Nghiên cứu các kỹ thuật điều chế thông tin di động 4g

LỜI CẢM ƠN
Được sự phân công của Khoa Điện-Điện tử tàu biển trường Đại Học Hàng
Hải,và sự đồng ý của thầy giáo hướng dẫn TS.Phạm Việt Hưng em đã thực hiện
đề tài “Nghiên cứu các kỹ thuật điều chế thông tin di động 4G”.
Để hoàn thành bài đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo
đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và rèn
luỵện ở trường Đại Học Hàng Hải.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS. Phạm Việt Hưng đã
tận tình, chu đáo hướng dẫn em thực hiện bài đồ án tốt nghiệp này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất.
Song do buổi đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với
thực tế cũng như còn hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh
khỏi những thiếu sót nhất định mà bản thân chưa thấy được. Em rất mong được
sự góp ý của quý Thầy, Cô giáo và các bạn trong ngành để bài đồ án tốt nghiệp
hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hải Phòng , ngày 21 tháng 5 năm 2016
Sinh viên
Nguyễn Trung Thành

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự
hướng dẫn của thầy giáo TS. Pham Việt Hưng. Các nội dung nghiên cứu, kết
quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào
trước đây. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận
xét, đánh giá đước chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong
phần tài liệu tham khảo.
Ngoài ra, trong bài đồ án còn sử dụng một số nhận xét,đánh giá cũng như

số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú
thích nguồn gốc.
Nếu phát hiện có bất kì gian lần nào tôi xin hòan toàn chịu trách nhiệm về
nội dung đồ án của mình.Trường đại học Hàng Hải Việt Nam không liên quan
đến những vi phạm tác quyền,bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện
(nếu có).
Hải Phòng, Ngày 21 tháng 5 năm 2016

MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT
ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND
ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND

II
III
XI
XI

MỞ ĐẦU.......................................................................................................1
1. CƠ SỞ NGHIÊN CỨU VÀ MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN
2. TỔ CHỨC CỦA ĐỒ ÁN

1
2

CHƯƠNG 1: CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG...........................3
1.1.2 Lộ trình phát triển của thông tin di động...............................................................................................4

CHƯƠNG 3: CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G

.............................................................................................................................31
3.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G.
31
_ Phân bổ theo kênh dẫn tới hạn chế tốc độ dữ liệu của người dùng..........................................................35
3.2.2 Kỹ thuật điều chế/giải điều chế hiệu suất cao......................................................................................35
Xử lý tín hiệu SC-FDMA..................................................................................................................................43
Truyền dữ liệu hướng xuống sử dụng kỹ thuật OFDM...................................................................................62

KẾT LUẬN.................................................................................................70
ii


THAM KHẢO.............................................................................................71
DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT

2G
3G
4G
AAA
AMPS

2nd Generation
3rd Gneration
4th Generation
Adaptive Array Antenna
Advanced Mobile Phone

Thế hệ 2
Thế hệ 3
Thế hệ 4

Ăngten dãy thích nghi
Dịch vụ điện thoại di

AR
ARQ

Service
Access Router
Automatic Repeat

động tiên tiến
Bộ định tuyến truy cập
Kĩ thuật yêu cầu lặp tự

ATM

reQuest
Asynchronous Transfer

động
Chế độ truyền dị bộ

BS
BSC
BSS
BTS
CDMA

Mode
Base Station

Base Station Controller
Base Station Controller
Base Tranceiver Station
Code Division Multiple

Trạm gốc
Bộ điều khiển trạm gốc
Hệ thống trạm gốc
Trạm thu phát gốc
Đa thâm nhập phân chia

CRC
CTP

Access
Cyclic Redundancy Code
Context Transfer Protocol

theo mã
Mã vòng dư
Giao thức truyền ngữ

DS
DS-CDMA
DSP
E2R

Direct Sequence
Direct Sequence CDMA
Digital Singnal Processor

End-to-End

cảnh
Chuỗi trực tiếp
CDMA chuỗi trực tiếp
Bộ xử lý tín hiệu số
Khả năng cấu hình lại từ

EIRP

Reconfigurability
Effective Isotropically

đầu cuối đến đầu cuối
Công suất phát xạ đẳng

FEC
FDMA

Radiated
Forward Error Correct
Frequency Division

hướng hiệu dụng
Mã sửa lỗi trước
Đa truy cập phân chia

FH-OFDM

MultiAccess

Frequency Hopping

theo tần số
OFDM nhảy tần

GPS

Orthogonal
Global Positioning

Hệ thống định vị toàn

iii


GPRS

System
General Packet Radio

cầu
Hệ thống vô tuyến gói

HARQ

System
Hybrid Automatic Repeat

chung
ARQ (tự động yêu cầu

IMT-2000

reQuest
International Mobile

lặp)
Thông tin di động toàn

IP
IPv6

Telecommunication-2000
Internet Protocol
Internet Protocol Version

cầu-2000
Giao thức Internet
Giao thức Internet phiên

ITU

6
International

bản6
Liên minh Viễn thông

MIMO

Telecommunication
Multi Input-Multi Output

Quốc tế
Ăngten nhiều kênh vào-

Multi Carrier CDMA

nhiều kênh ra
Đa truy cập phân chia

Network Mobility
Next Genaration Network
Orthononal Frenquency

theo mã đa sóng mang
Tính di động mạng
Mạng thế hệ sau
Ghép kênh đa truy cập

Division

phân chia theo tần số

Orthononal Frequency

trực giao
Ghép kênh đa truy cập

Code Division

phân chia theo mã tần số

PAN

Multiplexing
Persional Access

trực giao
Mạng truy cập cá nhân

PAPR

Network
Peak Average Power

Tỷ số công suất đỉnh trên

QoS
RNC

Ratio
Quality of Service
Radio Network Controller

công suất trung bình
Chất lượng dịch vụ
Bộ điều khiển mạng vô

RNS

Radio Network

tuyến
Hệ thống con mang vô

SDR

Subsystem
Software Defined Radio

tuyến
Sóng vô tuyến định

MC-CDMA
NEMO
NGN
OFDM

OFCDM

iv


SINR

Signal to Interference and

nghĩa mềm
Tỷ số công suất tín hiệu

SMS-SC
UMTS

Noise Power Ratio
SMS Service Center
Universal Mobile

trên nhiễu và tạp âm
Trung tâm d/v tin nhắn
Hệ thống viễn thông di

Telecommunication

động toàn cầu

System
Wideband Code Division

Đa thâm nhập vô tuyến

Multiple Access

phân chia theo mã băng

Wireless-LAN

rộng
Mạng cục bộ không dây

W-CDMA

W-LAN

v


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số bảng
Bảng 1. 1

Tên bảng
Tổng kết các hệ thống di động

Trang
Error:
R
ef
er
e
n
c
e
s
o
u
rc
e
n
ot

f
o
u
n
d

Khoảng tỷ lệ SNR với mỗi kỹ thuật điều chế
Bảng 2. 3

PAPR 99,9% cho IFDMA, DFDMA, LFDMA, và OFDMA

Error:
R
ef
er
e
n
c

xi


e
s
o
u
rc
e
n
ot

f
o
u
n
d

xii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số Hình

Tên Hình

Trang
Error:
Refere

Hình 1. 1

Lộ trình phát triển của thông tin di động [1]

nce
source
not
found
Error:
Referen

Hình 2.1

ce

Dịch vụ thông tin y tế

source
not
found
Error:
Referen

Hình 2.2

Hệ thông cung cấp nội dung tiên tiến

ce
source
not
found
Error:
Referen

Hình 2.3

ce

Hệ thống định vị

source
not

Hình 2.4

found
Error:

Hệ thông đặt hàng di động

Referen
ce
xiii


source
not
found
Error:
Referen
Hình 2.5

Hệ thống quản lý thực phẩm

ce
source
not
found
Error:
Referen

Hình 2.6

ce

Hệ thống bảo hiểm rủi ro

source
not
found
Error:
Referen

Hình 2.7

ce

Hệ thống quản lý di động

source
not
found
Error:
Referen

Hình 2.8

Mô hình tham chiếu hệ thống di động 4G

ce
source
not

Hình 2.9

Mô hình tham chiếu nên tảng dịch vụ

found
Error:
Referen
ce

xiv


source
not
found
Error:
Referen
Hình 2.10 Mô hình tham chiếu nền tảng dịch vụ: tiện nghi người dùng

ce
source
not
found
Error:
Referen

Hình 2.11 Mô hình tham chiếu nền tảng dịch vụ: dịch vụ nâng cao

ce

source
not
found
Error:
Referen

Hình 2.12 Mô hình tham chiếu nền tảng dịch vụ: quản lý hệ thống

ce
source
not
found
Error:
Referen

Hình 3. 1

ce

Cơ bản về SCS-MC-CDMA

source
not

Hình 3. 2

Cấu trúc tế bào tối ưu của SCS-MC-CDMA

found
Error:

Referen
ce

xv


source
not
found
Error:
Referen
Hình 3. 3

ce

Phân bổ kênh con

source
not
found
Error:
Referen

Hình 3. 4

Điều chế thích nghi sóng mang con

ce
source
not

found
Error:
Referen

Hình 3. 5

Cấu trúc bộ phát và thu của hệ thống SC-FDMA/OFDMA

ce
source
not
found
Error:
Referen

Hình 3. 6

ce

Bộ lọc Raised-cosin

source
not

Hình 3. 7

Cấu trúc bộ thu SC-FDMA với Q thiết bị đầu cuối

found
Error:

Referen
ce

xvi


source
not
found
Error:
Referen
Hình 3. 8

Biên độ của các mẫu SC-FDMA và OFDMA có đầu vào điều
chế

ce
source
not
found
Error:
Referen

Hình 3. 9

Xử lý kênh vật lý đường lên cơ bản

ce
source
not

found
Error:
Referen

Hình 3.10

ce

Bộ phát SC-FDMA chung

source
not
found
Error:
Referen

Hình 3.11

Điều chế SC-FDMA sử dụng DFT và IDFT

ce
source
not

Hình 3.12

Cấp phát các chunk cho hai đầu cuối

found
Error:

Referen
ce

xvii


source
not
found
Error:
Referen
Hình 3.13

Lưu lượng của các kỹ thuật điều chế truyền B bit/symbol

ce
source
not
found
Error:
Referen

Hình 3.14

Sơ đồ khối của một phương pháp clipping biên độ symbol
cho truyền SC-FDMA MIMO

ce
source
not

found
Error:
Referen

Hình 3.15

So sánh CCDF của PAPR cho IFDMA, DFDMA, LFDMA, và
FDMA với (a) QPSK; (b) 16-QAM

ce
source
not
found
Error:
Referen

Hình 3.16

ce

Ba loại giới hạn biên độ

source
not

Hình 3.17

Sơ đồ khối của một phương pháp clipping biên độ symbol
cho truyền SC-FDMA MIMO

found
Error:
Referen
ce

xviii


source
not
found
Error:
Referen
Hình 3.18

CCDF của công suất symbol sau khi clipping

ce
source
not
found
Error:
Referen

Hình 3.19

Hiệu suất đối với clipping: (a) không mã hóa;(b) được mã hóa

ce
source

not
found
Error:
Referen

Hình 3.20

Sơ đồ khối của mô phỏng SC-FDMA

ce
source
not
found
Error:
Referen

Hình 3.21

Hiệu suất SER của SC-FDMA với các kỹ thuật mapping sóng
mang con khác nhau

ce
source
not

Hình 3.23

Biểu diễn tín hiệu OFDM trong miền tần số

found

Error:
Referen
ce

xix


source
not
found
Error:
Referen
Hình 3.22

Biểu diễn phổ tín hiệu trong miền thời gian

ce
source
not
found
Error:
Referen

Hình 3.24

Biểu diễn tín hiệu OFDM trong miền thời gian

ce
source
not

found
Error:
Referen

Hình 3.26

ce

Tín hiệu OFDM

source
not
found
Error:

BER so với SNR cho hệ thống OFDM trong một băng thông
Hình 3.27

kênh 1,25 MHz

ce

0510152025300.450.50.550.60.650.70.750.80.850.9Eb /
NoBERError Xác suất kênh băng thông của 1.25MHz

Hình 3.28

Referen

BER so với SNR cho hệ thống OFDM trong một băng thông

kênh 6MHz

source
not
found
Error:
Referen
ce

xx


source
not
found
Error:
Referen
Hình 5. 5

Hiệu suất Phân tích kỹ thuật điều chế 16QAM của WCDMA
trong AWG

ce
source
not
found

GIỚI THIỆU
Trong những năm gần đây,thông tin di động đã đạt đước những thành tựu
vượt bậc. Thông tin di động cho phép người dùng sử dụng ở mọi lúc,mọi nơi

trong vùng phủ sóng, kể cả khi đang di chuyển. Ngoài ra thông tin di động còn
đáp ứng nhiều dịch vụ tiện ích khác nhau như: nhắn tin, truyền số liệu, truyền
thông đa phương tiện,xác định vị trí người sử dụng… mà các dịch vụ khác
không thực hiện được. Do vậy nhu cầu về thông tin di động ngày một tăng lên
và trong tương lai không xa đây sẽ là hình thức thông tin vạn năng và đước áp
dụng nhiều vào cuộc sống vs sẽ thay đổi lối sống của con người.
Cho đến nay thông tin di động trên thế giới đã trải qua ba thế hệ. Thế hệ thứ
nhất sử dụng công nghệ tương tự từ những năm 70 và đến giữa những năm 80
hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai đã ra đời và phát triển rất mạnh mẽ.
Những năm đầu thế kỷ 21 (khoảng 2002) hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3
(3G) đã được triển khai và ứng dụng rộng rãi phục vụ đời sống của con người. Ở
Việt Nam, hệ thống thông tin di động 3G đã được triển khai bởi các nhà cung
cấp dịch vụ Saigon Postel, Hà Nội Telecom, EVN Telecom và được đưa vào
khai thác vào năm 2006. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 4 (4G) đã được
hãng viễn thông lớn trên thế giới, Hiệp hội Viễn thông quốc tế -ITU, diễn đàn
Mobile IT nghiên cứu và chuẩn hóa. Năm 2012 hệ thống thông tin di động 4G
sẽ được triển khai và đưa vào khai thác. Sự xuất hiện của hệ thống thông tin di
xxi


động thế hệ thứ tư có thể tạo ra một sự bùng nổ trong ngành công nghiệp thông
tin di động nói riêng và ngành công nghiệp viễn thông nói chung.
Xuất phát từ những vấn đề trên, em đã lựa chọn đề tài nghiên cứu của
mình là “Nghiên cứu các kĩ thuật điều chế trong thông tin di động 4G” làm
chủ đề nghiên cứu

xxii


MỞ ĐẦU

1. Cơ sở nghiên cứu và mục đích của đồ án
Nhu cầu trao đổi dữ liệu, sử dụng dịch vụ đa phương tiện, nhu cầu giải trí
trên thiết bị ngày càng tăng khi điều kiện sống của chúng ta tăng. Trước nhu cầu
đó, các chuẩn các hệ thống thông tin di động 3.5G, 4G đã được nghiên cứu và
phát triển. Năm2006, ở Nhật Bản, Hãng viễn thông NTT DoCoMo đã triển khai
thành công và đưa vào khai thác hệ thống di động 3.5G HSDPA.Hệ thống HSDPA
được mở rộng, phát triển từ hệ thống di động thế hệ 3 (W-CDMA: wideband Code
Division Multiple Access). cho tốc độ đường xuống là 14Mbps, đường lên
5,7Mbps. Còn với hệ thống 4G, theo thử nghiệm mới nhất hãng viễn thông NTT
DoCoMo, cho tốc độ 5Gbps ở môi trường trong nhà, và tốc độ 100Mbps ở môi
trường ngoài trời trên đối tượng chuyển động tốc độ 250km/h.
Với sự bùng nổ về tốc độ của hệ thống di động 4G, thì hệ thống 4G sẽ được
ứng dụng rộng rãi cho rất nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Hệ thống 4Gsẽ cung
cấp rất nhiều dịch vụ như: dịch vụ cung cấp nội dung tiên tiến,dịch vụ chăm sóc
sức khỏe,dịch vụ đặt hàng di động, thương mại di động, phòng chống thiên tai…
Hiện nay, điều chế là vô cùng quan trọng cho tất cả không dây thông tin
liên lạc. Hầu hết các đường truyền không dây đến ngày hôm nay là kỹ thuật số
với quang phổ có sẵn hạn chế, do đó các loại điều chế được sử dụng là rất quan
trọng. Việc chuyển đổi các tín hiệu tương tự để điều chế kỹ thuật số an ninh
cung cấp cải thiện dữ liệu,tăng cường truyền thông chất lượng,thêm thông tin
mang năng lực,khả năng tương thích với kỹ thuật số dịch vụ dữ liệu nhanh
chóng hệ thống sẵn có cũng như RF chỉa sẻ phổ tần để chưa thêm các dịch vụ [1,
2]. Tuy nhiên, các yếu tố như băng thông có sẵn, điện cho phép và mức độ tiếng
ồn vốn có của hệ thống là hạn chế phát triển chủ yếu của hệ thống thông tin liên
lạc trong ngành công nghiệp làm ảnh hưởng đến hiệu quả quang phổ, như vậy
làm chậm lại tốc độ thông tin có thể được truyền trong một băng thông được
phân bổ [1]. Các yếu tố khác bao gồm tăng tốc độ dữ liệu, tính di động cao hơn,
tần số sóng mang lớn hơn và độ tin cậy hệ thống do tăng các dịch vụ theo yêu
1

cầu của người sử dụng [3]. Kỹ thuật điều chế cung cấp nhiều lợi ích chẳng hạn
như công suất lớn hơn để truyền lượng dữ liệu lớn với khả năng chống ồn ào,
một ưu điểm khác silient là dễ dàng phát hiện của nhà nước truyền riêng biệt của
nó ở người nhận trong một ồn ào vừa [4]. Sự lựa chọn của kỹ thuật số kỹ thuật
điều chế được sử dụng là rất quan trọng, đặc biệt trong truyền dẫn đường lêndowlink nơi tài nguyên như khe cắm băng thông và thời gian có giới hạn. Ở
nước ta đang tồn tại đồng thời nhiều thế hệ của hệ thống di động (2G,2.5G,3G).
Việc triển khai hệ thống di động 4G vẫn là vấn đề trong tương lai xa. Nhưng
trước những xu thế phát triển chung về công nghệ viễn thông, đặc biết là công
nghệ thông tin di động, thì việc nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống thông tin di động
4G là cần thiết.
2. Tổ chức của đồ án
Đồ án được trình bày thành ba chương.
• Chương 1: trình bày sơ lược về cơ sở nghiên cứu,mục đích cũng như tổ
chức của
đồ án.
• Chương 2: trình bày về lịch sử,các thế hệ của thông tin di động.
• Chương 3: các công nghệ ứng dụng trong hệ thống di động 4G. Ở chương
này trình bày về một số kỹ thuật, công nghệ tiên tiến như: các kỹ thuật truyền
dẫn vô tuyến dung lượng lớn, tốc độ cao (OFDMA,SCS-MC-CMDA),kỹ thuật
ăngten dãy thích nghi tiên tiến, kỹ thuật ghép kênh tiên tiến (MIMO)… được
triển khai ở hệ thống di động 4G.
• Kết Luận

2


CHƯƠNG 1: CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1 Lịch sử và xu thế phát triển của thông tin di động
1.1.1 Toàn cảnh hệ thống thông tin di động

Thông tin di động luôn không ngừng phát triển và ngày càng đòi hỏi các kỹ
thuật tiên tiến và công nghệ cao. Ý tưởng về sự liên lạc tức thời mà không quan
tâm đến khoảng cách là một trong những giấc mơ lâu đời nhất của loài người và
giấc mơ đó đang ngày càng trở thành hiện thực nhờ sự trợ giúp của kỹ thuật và
công nghệ. Việc sử dụng sóng vô tuyến để truyền thông tin diễn ra lần đầu tiên
vào cuối thế kỷ 19. Kể từ đó nó trở thành một công nghệ được ứng dụng rộng rãi
trong thông tin quân đội và sau này là thông tin vô tuyến công cộng.
Sau nhiều năm phát triển, thông tin di động đã trải qua những giai đoạn
phát triển quan trọng. Từ hệ thống thông tin di động tương tự thế hệ thứ nhất
đến hệ thống thông tin di động số thế hệ thứ hai,hệ thống thông tin di động băng
rộng thế hệ thứ ba đang được triển khai trên phạm vi toàn cầu và hệ thống thông
tin di động đa phương tiện thế hệ thứ tư đang được nghiên cứu tại một số
nước.Dịch vụ chủ yếu của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất và thứ hai
là thoại còn dịch vụ thế hệ thứ ba và thứ tư phát triển về dịch vụ dữ liệu và đa
phương tiện.
Các thế hệ thống thông tin di động tế bào số hiện nay đang ở giai đoạn thế
hệ thứ hai cộng (2.5G), thế hệ thứ ba và thế hệ thứ ba cộng(3.5G).Để đáp ứng
các nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ thông tin di động nên ngay từ đầu
những năm 90 người ta đã tiến hành nghiên cứu hệ thống thông tin di động thế
hệ thứ ba.Liên hiệp viễn thông quốc tế bộ phận vô tuyến (ITU-R) đã thực hiện
tiêu chuẩn hóa phiên bản của hệ thống này với tên gọi là UMTS (Universal
Mobile Telecommunication System: Hệ thống viễn thông di động toàn cầu). Hệ
thống mới làm việc ở dải tần 2GHz và cung cấp nhiều loại dịch vụ bao gồm từ
các dịch vụ thoại, số liệu tốc độ thấp hiện có đến các dịch vụ số liệu tốc độ cao,
video và truyền thanh. Tốc độ cực đại của người sử dụng có thể lên tới 2Mbps.
Tốc độ cực đại này chỉ có ở các ô pico trong nhà,còn các dịch vụ với tốc độ
3


14,4Kbps sẽ được đảm bảo cho thông tin di động thông thường ở các ô macro.

Người ta cũng đang nghiên cứu các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ tư có
tốc độ cho người sử dụng khoảng 2Gbps. Hiện này, trên thế giới ở hầu hết các
nước đã triển khai hệ thống di động 3G. Với hệ thống di động 3.5G(HSDPA) thì
có đến 135 hãng cung cấp dịch vụ trên 63 quốc gia đã cung cấp các dịch vụ của
hệ thống di động 3.5G.Hệ thống tiền 4G (Pre-4G) là WiMax cũng đã được triển
khai và đưa vào khai thác dịch vụ ở một số thành phố như London,New York
vào quý 2 năm 2007.
Ở nước ta,cùng với sự phát triển mạnh mẽ của thông tin liên lạc nói
chung trong những năm gần đây thông tin di động ra đời như một tất yếu
khách quan nhằm đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin trong thời kỳ đổi mới
của đất nước. Vào thời kỳ ban đầu,xuất hiện một số mạng thông tin di động
như mạng nhắn tin ABC, mạng nhắn tin toàn quốc..có tính chất thử nghiệm
cho công nghệ thông tin di động ở Việt Nam.Sau đó, vào tháng 3/1993, mạng
điện thoại di động MobiFone sử dụng kỹ thuật số GSM đã được triển khai và
chính thức đưa vào hoạt động ở Việt Nam với các thiết bị của hãng
ALCATEL. Tháng 6/1996,mạng Vinaphone ra đời và cùng tồn tại song song
với mạng VMS. Năm 2003, mạng S-Phone sử dụng công nghệ CMDA của
Saigon Postel đưa vào khai thác.Đến năm 2004, mạng GSM của Viettel cũng
chính thức đưa vào hoạt động. Và gần đây, EVN Telecom, Hà Nội Telecom
cũng đưa vào khai thác mạng di động thế hệ thứ ba, trong hai năm gần đây, số
thuê bao của các mạng này đang rất nhanh.
1.1.2 Lộ trình phát triển của thông tin di động
Thời kỳ đầu, khi mới triển khai, hệ thống thông tin di động thế hệ thứ
nhất mới chỉ cung cấp cho người sử dụng dịch vụ thoại, nhưng nhu cầu về
truyền số liệu tăng lên đòi hỏi các nhà khai thác mạng phải nâng cấp rất
nhiều tính năng mới cho mạng và cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng trên
cơ sở khai thác mạng hiện có. Từ đó các nhà khai thác đã phải triển khai
các hệ thống di động 2G, 2.5G để cung cấp dịch vụ truyền số liệu tốc độ
4

cao hơn. Cùng với Internet, Internet đang trở thành một trong những họat
động kinh doanh ngày càng quan trọng,một trong các hoạt động này là xây
dựng các công sở vô tuyến để kết nối các cán bộ “di động” với xí nghiệp
hoặc công sở của họ. Ngoài ra, tiềm năng to lớn đối với các công nghệ mới
là cung cấp trực tiếp tin tức và các thông tin khác cho các thiết bị vô tuyến
sẽ tạo ra các nguồn lợi nhuận mới cho nhà khai thác. Do vậy, để đáp ứng
được các dịch vụ mới về truyền thông máy tính và hình ảnh, đồng thời bảo
đảm tính kinh tế thì hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai (GSM, PDC,
IS-136 và cdmaOne) đã từng bước chuyển đổi sang hệ thống thông tin di
động thế hệ thứ ba.Khi mà nhu cầu về các dịch vụ đa phương tiện chất
lượng cao tăng mạnh, mà tốc độ của hệ thống 3G hiện tại không đáp ứng
được thì các tổ chức viễn thông trên thế giới đã nghiên cứu và chuẩn hóa
hệ thống di động 4G.
Lộ trình phát triển của thông tin di động từ thế hệ thứ nhất đến thế hệ thứ tư
được mô tả ở hình 2.1

Hình 1. 1 Lộ trình phát triển của thông tin di động
Trong đó:
+TACS (Total Access Communication System): Hệ thống thông tin truy
nhập tổng thể.
+ NMT900 (Nordic Mobile Telephone 900): Hệ thống điện thoại di động
Bắc Âu băng tần 900MHz.

5


+ AMPS (Advanced Mobile Phone Service): Dịch vụ điện thoại di động
tiến.
+ SMR (Specialized Mobile Radio): Vô tuyến di động chuyên dụng.

+ GSM(900) (Global System for Mobile: Hệ thống thông tin di động toàn
cầu băng tần 900MHz.
+ GSM(1800): Hệ thống GSM băng tần 1800MHz.
+ GSM(1900): Hệ thống GSM băng tần 1900MHz.
+ IS-136 (Interim Standard – 136):Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải
tiến do AT&T đề xuất.
+ IS-95 (CDMA) (Interim Standard -95 CDMA): Tiêu chuẩn thông tin di
động CDMA cải tiến của Mỹ (do Qualcomm đề xuất).
+ GPRS (Genneral Packet Radio System): Hệ thống vô tuyến gói chung.
+ EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution): Những tốc độ số liệu
tăng cường để phát triển GSM.
+ cdma2000 1x: Hệ thống cdma2000 giai đoạn 1.
+ WCDMA (Wideband CDMA): Hệ thống CDMA băng rộng.
+ HSPA (Hing Speed Packet Access): Hệ thống di động truy cập gói tốc độ
cao.Hệ thống HSPA được chia thành 3 công nghệ sau:
_ HSDPA (High Speed Downlink Packet Acces): Hệ thống truy cập gói
đường xuống tốc độ cao.
_ HSUPA (High Speed Uplink Packet Access): Hệ thống truy cập gói
đường lên tốc độ cao.
_ HSODPA (High Speed OFDM Packet Access): Hệ thống truy cập gói
OFDM tốc độ cao
+ Pre-4G: các hệ thống tiền 4G,gồm có WiMax và WiBro (Mobile
Wimax).
+ WiMax: Worldwide Interoperability for Microwwave Access
+ WiBro: Wireless Broadband System: Hệ thống băng rộng không dây
Bảng 1. 1 Tổng kết các hệ thống di động
6


Thế

hệ

Hệ thống

Dịch vụ

thông tin

Chú Thích

chung

di động
Thế hệ 1 AMPS,TACS,NMT

Thoại

(1G)
Thế hệ 2 GSM,IS-136,IS-95

Chủ yếu cho

TDMA hoặc

(2G)

thoại kết hợp

CDMA,côngnghệ số,băng

với dịch vụ bản

hẹp (8-13 kbps)

FDMA,tương tự

Thế hệ 2+ GPRS,EDGE,cdma200

tin ngắn
Chủ yếu vẫn là

TDMA (kết hợp nhiều

(2.5G)

thoại,dịch vụ số

khe thời gian hoặc tần số)

liệu gói tốc độ

hoặc CDMA,sử dụng phổ

thấp và trung

chồng lên phổ tần của hệ

bình

thống

0 1x

2G,tăng

cường

truyền số lieụe gói.Tốc độ
Thế hệ 3 Cdma2000
(3G)

1x

DO/DV,cdma2000,

EV

Truyền dẫn

tối đa đạt 144kbps.
CDMA,CDMA/TDMA,bă

thoại và dịch vụ ng rộng,riêng cdma2000

WCDMA

số liệu đa

1x EV sử dụng phổ chồng

phương tiện

lên phổ của hệ thống
2G.Tốc độ tối đa đường
xuống 2Mbps,đường lên

Thế hệ 3+ HSDPA
(3.5G)

Tích hợp

384kbps.
Phát triển từ

HSUPA

thoại,dịch vụ số

3G,CDMA/HS-DSCH.

HSOPA

liệu và đa

HSPDA cho tốc độ tối đa

phương tiện tốc

đường xuống

độ cao.

14.4Mbps,HSUPA có tốc
độ đường lên tối đa
5.7Mbps,HSOPA cho tốc

7


độ Downlink/Uplink tối
Truyền dẫn

đa là 200Mbps/100Mbps.
OFMA, MC/DS-

thoại,số liệu,đa

CDMA,tốc độ tối đa ở

phương tiện tố

môi trường trong nhà là

độ cực cao.

5Gbps,100Mbps môi

Thế hệ 4 4G
(4G)

trường ngoài trời trên đối
tượng chuyển động nhanh
(250km/h).

8