G: Sự khởi đầu đơn giản (nghe & gọi).
1G là chữ viết tắt của công nghệ điện thoại không dây thế hệ đầu tiên (First
Generation). Các điện thoại di động chuẩn analog, sử dụng công nghệ 1G với tín hiệu
sóng analog, được giới thiệu trên thị trường vào những năm 1980. Nó sử dụng các anten
thu phát sóng gắn ngoài, kết nối theo tín hiệu analog tới các trạm thu phát sóng và nhận
tín hiệu xử lý thoại thông qua các module gắn trong máy di động. Chính vì thế mà các
thế hệ máy di động đầu tiên trên thế giới có kích thước khá to và cồng kềnh do tích hợp
cùng lúc 2 module thu tín hiện và phát tín hiệu như trên.


4
Thế hệ 1G dịch vụ chủ yếu cho đàm thoại, chất lượng kém, bảo mật không cao.
Không đáp ứng nhu cầu phát triển. Mặc dù là thế hệ mạng di động đầu tiên với tần số
chỉ từ 150MHz nhưng mạng 1G cũng phân ra khá nhiều chuẩn kết nối theo từng phân
vùng riêng trên thế giới như là NMT (Nordic MobileTelephone) được sử dụng ở các
nước Bắc Âu, Tây Âu và ở Nga vào năm 1981 với băng tần 450Mhz. Cũng có một số
công nghệ khác như AMPS (Advanced Mobile Phone Sytem – hệ thống điện thoại di
động tiên tiến) được sử dụng tại Mỹ vào năm 1983 ở băng tần 800Mhz; TACS (Total
Access Communication Sytem – hệ thống giao tiếp truy cập tổng hợp) được sử dụng ở
Anh vào năm 1985.
Thế hệ 1G hỗ trợ dịch vụ thoại tương tự và kỹ thuật điều chế tương tự để mang
dữ liệu cho mỗi người sử dụng và sử dụng phương pháp chủ yếu là FDMA (Frequency
Division Multiple Access - Đa truy nhập phân chia theo tần số).

Hình 1.1: Đa truy nhập phân chia theo tần số
Ưu điểm: không cần đồng bộ.
Nhược điểm:
- Phân bổ tần số hạn chế, dung lượng nhỏ.
- Tốn kém.
- Tính bảo mật của các cuộc gọi không cao.
- Nhiễu giao thoa giữa các kênh lân cận, đồng thời cũng không thể tránh khỏi các
loại nhiễu khác như nhiễu xuyên âm, và bị ảnh hưởng của các tập âm do dây truyền tải
thường làm bằng bằng dây trần.
Hệ thống thông tin di động thứ nhất sử dụng phương pháp đa truy nhập đơn giản.
Tuy nhiên hệ thống không thỏa mãn nhu cầu ngày càng tăng của người dùng về cả dung
lượng và tốc độ [1], [2].


5
1.2.2. Thế hệ 2G: Công nghệ GSM (nghe gọi, nhắn tin ....).
2G (Second Generation): Là thế hệ kết nối thông tin di động mang tính cải cách
cũng như khác hoàn toàn so với thế hệ đầu tiên. Mạng 2G mang tới cho người sử dụng
di động 3 lợi ích tiến bộ trong suốt một thời gian dài: mã hoá dữ liệu theo dạng kỹ thuật
số, phạm vi kết nối rộng hơn 1G và đặc biệt là sự xuất hiện của tin nhắn dạng văn bản
đơn giản – SMS. Theo đó, các tín hiệu thoại khi được thu nhận sẽ được mã hoá thành
tín hiệu kỹ thuật số dưới nhiều dạng mã hiệu (codecs), cho phép nhiều gói mã thoại
được lưu chuyển trên cùng một băng thông, tiết kiệm thời gian và chi phí. Song song
đó, tín hiệu kỹ thuật số truyền nhận trong thế hệ 2G tạo ra nguồn năng lượng sóng nhẹ
hơn và sử dụng các chip thu phát nhỏ hơn, tiết kiệm diện tích bên trong thiết bị hơn…
Mạng 2G hai công nghệ chính: nền TDMA (Time Division Multiple Access) và
nền CDMA cùng nhiều dạng kết nối mạng tuỳ theo yêu cầu sử dụng từ thiết bị cũng như
hạ tầng từng phân vùng quốc gia. Hỗ trợ truyền dịch vụ số khá hạn chế.
Hệ thống thông tin di động số sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo thời
gian (TDMA) đầu tiên trên thế giới được ra đời ở châu Âu và có tên gọi là GSM. Với

sự phát triển nhanh chóng của thuê bao, hệ thống thông tin di động thế hệ 2 lúc đó đã
đáp ứng kịp thời số lượng lớn các thuê bao di động dựa trên công nghệ số. Hệ thống 2G
hấp dẫn hơn hệ thống 1G bởi vì ngoài dịch vụ thoại truyền thống, hệ thống này còn có
khả năng cung cấp một số dịch vụ truyền dữ liệu và các dịch vụ bổ xung khác. Ở Việt
Nam, hệ thống thông tin di động số GSM được đưa vào từ năm 1993. Tất cả hệ thống
thông tin di động thế hệ 2 đều sử dụng kỹ thuật điều chế số và sử dụng 2 phương pháp
đa truy nhập:
- Đa truy nhập phân chia theo thời gian (Time Division Multiple Access TDMA): phục vụ các cuộc gọi theo các khe thời gian khác nhau.
- Đa truy nhập phân chia theo mã (Code Division Multiple Access - CDMA):
phục vụ các cuộc gọi theo các chuỗi mã khác nhau.
Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA
Trong hệ thống TDMA phổ tần số quy định cho liên lạc di động được chia thành
các dải tần liên lạc, mỗi dải tần liên lạc này được dùng chung cho N kênh liên lạc, mỗi
kênh liên lạc là một khe thời gian (Time slot) trong chu kỳ một khung. Tin tức được tổ
chức dưới dạng gói, mỗi gói có bit chỉ thị đầu gói, chỉ thị cuối gói, các bit đồng bộ và


6
các bit dữ liệu. Không như hệ thống FDMA, hệ thống TDMA truyền dẫn dữ liệu không
liên tục và chỉ sử dụng cho dữ liệu số và điều chế số.

Hình 1.2: Đa truy nhập phân chia theo thời gian
Các đặc điểm của TDMA:
- TDMA có thể phân phát thông tin theo hai phương pháp là phân định trước và
phân phát theo yêu cầu. Trong phương pháp phân định trước, phân phát các cụm được
định trước hoặc phân phát theo thời gian. Ngược lại, trong phương pháp phân định theo
yêu cầu các mạch được tới đáp ứng khi có cuộc gọi yêu cầu nhờ đó tăng được hiệu suất
sử dụng mạch.
- Trong TDMA các kênh được phân chia theo thời gian nên nhiễu giao thoa giữa
các kênh kế cận giảm đáng kể.

- TDMA sử dụng một kênh vô tuyến để ghép nhiều luồng thông tin thông qua
việc phân chia theo thời gian nên cần phải có việc đồng bộ hóa truyền dẫn để tránh
trùng lặp tín hiệu. Ngoài ra, vì số lượng kênh ghép tăng nên thời gian trễ do truyền dẫn
đa đường không thể bỏ qua được do đó sự đồng bộ phải tối ưu.
1.2.3. Thế hệ 2,5G
2,5G chính là bước đệm giữa 2G với 3G trong công nghệ điện thoại không dây.
Khái niệm 2,5G được dùng để miêu tả hệ thống di động 2G có trang bị hệ thống chuyển
mạch gói, bên cạnh hệ thống chuyển mạch kênh truyền thống. Trong khi các khái niệm
2G và 3G được chính thức định nghĩa thì khái niệm 2,5G lại không được như vậy. Khái
niệm này chỉ dùng cho mục đích tiếp thị 2,5G cung cấp một số lợi ích của mạng 3G (ví
dụ chuyển mạch gói), và có thể dùng cơ sở hạ tầng đang tồn tại của 2G trong các mạng
GSM và CDMA. GPAS là công nghệ được các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông GSM
sử dụng. Và giao thức như EDGE cho GSM và CDMA 2000 1x-RTT cho CDMA, có