Đồ án tốt nghiệp đại học nghiên cứu mạng 3g vinaphone

_____________

ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
HỆ ĐẠI HỌC VỪA LÀM VỪA HỌC
NIÊN KHÓA: 2006-2011

Đề tài:

NGHIÊN CỨU MẠNG 3G VINAPHONE
Mã số đề tài: 11406060001

Sinh viên thực hiện: PHAN ĐÌNH THÁI ANH
MSSV:
406060001
Lớp:
Đ06VTC1
Giáo viên hướng dẫn: LÊ CHU KHẨN

TP.HCM - 2011


HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA VIỄN THÔNG II
_____________

ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
HỆ ĐẠI HỌC VỪA LÀM VỪA HỌC
NIÊN KHÓA: 2006-2011
Đề tài:

NGHIÊN CỨU MẠNG 3G VINAPHONE
Mã số đề tài: 11406060001
NỘI DUNG:
- CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
- CHƯƠNG II : HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ CẤU TRÚC HỆ THỐNG 3G
- CHƯƠNG III : TRIỂN KHAI LẮP ĐẶT CÁC NODE B/3G VINAPHONE
- CHƯƠNG IV : GIỚI THIỆU DỊCH VỤ VÀ CHẤT LƯỢNG VINAPHONE 3G
- CHƯƠNG V : ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ 3G TẠI VNPT ĐĂKLĂKĐĂKNÔNG

Sinh viên thực hiện:
MSSV:
Lớp:
Giáo viên hướng dẫn:

MỤC LỤC

TP.HCM – 2010

PHAN ĐÌNH THÁI ANH
406060001
Đ06VTC1
LÊ CHU KHẨN


MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC BẢNG
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG.
1.1.1. Thế hệ thứ nhất - 1G (First-Genaration)
1.1.2. Thế hệ thứ hai – 2G (Second-Generation)
1.1.3. Thế hệ thứ ba – 3G (Third Generation)
1.2. MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VIỆT NAM
1.3. CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THÔNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.3.1. Hệ thống con chuyển mạch ( SS – Switching Subsystem )
1.3.1.1. GMSC (Gate Mobile Service Switching Center – Trung
tâm chuyển mạch dịch vụ di động cổng )
1.3.1.2. MSC (Mobile Service Switching Center – Trung tâm
chuyển mạch dịch vụ di động )
1.3.1.3. HLR (Home Location Register – Bộ thanh ghi định vị
thường trú)
1.3.1.4. VLR (Visitor Location Register – Bộ thanh ghi định
vị tạm trú)
1.3.1.5. AuC ( Authentication Center – Quản lý thuê bao và
trung tâm nhận thực)
1.3.1.6. EIR ( Equipment Identification Register – Quản lý thiết
bị di động )
1.3.2. Hệ thống trạm con gốc BSS:
1.3.2.1. BTS ( Base Transceiver Station – Trạm thu phát gốc )
1.3.2.2. BSC ( Base Station Controller – Bộ điều khiển trạm gốc )
1.3.2.3. MS ( Mobile Station – Trạm di động )
1.3.3. Hệ thống con khai thác ( OSS – Operation System Sub ):
1.3.3.1. Khai thác và bảo dưỡng mạng
1.3.3.2. Quản lý thuê bao

1.3.3.3. Quản lý thiết bị di động
KẾT LUẬN CHƯƠNG I
CHƯƠNG II: HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ CẤU TRÚC HỆ THỐNG 3G
2.1. QÚA TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G
1.2.1. Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ WCDMA

1
2
2
2
3
5
6
6
7
8
9
9
9
9
9
10
10
10
10
10
11
11
11
12

13
13
14


1.2.2. Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ CDMA 200
2.2. MẠNG UMTS 3G
2.2.1. Giới thiệu tiêu chuẩn 3GPP
2.2.2. Định hướng công nghệ & dịch vụ do 3GPP quy định áp dụng cho
mạng Vinaphone
2.2.3. Cấu trúc hệ thống vô tuyến UMTS
2.2.3.1. Node B
2.2.3.2. RNC
2.2.3.3. Các giao diện mở cơ bản của UMTS
2.3. CÁC CHỨC NĂNG TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN
2.3.1. Điều khiển công suất
2.3.2. Điều khiển chuyển giao
2.3.2.1. Chuyển giao trong cùng tần số.
2.3.2.2. Chuyển giao giữa các hệ thống WCDMA và GSM
2.3.2.3. Chuyển giao giữa các tần số trong WCDMA.
2.3.3. Điều khiển thu nạp
2.3.3. Điều khiển tắc nghẽn
KẾT LUẬN CHƯƠNG II
CHƯƠNG II: TRIỂN KHAI LẮP ĐẶT CÁC NODE B/3G VINAPHONE
3.1. SỰ RA ĐỜI VINAPHONE 3G
3.2. KẾ HOẠCH VÀ DỰ ĐỊNH TRIỂN KHAI NODE B/3G – MẠNG
VINAPHONE
3.2.1. Mở rộng vùng phủ sóng mạng 3G:
3.2.2. Công nghệ lựa chọn
3.2.3. Quy mô mạng lưới

3.2.4. Quy mô triển khai
3.2.5. Các mô hình triển khai
3.2.5.1. Phân loại các cấu trúc lắp đặt hệ thống Node B/3G
3.2.5.2. Mô hình cấu trúc đơn giản Node B/3G Vinaphone
3.2.5.3. Cấu trúc lắp đặt hệ thống Node B/3G dạng tập
trung.
3.2.5.4. Cấu trúc lắp đặt hệ thống Node B/3G dạng phân tán
3.2.3.5. Giải pháp chia sẻ cơ sở hạ tầng giữa trạm 2G (BTS) và
trạm 3G (NodeB).
3. 3. CẤU HÌNH LẮP ĐẶT NODE B/3G CỦA TRUNG TÂM DỊCH VỤ VIỄN
THÔNG KHU VỰC III (VNP3) TẠI VNPT ĐĂKLĂK – ĐĂKNÔNG.
3.3.1. Giới thiệu chung về VNP3

15
16
16
16
16
17
18
18
18
19
19
19
20
20
20
21
21

22
22
22
22
24
25
26
26
26
27
28
30
31
35
35


3.3.2. Cấu hình Node B/3G triển khai tại VNPT ĐăkLăk ĐăkNông
3.3.2.1. Tổng quan về mạng SDH, FTTx và MAN-E tại VNPT
ĐăkLăk – ĐăkNông
3.3.2.2. Cấu hình đấu nối các Node B/3G Vinaphone lên hệ thống
truyền dẫn của VNPT ĐăkLăk – ĐăkNông

36
36

3.3.2.3. Hình ảnh thực tế các Node B/3G của hãng ZTE được lắp
đặt chung hạ tầng mạng BTS 2G:

39

38

KẾT LUẬN CHƯƠNG III
CHƯƠNG IV: GIỚI THIỆU DỊCH VỤ VÀ CHẤT LƯỢNG VINAPHONE 3G

44
45

4.1. GIỚI THIỆU DỊCH VỤ VINAPHONE 3G
4.1.1. Các dịch vụ triển khai trên nền công nghệ 3G
4.1.2. Các dịch vụ 3G do Vinaphone cung cấp
4.1.2.1. Mobile Internet:
4.1.2.2. Mobile Camera
4.1.2.3. Mobile TV
4.1.2.4. Mobile Broadband
4.1.2.5. Video Call
4.1.2.6. 3G Portal
4.2. Chất lượng dịch vụ 3G Vinaphone
4.2.1. Khái niệm chất lượng dịch vụ
4.2.2. Các thông số đánh giá chất lượng mạng:
4.2.3. Đánh giá chất lượng dịch vụ Vinaphone 3G
KẾT LUẬN CHƯƠNG IV
CHƯƠNG V: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ 3G TẠI
VNPT ĐĂKLĂK- ĐĂKNÔNG
5.1. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CƠ SỞ HẠ TẦNG MẠNG VINAPHOE 3G
TẠI VNPT ĐĂKLĂK – ĐĂKNÔNG.
5.1.1. Giới thiệu về VNPT Đăklăk – ĐăkNông
5.1.2. Các giai đoạn triển khai hạ tầng mạng 3G.
5.1.3. Hiện trạng hạ tầng mạng 3G Vinaphone tại ĐăkLăk – ĐăkNông.

5.2. ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG VÀ HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ VINAPHONE 3G TẠI
VNPT ĐĂKLĂK – ĐĂKNÔNG.
5.2.1. Đánh giá xu hướng đầu tư
5.2.2. Mức tăng trưởng thuê bao của VinaPhone tại Đăk Lăk – Đăk
Nông
5.2.3. Tình hình phát triển thuê bao 3G và đánh giá sự tăng trưởng dịch vụ.
5.2.4. Đánh giá hiệu quả đầu tư:

45
45
45
46
48
49
51
52
53
53
53
54
54
57
58
58
58
58
58
59
59
60

62
63


5.2.4.1. Các căn cứ số liệu:
5.2.4.2. Đánh giá các chỉ tiêu thực hiện:
KẾT LUẬN CHƯƠNG V
TÀI LIỆU THAM KHẢO

63
63
66


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Sự phân bố tần số trong hệ thống GSM

3

Hình 1.2 Mô tả cấu trúc chung của hệ thống thông tin di độn

7

Hình 2.1 Quá trình phát triển lên 3G theo 2 nhánh công nghệ chính

13

Hình 2.2 Quá trình phát triển lên 3G sử dụng nhánh công nghệ WCDMA

14

Hình 2.3 Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh CDMA 2000

15

Hình 2.4 Cấu trúc tổng thể hệ thống UMTS/GSM.

17

Hình 2.5 Sự so sánh giữa chuyển giao cứng và chuyển giao mềm.

19

Hình 3.1 : 1 mô hình mạng 3G đơn giản cho Vinaphone

27

Hình 3.2: Mô hình lắp đặt hệ thống NodeB/3G dạng phân tán – Phần trong nhà

28

Hình 3.3. Mô hình lắp đặt hệ thống NodeB/3G dạng phân tán – Phần ngoài trời

29

Hình 3.4: Mô hình các vật liệu lắp đặt cho VNP, RBS phân tán.

30

Hình 3.5: Mô tả thiết bị 3G dùng chung cơ sở hạ tầng 2G

31

Hình 3.6: Phương án sử dụng anten

32

Hình 3.7: Hệ thống anten WCDMA lắp co-sited với hệ thống GSM.

33

Hình 3.8: Mô tả khái quát việc dùng chung feeder

33

Hình 3.9: Mô tả dùng chung thiết bị nguồn

34

Hình 3.10: Mô tả 2G& 3G dùng chung nhà trạm.

35

Hình 3.11. Cấu mạng truyền dẫn SDH theo cấu hình Ring

36

Hình 3.12: Mô hình kết nối hệ thống FTTx

37

Hình 3.13: Cấu trúc mạng MAN-E tại ĐăkLăk - ĐăkNông

37

Hình 3.13: Sơ đồ các phương án đấu nối Node B/3G lê Core Network

38


Hình 3.14: Hình ảnh bố trí lắp đặt các thiết bị Node B/3G chung hạ tầng BTS
2G

39

Hình 3.15: Hình ảnh thiết bị Maint Unit của hãng ZTE

40

Hình 3.16: Hình ảnh thiết bị RRU lắp đặt trên cột BTS 2G

41

Hình 3.17 : Hình ảnh thiết bị anten 3G lắp đặt trên cột BTS 2G

42

Hình 3.18 Hình ảnh thiết bị 3G lắp đặt trên cột BTS 2G

43

Hình 4.1 Mô tả kết nối hệ thống dịch vụ Mobile Internet

47

Hình 4.2. Mô tả kết nối hệ thống dịch vụ Mobile Cammera

48

Hình 4.3: Mô tả kết nối hệ thống dịch vụ Mobile TV

50

Hình 4.4 Mô tả kết nối hệ thống dịch vụ Mobile Broadband

51

Hình 4.5: Mô tả kết nối hệ thống dịch vụ Video Call

52

Hình 5.1. Biểu đồ hạ tầng di dộng Vinaphone qua các giai đoạn triển khai tại 59
VNPT ĐăkLăk - ĐăkNông
Hình 5.2. Biểu đồ đánh giá xu hướng đầu tư Node B/3G Vinaphone qua các năm 60
tại VNPT ĐăkLăk - ĐăkNông
Hình 5.3. Biểu đồ thuê bao Vinaphone qua các năm tại VNPT ĐăkLăk - 61
ĐăkNông
Hình 5.4. Biểu đồ tăng trưởng thuê bao Vinaphone
ĐăkNông

tại VNPT ĐăkLăk -

Hình 5.5. Biểu đồ phát triển thuê bao Vinaphone 3G qua các năm

61
62

tại VNPT ĐăkLăk - ĐăkNông
Hình 5.6. Biểu đồ tỷ trọng sử dụng các dịch vụ Vinaphone 3G
tại VNPT ĐăkLăk – ĐăkNông

62


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Các thông số của một vài hệ thống thông tin di động

3

Bảng 3.1: Dự kiến triển khai vùng phủ sóng 3G của Vinaphone

22

Bảng 3.2: Kế hoạch triển khai kỹ thuật công nghệ
Bảng 3.3: Quy mô mạng lưới 3G trong 15 năm

25
25

Bảng 3.4 : Quy mô theo diện tích và vùng phủ sóng

26

Bảng 4.1. Bảng giá cước dịch vụ Mobile Internet Vinaphone

48

Bảng 4.2: Bảng giá cước dịch vụ Mobile Cammera

49

Bảng 4.3: Bảng giá cước dịch vụ Mobile TV

51

Bảng 4.4: Bảng giá cước dịch vụ Mobile Broadband

52

Bảng 4.5: Bảng giá cước dịch vụ Video Call

53


LỜI NÓI ĐẦU

LỜI NÓI ĐẦU
Với sự bùng nổ của công nghệ di động GSM (2G, 2.75G), một xu hướng hiện đại
mới đang được triển khai trên nền hạ tầng mạng di động, đó là công nghệ 3G.
Cùng với các nhà mạng khác, Vinaphone đang song song giữa việc hoàn thiện cơ

sở hạ tầng và nâng cao chất lượng dịch vụ cũng như đa dạng hóa nội dung cho dịch vụ
3G, trong đó có hai tỉnh Đăklăk – ĐăkNông.
Viễn thông Đăklăk ĐăkNông là đơn vị thành viên trực thuộc tập đoàn bưu chính
viễn thông Việt Nam. Với chức năng nhiệm vụ quản lý, khai thác và kinh doanh các dịch
vụ viễn thông trên địa bàn, Viễn thông ĐăkLăk – ĐăkNông đã và đang hợp tác cùng
Công ty thông tin di động Vinaphone thực hiện xây dựng CSHT, cung cấp, khai thác và
kinh doanh các dịch vụ 3G. Từ năm 2009 đến nay, Vinaphone và Viễn thông Đăklăk –
ĐăkNông đã tiến hành triển khai 286 trạm phát sóng 3G (Node B) và đã ngày càng đáp
ứng được thị hiếu của khách hàng cũng như mở rộng vùng phục vụ.
Là một thành viên thuộc Viễn thông Đăklăk ĐăkNông, tôi thực sự bị lôi cuốn bởi
công nghệ và dịch vụ 3G. Đây cũng là lý do chính dẫn dắt tôi thực hiện đề tài: ” Nghiên
cứu mạng 3G Vinaphone”:
“ Nghiên cứu phần cứng và lắp đặt thiết bị 3G Vinaphone”
“ Giới thiệu các dịch vụ hiện có trên mạng 3G Vinaphone”
“ Đánh giá về hiệu quả đầu tư về 3G tại Viễn thông ĐăkLăk - ĐăkNông”
Trên cơ sở những kiến thức đã tích luỹ được qua những năm học tập chuyên ngành
Điện Tử – Viễn Thông tại trường Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông và thời
gian thực tập tại Viễn thông ĐăkLăk - ĐăkNông, tôi đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, tạo điều kiện của quý Lãnh đạo
Viễn thông ĐăkLăk - ĐăkNông. Xin chân thành cảm ơn các chuyên viên kỹ thuật, các
đơn vị và các phòng ban đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Và lời cảm ơn chân thành nhất tôi xin gửi đến Thầy Lê Chu Khẩn và các Thầy
trong khoa Viễn thông. Cảm ơn sự động viên và giúp đỡ của các Thầy trong suốt khoảng
thời gian qua để tôi có thể hoàn thành tốt quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp của mình.
Do thời gian thực hiện đề tài không nhiều, cũng như những hạn chế về kinh
nghiệm trình bày nên đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong
nhận được sự góp ý của quý Thầy cô Học viện và Lãnh đạo Viễn thông ĐăkLăk ĐăkNông. Đó sẽ là những kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập cũng
như công tác tại đơn vị.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 1


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG:
Các hệ thống thông tin di động đầu tiên ra đời từ những năm 1920, khi đó điện thoại
di động chỉ được sử dụng như là các phương tiện thông tin giữa các đơn vị cảnh sát ở Mỹ.
Ngày 17/6/1946 hãng AT&T và Southwestern Bell giới thiệu thông tin di động đầu tiên ở
Mỹ, hệ thống đầu tiên này gồm 6 kênh ở băng tần 150 MHz, là hệ thống bán song công,
có độ rộng kênh là 60 KHz (gấp 2 lần kênh thông tin di động tương tự ngày nay, trong khi
đó CDMA là 1.25 MHz và WCDMA là 5MHz). Khi hệ thống này ra đời và được ứng
dụng vào các thành phố lớn ở Mỹ, thì nhu cầu người sử dụng vượt quá dung lượng, nên
độ rộng kênh được giảm xuống còn 30 KHz. Các hệ thống di động đầu tiên này ít tiện lợi
và dung lượng rất thấp so với các hệ thống hiện nay.
1.1.1. Thế hệ thứ nhất - 1G (First-Genaration):
Những năm cuối thập niên 70, hệ thống điện thoại di động thế hệ thứ nhất được
phát triển, đó là hệ thống thông tin di động tương tự sử dụng phương pháp đa truy cập
phân chia theo tần số FDMA (Frequency Division Multiple Access) cung cấp những dịch
vụ chủ yếu là thoại. Có thể kể đến như NMT (Nordic Mobile Telephone) của công ty
Ericsson (Thụy Điển); hai versions đang tồn tại là NMT450 hoạt động tại 450 MHz band
và NMT900 hoạt động tại 900 MHz band. AMPS (Advanced Mobile Phone System) là
hệ thống điện thoại di động tổ ong do AT&T và công ty Motorola (Mỹ) đề xuất sử dụng
năm 1982. Các hệ thống kể trên là các hệ thống 1G. Tuy nhiên các hệ thống 1G này có
những hạn chế như sau: phân bố tần số rất hạn chế, dung lượng thấp, tiếng ồn khó chịu và

nhiễu xảy ra khi di động chuyển dịch trong môi trường phađing đa tia, không đáp ứng
được các dịch vụ mới hấp dẫn đối với khách hàng, không cho phép giảm đáng kể giá
thành của thiết bị di động và cơ sở hạ tầng, không đảm bảo tính bí mật của các cuộc gọi,
không tương thích giữa các hệ thống khác nhau, đặc biệt ở châu Âu, làm cho thuê bao
không thể sử dụng được máy di động của mình ở nước khác. Bảng 1.1 liệt kê một vài
thông số chính của các hệ thống di động:
Tham số
Băng tần
Khoảng cách kênh
Khoảng cách song công
Các kênh
Loại điều chế
Kế hoạch ô
Điều chế kênh điều

AMPS
800 MHz
30 KHz
45 MHz
832
FM
4, 7, 12
FSK

SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

NMT 900
900 MHz
25 / 12.5 KHz
45 MHz

1000 ( 1999)
FM
4, 9, 12
FFSK
LỚP Đ06VTC1

NMT 450
450 – 470 MHz
25 / 29 KHz
10 MHz
180 / 225
FM
7
FFSK
Trang 2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

khiển
Độ lệch kênh điều khiển
8 KHz
Mã kênh điều khiển
Manchester
Dung lượng kênh điều
77000
khiển
Tốc độ truyền dẫn

10 Kbps

3.5 MHz
NRZ

3.5 MHz
NRZ

13000

13000

1.2 Kbps

1.2 Kbps

Bảng 1.1 Các thông số của một vài hệ thống thông tin di động
1.1.2. Thế hệ thứ hai – 2G (Second-Generation):
Khi số lượng các thuê bao trong mạng tăng lên, người ta thấy cần phải có biện
pháp nâng cao dung lượng của mạng, chất lượng các cuộc đàm thoại cũng như cung cấp
thêm một số lượng dịch vụ bổ sung cho mạng. Để giải quyết vấn đề này người ta đã nghĩ
đến việc số hóa hệ thống điện thoại di động cùng với các kỹ thuật đa truy nhập mới, và
điều này dẫn tới sự ra đời của hệ thống điện thoại di động thế hệ 2G. Hệ thống 2G dựa
trên công nghệ kỹ thuật số, dùng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA Time Division Multiple Access) và đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA – Code
Division Multiple Access). Hệ thống này hấp dẫn hơn hệ thống 1G bởi vì ngoài dịch vụ
thoại truyền thống, hệ thống 2G còn cung cấp thêm một số dịch vụ truyền dữ liệu, tuy tốc
độ còn thấp. Một số hệ thống di động 2G như GSM (Global System for Mobile
Communication), IS-95 (Iterim Standard-95). Trong đó GSM được sử dụng rộng rãi nhất,
hệ thống thông tin di động GSM đầu tiên được triển khai vào khoảng năm 1991. GSM kết
hợp kỹ thuật truy nhập TDMA và FDMA và sử dụng hai dải tần số xung quanh 900 MHz.
Như hình 1.1, băng tần đầu tiên dành cho đường lên hoạt động ở 890 MHz đến 915 MHz

và băng tần thứ hai dành cho đường xuống hoạt động tại 935 MHz đến 960 MHz. Mỗi
kênh vật lý có băng thông là 200 KHz và có 8 khe thời gian, mỗi khe thời gian được gán
cho một người sử dụng. Để tăng thêm dung lượng cho các hệ thống thông tin di động, tần
số của các hệ thống được chuyển từ vùng 800 – 900 MHz vào vùng 1.8 – 1.9 GHz. Một
số nước đã đưa vào sử dụng cả hai tần số (Dual Band).
Uplink

Downlink
Frequency
( MHz )

890

915

935

960

Hình 1.1 Sự phân bố tần số trong hệ thống GSM

SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 3


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Sơ đồ đa truy nhập
Phân bố tần số
Băng thông kênh
Tốc độ điều chế dữ liệu trên kênh vô tuyến
Điều chế
Mã hoá kênh

TDMA
đường lên: 890-915 MHz
Đường xuống: 935-960 MHz
200 KHz
270.8333 Kb/s
0.3 GMSK
kết hợp mã hoá khối và mã xoắn

Bảng 1.2 Các thông số chính của hệ thống GSM
Kể từ khi ra đời, các hệ thống GSM đã phát triển với một tốc độ hết sức nhanh
chóng và có mặt ở nhiều quốc gia. Ở Việt Nam hệ thống thông tin di động số GSM được
đưa vào từ năm 1993 và được khai thác rất hiệu quả. Còn IS-95 là thế hệ thông tin di động
CDMA đầu tiên do Qualcomm phát triển, có khả năng điều khiển công suất, xử lý cuộc
gọi, chuyển giao. Nó không chỉ cung cấp dịch vụ thoại mà còn cung cấp dịch vụ truyền số
liệu theo kiểu circuit-switched tại tốc độ 144 kbps. Đến nay công nghệ này đã trở thành
công nghệ thống trị ở Bắc Mỹ.
Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các khách hàng viễn thông về các dịch vụ
viễn thông mới, các hệ thống thông tin di động đang tiến tới thế hệ ba (thế hệ một: thông
tin di động tương tự; thế hệ hai: thông tin di động số). Ở thế hệ ba này các hệ thống thông
tin di động có xu thế hòa nhập thành một tiêu chuẩn duy nhất và có khả năng phục vụ ở
tốc độ bit lên đến 2 Mbps. Để phân biệt với các hệ thống thông tin di động băng hẹp hiện
nay các hệ thống thông tin di động thế hệ ba được gọi là các hệ thống thông tin di động
băng rộng. Để chuyển dần từ thế hệ hai sang thế hệ ba thì các công nghệ thông tin di động

thế hệ 2.5G được đưa vào sử dụng. Một số tính năng của thế hệ 2.5G:
- Các dịch vụ mạng mới và cải thiện các dịch vụ liên quan đến truyền số liệu như
nén số liệu của người sử dụng, số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao (HSCSD: High
Speed Circuit Switched Data), dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS: General Packet Radio
Service) và số liệu 144 Kbps.
- Các tính năng liên quan đến dịch vụ tiếng như: Codec tiếng toàn tốc tăng cường
(EFC: Enhanced Full Rate Codec), Codec đa tốc độ thích ứng và khai thác tự do đầu cuối
các Codec tiếng.
- Các dịch vụ bổ sung như chuyển hướng cuộc gọi, hiện tên chủ gọi, chuyển giao
cuộc gọi và dịch vụ cấm gọi mới.
- Cải thiện liên quan đến dịch vụ bản tin ngắn (SMS: Short Message Service) như:
móc nối các SMS, mở rộng bảng chữ cái, mở rộng tương tác giữa các SMS.
- Các công việc liên quan đến tính cước như: các dịch vụ trả tiền thoại trước, tính
cước nóng và hỗ trợ cho ưu tiên vùng gia đình.
SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 4


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

- Tăng cường công nghệ SIM.
- Dịch vụ mạng thông minh như CAMEL.
- Các cải thiện chung như: chuyển mạng GSM – AMPS, các dịch vụ định vị, tương
tác với các hệ thống thông tin di động vệ tinh và hỗ trợ định tuyến tối ưu.
1.1.3. Thế hệ thứ ba – 3G (Third Generation):
Đến những năm 2000, hệ thống thông tin di động thứ 3 (3G) ra đời với mục đích
hình thành một hệ thống thông tin di động duy nhất trên toàn thế giới. Ở thế hệ thứ 3 này,

có khả năng cung cấp những dịch vụ có tốc độ khác nhau như thoại, truyền dữ liệu theo
định hướng packet-switched như internet tốc độ cao, truyền hình chất lượng cao, nhắn tin
đa phương tiện (MMS)… Các chuẩn của 3G: IMT-2000 (International Mobile
Telecommunications 2000), UMTS (Universal Mobile Telephony System), CDMA 2000
được nâng cấp từ CDMAOne sử dụng kỹ thuật trải phổ nhưng rộng hơn CDMA, bao gồm
những phiên bản như CDMA 2000 1X, 1X-EV-DV, 1X EV-DO và CDMA 2000 3X.
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba sẽ phải là thế hệ thông tin di động cho các
dịch vụ di động truyền thông cá nhân đa phương tiện. Hộp thư thoại sẽ được thay thế
bằng bưu thiếp điện tử được lồng ghép với hình ảnh và các cuộc thoại thông thường trước
đây sẽ được bổ sung các hình ảnh để trở thành thoại có hình ... Một số yêu cầu chung đối
với hệ thống thông tin di động thứ ba:
- Mạng phải là băng rộng và có khả năng truyền thông đa phương tiện. Nghĩa là
mạng phải đảm bảo được tốc độ bit của người sử dụng đến 2 Mbps.
- Mạng phải có khả năng cung cấp độ rộng băng tần (dung lượng) theo yêu cầu.
Điều này xuất phát từ việc thay đổi tốc độ bit của các dịch vụ khác nhau. Ngoài ra cần
đảm bảo đường truyền vô tuyến không đối xứng với: tốc độ bit cao ở đường xuống và tốc
độ bit thấp ở đường lên.
- Mạng phải cung cấp thời gian truyền dẫn theo yêu cầu. Nghĩa là đảm bảo các kết
nối chuyển mạch cho tiếng, các dịch vụ video và các khả năng số liệu gói cho các dịch vụ
số liệu.
- Chất lượng dịch vụ phải không thua kém chất lượng dịch vụ mạng cố định, nhất
là đối với chất lượng thoại.
- Mạng phải có khả năng sử dụng toàn cầu, nghĩa là bao gồm cả phần tử thông tin
vệ tinh.
WARC-92 (The World Administrative Radio Conference held in 1992) đã dành
các băng tần 1885 – 2025 MHz và 2110 – 2200 MHz cho IMT- 2000. Con đường đi lên
3G từ các công nghệ khác nhau đều đã có: hiện nay châu Âu và các nhà khai thác GSM
cùng với Nhật Bản sẽ phát triển đi lên W-CDMA (Wide Band Code Division Multiple
Access – Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng) trên cơ sở UMTS, còn các nhà cung
SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 5


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

cấp sử dụng công nghệ CDMA sẽ tiến lên CDMA 2000. Các tiêu chuẩn di động băng
rộng mới được xây dựng trên cơ sở CDMA hoặc CDMA kết hợp TDMA.
Hệ thống di động 3G chưa được áp dụng rộng rãi, nhưng đã có các nghiên cứu về hệ
thống 4G. Ở đó có sự hứa hẹn về tốc độ dữ liệu từ 2 Mbps đến 156 Mbps hoặc có thể cao
hơn. Nó có thể hỗ trợ hoàn toàn IP. Điều đó được thực hiện dựa trên các bộ xử lý tín hiệu,
các kỹ thuật điều chế, hệ thống anten thông minh và công nghệ chủ yếu là các kỹ thuật đa
sóng mang với OFDM đã được tiến hành và MC-CDMA là một ứng viên sáng giá.
1.2 . MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VIỆT NAM:
Các nhà cung cấp dịch vụ di động chính ở Việt Nam là Mobifone, Vinaphone,
Viettel, S-phone. Mặc dù hiện nay đa số thuê bao di động ở nước ta chưa có nhu cầu gì
khác hơn ngoài đàm thoại di động nhưng tiến tới 3G là con đường xu thế tất yếu của hệ
thống thông tin di động.
Ở Việt Nam hệ thống thông tin di động số GSM được đưa vào sử dụng năm 1993
và hiện nay đang được công ty Viettel Mobile, VMS và GPC khai thác. Còn S-phone là
nhà cung cấp đầu tiên và duy nhất sử dụng công nghệ CDMA. Chuẩn mà S-phone đang
sử dụng là CDMA 2000 1X, chuẩn này chỉ cách chuẩn 3G CDMA 20001X Evdo một
khoảng không xa nên S-phone sẽ có khả năng tiến nhanh hơn trên con đường tiến tới 3G.
Trong quá trình đang nghiên cứu chuyển dần sang thông tin di động thế hệ ba, trước mắt
các công nghệ thông tin di động thế hệ 2.5G được đưa vào sử dụng. Hai nhà khai thác
mạng Vinaphone và Mobifone đã đưa vào mạng họ công nghệ GPRS, còn SPT sử dụng
ngay từ tiêu chuẩn IS-2000 1X. Các công nghệ này cho phép tăng dung lượng truy nhập
lên đến 144 Kbps và truy nhập trực tiếp vào mạng Internet.

1.3. CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THÔNG THÔNG TIN DI ĐỘNG:
Cấu trúc chung của hệ thống di động được trình bày ở hình 1.2 với các thuật ngữ:
- ISDN: Intergated Service Digital Network – Mạng liên kết số đa dịch vụ.
- PSPDN: Packet Switched Public Data Network – Mạng số liệu công cộng chuyển mạch
gói.
- CSPDN: Circuit Switched Public Data Network–Mạng số liệu công cộng chuyển mạch
mạch.
- PSTN: Public Switched Telephone Network – Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng.
- PLMN: Public Land Mobile Network – Mạng di động mặt đất công cộng.
- OMC: Operation and Maintenance Center – Trung tâm vận hành và bảo trì.

SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 6


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

SS

ISDN

AuC

VLR

HLR

EIR

PSPDN

MSC
CSPD
N
BS
S

PSTN

BSC

OM
C

BTS

PLMN

1.3.1. Hệ thống con chuyển
Truyềnmạch
lưu ( SS – Switching Subsystem):
lượng
Truyền báo hiệu

MS

Hình 1.2 Mô tả cấu trúc chung của hệ thống thông tin di động

1.3.1 Hệ thống con chuyển mạch SS bao gồm các khối chức năng sau:
- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC: Gateway Mobile
Services Switching Center).
- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC: Mobile Service Switching
Center).
- Bộ ghi dịch tạm trú (VLR: Visitor Location Register).
- Bộ ghi dịch thường trú (HLR: Home Location Register).
- Trung tâm nhận thực (AuC: Authentication Center).
- Bộ nhận dạng thiết bị (EIR: Equipment Identity Register).
- Hệ thống con chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của mạng
thông tin di động cũng như các cơ sở cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động của
thuê bao. Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa người sử dụng và mạng thông
tin di động với nhau và với các mạng khác.

SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 7


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

1.3.1.1. GMSC (Gate Mobile Service Switching Center – Trung tâm chuyển mạch
dịch vụ di động cổng):
Mạng thông tin di động có thể chứa nhiều MSC, VLR, HLR. Để thiết lập một cuộc
gọi từ mạng ngoài đến người sử dụng thông tin di động, trước hết cuộc gọi phải được định
tuyến đến một tổng đài cổng được gọi là GMSC mà không cần biết đến hiện thời thuê bao
đang ở đâu. Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí của thuê bao và định
tuyến các cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm hiện thời (MSC tạm

trú). Như vậy, trước hết các tổng đài cổng phải dựa trên số thoại danh bạ của thuê bao để
tìm đúng HLR cần thiết và hỏi HLR này. Tổng đài cổng có một giao diện với các mạng
bên ngoài thông qua giao diện này nó làm nhiệm vụ cổng để kết nối các mạng bên ngoài
với mạng thông tin di động. Ngoài ra tổng đài này cũng có giao diện báo hiệu số 7 (CCS
N0 7) để có thể tương tác với các phần tử khác của mạng thông tin di động. Về phương
diện kinh tế không phải bao giờ tổng đài cổng đứng riêng mà thường kết nối với MSC.
1.3.1.2. MSC (Mobile Service Switching Center – Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di
động):
MSC trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động có chức năng chuyển mạch
chính, nhiệm vụ của MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những người sử dụng
mạng thông tin di động. Một mặt MSC giao diện với BSC, mặt khác giao diện với mạng
ngoài. MSC giao tiếp với mạng ngoài được gọi là MSC cổng (Gate MSC). Việc giao diện
với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho những người sử dụng mạng thông tin di động
đòi hỏi cổng thích ứng IWF (Interworking Function: chức năng tương tác). Mạng thông
tin di động cũng cần giao diện với mạng ngoài để sử dụng khả năng truyền tải số liệu của
người sử dụng hoặc báo hiệu giữa các phần tử trong mạng. Mạng thông tin di động còn có
thể sử dụng báo hiệu kênh chung số 7 (CCS N0 7), mạng này đảm bảo hoạt động tương
tác giữa các phần tử trong một hay nhiều mạng thông tin di động. MSC thường là tổng đài
lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiển trạm gốc (BSC). Một tổng đài MSC
thích hợp cho một vùng đô thị và ngoại ô có dân cư vào khoảng một triệu dân (với mật độ
dân cư trung bình).
Để kết nối MSC với các mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyền dẫn
của mạng thông tin di động với các mạng này. Các thích ứng này được gọi là các chức
năng tương tác. IWF (Interworking Function) bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức
và truyền dẫn. Nó có thể ghép nối với các mạng PSPDN (Packet Switched Public Data
Network: mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói) hay CSPDN (Circuit Switched
Public Data Network: mạng số liệu công cộng chuyển mạch - mạch ), nó cũng tồn tại khi
các mạng khác chỉ đơn thuần là PSTN hay ISDN. IWF có thể thực hiện trong cùng chức
năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng, ở trường hợp hay giao tiếp giữa MSC và IWF được
để mở.

SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 8


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

1.3.1.3. HLR (Home Location Register – Bộ thanh ghi định vị thường trú):
Ngoài MSC, mạng thông tin di động bao gồm cả các cơ sở dữ liệu. Các thông tin
liên quan đến việc cung cấp các dịch vụ viễn thông được lưu trữ ở HLR không phụ thuộc
vào vị trí hiện thời của thuê bao. HLR cũng chứa các thông tin liên quan đến vị trí hiện
thời của thuê bao. Thường HLR là một Server đứng riêng không có khả năng chuyển
mạch nhưng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao. Một chức năng con của HLR
là nhận dạng trung tâm nhận thực AuC (Authentication Center), mà nhiệm vụ của trung
tâm này quản lý an toàn số liệu của các thuê bao được phép.
1.3.1.4. VLR (Visitor Location Register – Bộ thanh ghi định vị tạm trú)
Là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng thông tin di động. Nó được nối với một hay
nhiều MSC và có nhiệm vụ lưu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiện đang
nằm trong vùng phục vụ của MSC tương ứng và đồng thời lưu giữ số liệu về vị trí của các
thuê bao nói trên ở mức độ chính xác hơn HLR. Các chức năng VLR thường được liên
kết với các chức năng MSC.
1.3.1.5. AuC (Authentication Center – Quản lý thuê bao và trung tâm nhận thực)
Một thuê bao muốn truy cập mạng, VLR kiểm tra Simcard của nó có được chấp
nhận hay không, nghĩa là nó thực hiện một sự nhận thực. VLR sử dụng những thông số
nhận thực được gọi là những bộ ba, nó được tạo ra một cách liên tục và riêng biệt cho mỗi
thuê bao di động được cung cấp bởi trung tâm nhận thực AuC, AuC được kết hợp với
HLR.
1.3.1.6. EIR (Equipment Identification Register – Quản lý thiết bị di động):

EIR kiểm tra tính hợp lệ của thuê bao dựa trên yêu cầu đặc tính thiết bị di động
quốc tế IMEI từ MS sau đó gởi tới bộ ghi nhận thiết bị EIR. Trong EIR, IMEI của toàn bộ
thiết bị di động được sử dụng thì phải được phân chia thành ba danh sách.
Danh sách màu trắng : chứa thiết bị được chấp nhận.
Danh sách màu xám : chứa thiết bị di động được theo dõi.
Danh sách màu đen : chứa thiết bị di động không được chấp nhận.
EIR kiểm tra IMEI có thích hợp vào một trong ba danh sách hay không và chuyển kết quả
đến MSC.
* CCS N0 7
Phụ thuộc vào qui định của từng nước, một hãng khai thác mạng thông tin di động
có thể có mạng báo hiệu CCS N0 7 riêng hay chung. Nếu hãng khai thác có mạng báo
hiệu này riêng thì các điểm chuyển báo hiệu (STP : Signalling Transfer Point) có thể sẽ là
một bộ phận của mạng thông tin di động và có thể thực hiện ở điểm nút riêng hay trong
cùng một bộ phận của mạng thông tin di động và có thể thực hiện ở điểm nút riêng hay
trong cùng một MSC tùy thuộc vào hoàn cảnh kinh tế. Tương tự một nhà khai thác mạng
thông tin di động cũng có thể có quyền thực hiện một mạng riêng để định tuyến các cuộc
SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 9


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

gọi giữa GMSC và MSC hay thậm chí định tuyến cuộc gọi ra đến điểm gần nhất trước khi
sử dụng mạng cố định. Lúc này các tổng đài trung gian (TE: Transit Exchange) có thể sẽ
là một bộ phận của mạng thông tin di động và có thể được thực hiện như là một nút đứng
riêng hay kết hợp với MSC.
1.3.2. Hệ thống trạm con gốc BSS:

1.3.2.1. BTS (Base Transceiver Station – Trạm thu phát gốc):
Trạm BTS là một hệ thống thiết bị có nhiệm vụ truyền và nhận sóng vô tuyến, bao
gồm các thiết bị phát thu, anten và và một số thiết bị khác để mã hoá và giải mã đồng thời
giao tiếp với BSC. Có thể coi BTS là các modem vô tuyến phức tạp và có thêm một số
các chức năng khác. Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU (Transcoder and Rate
Adapter Unit : khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ). TRAU là thiết bị mà ở đó quá
trình mã hoá và giải mã tiếng đặc thù riêng cho mạng thông tin di dộng được tiến hành, ở
đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu. TRAU là một bộ
phận của BTS, nhưng cũng có thể đặt nó cách xa BTS và thậm chí trong nhiều trường hợp
nó được đặt giữa BSC và MSC.
1.3.2.2. BSC (Base Station Controller – Bộ điều khiển trạm gốc):
Có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa
BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và quản
lý chuyển giao (Handoff). Một phía BSC được nối với BTS còn phía kia nối với MSC của
mạng thông tin di động. Trong thực tế BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng tính toán
đáng kể. Một BSC trung bình có thể quản lý vài chục BTS phụ thuộc vào lưu lượng của
BTS này. Giao diện của BSC nối với BTS được gọi là giao diện Abis.
1.3.2.3. MS (Mobile Station – Trạm di động):
Trạm di động là thiết bị duy nhất mà người sử dụng có thể thường xuyên nhìn thấy
của hệ thống. MS có thể là thiết bị đặt trong ôtô hay thiết bị xách tay hoặc thiết bị cầm
tay. Loại thiết bị nhỏ cầm tay sẽ là thiết bị trạm di động phổ biến nhất. Ngoài việc chứa
các chức năng vô tuyến chung và xử lý giao diện vô tuyến, MS còn phải cung cấp các
giao diện của người sử dụng (như : Micro, loa, màn hình hiển thị, bàn phím để quản lý
cuộc gọi) hoặc giao diện với một số thiết bị khác (như : giao diện với máy tính cá nhân,
Fax…).
1.3.3. Hệ thống con khai thác (OSS – Operation System Sub):
OSS có ba chức năng chính sau:
Khai thác bảo dưỡng mạng.
Quản lý thuê bao tính cước.
Quản lý thiết bị di động.

SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 10


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

1.3.3.1. Khai thác và bảo dưỡng mạng:
Khai thác là các hoạt động cho phép khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng
như : tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao (handoff) giữa hai ô như vậy
nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ chất lượng của dịch vụ mà họ cung cấp cho
khách hàng và kịp thời xử lý sự cố. Khai thác cũng bao gồm việc thay đổi cấu hình để
giảm những vấn đề xuất hiện ở hiện thời, để chuẩn bị tăng lưu lượng trong tương lai, để
tăng vùng phủ sóng. Việc thay đổi mạng có thể thực hiện “ mềm “ qua báo hiệu (chẳng
hạn thay đổi thông số chuyển giao nếu thay đổi biên giới tương đối giữa hai ô), hoặc thực
hiện cứng đòi hỏi sự can thiệp tại hiện trường (chẳng hạn bổ sung thêm dung lượng
truyền dẫn hay lắp đặt một trạm mới). Ở hệ thống viễn thông hiện đại khai thác được thực
hiện bằng máy tính và được tập trung ở một trạm.
Bảo dưỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố và hỏng hóc. Nó
có một số quan hệ với hệ thống khai thác mạng. Các thiết bị ở mạng viễn thông hiện đại
có khả năng tự phát hiện một số sự cố hay dự báo sự cố thông qua tự kiểm tra. Trong
nhiều trường hợp người ta dự phòng cho thiết bị để khi có sự cố có thể thay thế bằng thiết
bị dự phòng. Sự thay thế này có thể thực hiện tự động, ngoài ra việc giảm nhẹ sự cố có thể
được người khai thác thực hiện bằng điều khiển từ xa. Bảo dưỡng cũng bao gồm các hoạt
động tại hiện trường nhằm thay thế thiết bị có sự cố.
1.3.3.2. Quản lý thuê bao:
Bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao. Nhiệm vụ đầu tiên là nhập và
xóa thuê bao ra khỏi mạng. Đăng ký thuê bao cũng có thể rất phức tạp tùy theo nhiều dịch

vụ và nhiều tính năng bổ sung. Nhà khai thác phải có thể thâm nhập được tất cả các thông
số nói trên. Một nhiệm vụ quan trọng khác nữa là tính cước các cuộc gọi cho thuê bao.
Cước phí phải được tính và gửi đến thuê bao. Quản lý thuê bao ở mạng thông tin di động
chỉ liên quan đến HLR và một số thiết bị OS riêng. Simcard cũng đóng vai trò như một bộ
phận của hệ thống quản lý thuê bao.
1.3.3.3. Quản lý thiết bị di động:
Quản lý thiết bị di động được thực hiện bởi bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR
(Equipment Identity Register) thực hiện. EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến trạm
di động MS. EIR được nối đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra sự cho phép của
thiết bị, một thiết bị không được phép sẽ bị cấm.

SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 11


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

KẾT LUẬN CHƯƠNG I
Chương I đã khái quát tổng quan về mạng di động từ khi hình thành với công nghệ
đơn giản đến các thế hệ công nghệ hiện đại. Quá trình phát triến công nghệ thông tin di
động được phân làm ba thế hệ: 1G, 2G (2G và 2,5G) và 3G. Với các tiêu chuẩn kỹ thuật
và các tiêu chí ứng dụng trên nền công nghệ, ta đã xác định và đánh giá được những sự
vượt trội, những ưu nhược điểm của từng công nghệ.
Bằng việc phân tích cấu trúc hệ thống, ta đã định hình được cấu trúc chung của
một hệ thống xử lý thông tin di động. Các thế hệ di động phát triển theo chuẩn công nghệ
khác nhau nhưng vẫn dựa trên nguên lý cấu trúc này. Và công nghệ được lựa chọn triển
khai tùy thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ để phù hợp cấu trúc nền tảng có sẵn và đảm bảo

hiệu quả đầu tư.
Ở Việt Nam, công nghệ thông tin di động đã được đưa vào khai thác và và đẩy
mạnh việc phát triển cùng với sự phát triển của Thế giới, đặc biệt là sự phát triển từ thế
thệ mạng 2G và hiện nay là 3G.
Trong chương này, chỉ đánh giá và phân tích mang tính tổng quan để thể hiện được
sự phát triển công nghệ và sự lựa chọn công nghệ 3G tại Việt Nam. Qua đó chúng ta có
cái nhìn tổng thể về lịch sử hình thành và nắm được nguyên lý chung của một hệ thống
thông tin di động./.

SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 12


CHƯƠNG II: HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ CẤU TRÚC HỆ THỐNG 3G

CHƯƠNG II: HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ CẤU TRÚC HỆ THỐNG 3G
2.1. QÚA TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G:
Phát triển dựa trên các tiêu chí:
- Hệ thống phải được chuẩn hóa hoàn toàn; các giao diện chính phải được chuẩn hóa
và mở;
- Hệ thống phải bổ sung cho hệ thống hiện tại trên mọi khía cạnh;
- Multimedia và tất cả các thành phần của multimedia phải được hệ thống hỗ trợ;
- Truy nhập radio của 3G phải cung cấp khả năng băng rộng;
- Các dịch vụ đối với người dùng đầu cuối độc lập với chi tiết công nghệ, và hạ tầng
mạng không giới hạn đưa ra dịch vụ. Vậy nên phải tách biệt platform công nghệ với
dịch vụ sử dụng platform đó.
Ý tưởng chính yếu ẩn chứa sau 3G là chuẩn bị một hạ tầng vạn năng có khả năng

tải các dịch vụ hiện tại và tương lai. Hạ tầng phải được thiết kế sao cho những đổi thay và
tiến triển công nghệ có thể được mạng hỗ trợ không gây ra một bất ổn nào đối với các dịch
vụ sử dụng cấu trúc mạng hiện tại. Để làm được vậy, 3G tách biệt công nghệ truy cập,
công nghệ truyền tải, công nghệ dịch vụ và những ứng dụng người dùng.
TACS
GSM (900)
GPRS
NM T
(900)

WCDMA

GSM (1800)

GSM (1900)
GPRS
I S-136
(1900)
I S-95
(J-STD-008)
(1900)

EDGE

I S-136
TDM A (800)
AM PS

I S-95
CDM A (800)

SM R

iDEN (800)

1G

2G

cdma2000
1x

2.5G

cdma2000
Mx

3G

Hình 2.1 Quá trình phát triển lên 3G theo 2 nhánh công nghệ chính
Hiện tại có nhiều chuẩn công nghệ cho 2G nên sẽ có nhiều chuẩn công nghệ 3G đi
theo, tuy nhiên trên thực tế chỉ có 2 tiêu chuẩn quan trọng nhất đã có sản phẩm thương mại
và có khả năng được triển khai rộng rãi trên toàn thế giới là WCDMA (FDD) và CDMA
SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 13

CHƯƠNG II: HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ CẤU TRÚC HỆ THỐNG 3G

2000. WCDMA được phát triển trên cơ sở tương thích với giao thức của mạng lõi GSM,
một hệ thống chiếm tới 65% thị trường thế giới. Còn CDMA 2000 nhằm tương thích với
mạng lõi IS-41, hiện chiếm 15% thị trường. Quá trình phát triển lên 3G cũng sẽ tập trung
vào 2 hướng chính này
2.1.1. Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ WCDMA:
WCDMA là một tiêu chuẩn thông tin di động 3G của IMT-2000 được phát triển
chủ yếu ở Châu Âu với mục đích cho phép các mạng cung cấp khả năng chuyển vùng toàn
cầu và để hỗ trợ nhiều dịch vụ thoại, dịch vụ đa phương tiện. Các mạng WCDMA được
xây dựng dựa trên cơ sở mạng GSM, tận dụng cơ sở hạ tầng sẵn có của các nhà khai thác
mạng GSM. Quá trình phát triển từ GSM lên WCDMA qua các giai đoạn trung gian, có
thể được tóm tắt trong sơ đồ sau đây:

GSM

GPRS

EDGE

WCDMA

1999

2000

2002

Hình 2.2 Quá trình phát triển lên 3G sử dụng nhánh công nghệ WCDMA
- GPRS: GPRS cung cấp các kết nối số liệu chuyển mạch gói với tốc độ truyền lên

tới 171,2Kbps và hỗ trợ giao thức Internet TCP/IP và X25, nhờ vậy tăng cường đáng kể
các dịch vụ số liệu của GSM. Công việc tích hợp GPRS vào mạng GSM hiện tại là một
quá trình đơn giản. Một phần các khe trên giao diện vô tuyến dành cho GPRS, cho phép
ghép kênh số liệu gói được lập lịch trình trước đối với một số trạm di động. Còn mạng lõi
GSM được tạo thành từ các kết nối chuyển mạch kênh được mở rộng bằng cách thêm vào
các nút chuyển mạch số liệu Gateway mới, được gọi là GGSN và SGSN. GPRS là một
giải pháp đã được chuẩn hoá hoàn toàn với các giao diện mở rộng và có thể chuyển thẳng
lên 3G về cấu trúc mạng lõi.
- EDGE: Hệ thống 2,5G tiếp theo đối với GSM là EDGE. EDGE áp dụng phương
pháp điều chế 8PSK, điều này làm tăng tốc độ của GSM lên 3 lần. EDGE là lý tưởng đối
với phát triển GSM, nó chỉ cần nâng cấp phần mềm ở trạm gốc.
- WCDMA: là một công nghệ truy nhập vô tuyến được phát triển mạnh ở Châu Âu.
Hệ thống này hoạt động ở chế độ FDD & TDD và dựa trên kỹ thuật trải phổ chuỗi trực
tiếp (DSSS- Direct Sequence Spectrum) sử dụng tốc độ chip 3,84Mcps bên trong băng tần
5MHz. WCDMA hỗ trợ trọn vẹn cả dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói tốc
độ cao và đảm bảo sự hoạt động đồng thời các dịch vụ hỗn hợp với chế độ gói hoạt động ở
mức hiệu quả cao nhất. Hơn nữa WCDMA có thể hỗ trợ các tốc độ số liệu khác nhau, dựa
trên thủ tục điều chỉnh tốc độ.
SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 14


CHƯƠNG II: HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ CẤU TRÚC HỆ THỐNG 3G

2.1.2. Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ CDMA 2000:
CDMA 2000 là một cách tiếp cận đa sóng mang cho các sóng có độ rộng n lần
1,25MHz hoạt động ở chế độ FDD. Nhưng công việc chuẩn hoá tập trung vào giải pháp

một sóng mang đơn 1,25MHz (1x) với tốc độ chip gần giống IS-95. CDMA 2000 được
phát triển từ các mạng IS-95 của hệ thống thông tin di động 2G, có thể mô tả quá trình
phát triển trong hình vẽ sau:
IS-95A

IS-95B
1999

Cdma2000 1x
2000

Cdma2000 Mx
2002

Hình 2.3 Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh CDMA 2000
- IS-95B: IS-95B hay CDMA One được coi là công nghệ thông tin di động 2,5G
thuộc nhánh phát triển CDMA 2000, là một tiêu chuẩn khá linh hoạt cho phép cung cấp
dịch vụ số liệu tốc độ lên đến 115Kbps.
- CDMA 2000 1xRTT: Giai đoạn đầu của CDMA2000 được gọi là 1xRTT hay chỉ
là 1xEV-DO, được thiết kế nhằm cải thiện dung lượng thoại của IS-95B và để hỗ trợ khả
năng truyền số liệu ở tốc độ đỉnh lên tới 307,2Kbps. Tuy nhiên, các thiết bị đầu cuối
thương mại của 1x mới chỉ cho phép tốc độ số liệu đỉnh lên tới 153,6kbps.
-CDMA 2000 1xEV-DO: 1xEV-DO được hình thành từ công nghệ HDR (High
Data Rate) của Qualcomm và được chấp nhận với tên này như là một tiêu chuẩn thông tin
di động 3G vào tháng 8 năm 2001 và báo hiệu cho sự phát triển của giải pháp đơn sóng
mang đối với truyền số liệu gói riêng biệt.
- CDMA 2000 1xEV-DV: Trong công nghệ 1xEV-DO có sự dư thừa về tài nguyên
do sự phân biệt cố định tài nguyên dành cho thoại và tài nguyên dành cho số liệu. Do đó
CDG (nhóm phát triển CDMA) khởi đầu pha thứ ba của CDMA 2000 bằng các đưa các
dịch vụ thoại và số liệu quay về chỉ dùng một sóng mang 1,25MHz và tiếp tục duy trì sự

tương thích ngược với 1xRTT. Tốc độ số liệu cực đại của người sử dụng lên tới 3,1Mbps
tương ứng với kích thước gói dữ liệu 3.940 bit trong khoảng thời gian 1,25ms.
- CDMA 2000 3x(MC- CDMA): CDMA 2000 3x hay 3xRTT đề cập đến sự lựa
chọn đa sóng mang ban đầu trong cấu hình vô tuyến CDMA 2000 và được gọi là MCCDMA (Multi carrier) thuộc IMT-MC trong IMT-2000. Công nghệ này liên quan đến việc
sử dụng 3 sóng mang 1x để tăng tốc độ số liệu và được thiết kế cho dải tần 5MHz (gồm 3
kênh 1,25Mhz). Sự lựa chọn đa sóng mang này chỉ áp dụng được trong truyền dẫn đường
xuống. Đường lên trải phổ trực tiếp, giống như WCDMA với tốc độ chip hơi thấp hơn một
ít 3,6864Mcps (3 lần 1,2288Mcps).
SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 15


CHƯƠNG II: HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ CẤU TRÚC HỆ THỐNG 3G

2.2. MẠNG UMTS 3G:
2.2.1. Giới thiệu tiêu chuẩn 3GPP:
3GPP thành lập năm 1998 là tổ chức kết hợp của các tổ chức tiêu chuẩn hóa: châu
Âu, Nhật, Nam Triều tiên, Mỹ và Trung quốc. Mục đích chuẩn hóa hệ thống thông tin di
động 3G theo định hướng:
- Phần truy nhập vô tuyến sử dụng WCDMA và TD-CDMA;
- Phần core: phát triển từ GSM, kế thừa những những tiêu chuẩn ETSI do SMG xây
dựng.
Đến năm 2001, sau khi hoàn thành phiên bản 3GPP R99, 3GPP chia thành hai tổ
chức:
- 3GPP: xây dựng các tiêu chuẩn phát triển mạng core, dịch vụ, cấu trúc hệ thống,
truy cập radio WCDMA và TD-CDMA;
- ETSI SMG: phát triển truy nhập radio GSM và EDGE.

Trong đó 3GPP xây dựng các bộ tiêu chuẩn trên cơ sở năm. Phiên bản đầu tiên là
3GPP Release 99 (3GPP R99). Đến nay 3GPP đã có 04 phiên bản đã và đang được các
nhà khai thác trên thế giới áp dụng:
- 3GPP release 99 (3GPP R99) : chính thức được áp dụng từ tháng 3/2001.
- 3GPP release 4 (3GPP R4)
: chính thức được áp dụng từ tháng 9/2002.
- 3GPP release 5 (3GPP R5)
: chính thức được áp dụng từ tháng 12/2003.
- 3GPP release 6 (3GPP R6)
: bổ sung những điểm thiếu trong IMS 3GPP R5
và đưa thêm vào một số features mới-tiến tới một mạng truyền tải “All IP”.
2.2.2. Định hướng công nghệ & dịch vụ theo tiêu chuẩn châu Âu do 3GPP qui định
áp dụng cho mạng Vinaphone:
Chuẩn 3GPP qui định phát triển công nghệ và cấu trúc mạng GSM 2G truyền thống
phát triển lên UMTS 3G theo nhánh sử dụng công nghệ WCDMA với xu hướng sử dụng
truyền tải TDM tiến đến một mạng "All IP" theo trình tự phiên bản: 3GPP R99, 3GPP R4,
3GPP R5 và 3GPP R6. Mạng Vinaphone trong giai đoạn hơn 13 năm qua đã đầu tư trở
thành mạng GSM 2,5G và là phần đầu trong quá trình chuẩn hoá 3GPP.
2.2.3. Cấu trúc hệ thống vô tuyến UMTS:
Một hệ thống UMTS sau khi được nâng cấp và mở rộng từ hệ thống GSM hiện có
thì cấu trúc hệ thống có thể được mô tả tổng quan như sau: (Hình 1.4)
Trong đó UTRAN bao gồm một hay nhiều phân hệ mạng vô tuyến (RNS), một
RNS là một mạng con trong UTRAN và bao gồm một bộ điều khiển mạng vô tuyến
(RNC) và một hay nhiều Node-B.
Các yêu cầu chính để thiết kế kiến trúc, giao thức và chức năng UTRAN:
- Tính hỗ trợ của UTRAN và các chức năng liên quan: Yêu cầu tác động

SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH

LỚP Đ06VTC1

Trang 16