Điều khiển công suất và quản lý tài nguyên vô tuyến trong hệ thống W-CDMA

Mục lục
MỤC LỤC
MỤC LỤC.....................................................................................................................1
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT........................................................................................3
DANH MỤC BẢNG.....................................................................................................8
DANH MỤC HÌNH VẼ................................................................................................9
LỜI MỞ ĐẦU.............................................................................................................11
CHƯƠNG I.................................................................................................................12
SỰ PHÁT TRIỂN CỦA THÔNG TIN DI ĐỘNG.....................................................12
1.1 Xu hướng phát triển hệ thống thông tin di động trên thế giới..........................12
1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1.................................................................15
1.3 Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2 ...................................................16
1.3.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA......................................16
1.3.2 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA.....................................................17
1.4 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3.................................................................17
1.4.1 UMTS (Universal Mobile Telephone System).........................................19
1.4.2 FOMA (Freedom Of Mobile multimedia Access)....................................19
1.5 Tổng quan về công nghệ W-CDMA.................................................................19
1.5.1 Cấu trúc mạng W-CDMA ........................................................................20
1.5.1.1 Mô hình khái niệm.............................................................................20
1.5.1.2 Mô hình cấu trúc................................................................................21
1.5.2 Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UTRAN.............................................24
1.5.2.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC).................................................25
1.5.2.2 Node B...............................................................................................25
1.5.2.3 Các chức năng điều khiển của UTRAN.............................................25
1.5.3 Cấu trúc mạng lõi theo tiêu chuẩn 3GPP R99...........................................26
1.5.4 Cấu trúc phân lớp của W-CDMA.............................................................27
1.5.5 Các loại kênh trong UTRAN....................................................................29
1.5.6 Kỹ thuật trải phổ.......................................................................................29
1.6 Quản lý tài nguyên vô tuyến trong hệ thống W-CDMA...................................30
1.6.1 Mục đích chung của quản lý tài nguyên vô tuyến....................................31

1.6.2 Các chức năng của quản lý tài nguyên vô tuyến.......................................31
1.6.2.1 Điều khiển công suất (Power Control)...............................................32
1.6.2.2 Điều khiển chuyển giao (Handover Control).....................................32
1.6.2.3 Điều khiển thâm nhập (Admission Control)......................................32
1.6.2.4 Điều khiển tải (điều khiển tắc nghẽn)................................................34
CHƯƠNG II................................................................................................................36
ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG W-CDMA................................36
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 1
Mục lục
2.1 Giới thiệu chung...............................................................................................36
2.1.1 Điều khiển công suất vòng hở (Open-loop power control)......................38
2.1.2 Điều khiển công suất vòng kín................................................................38
2.2 Điều khiển công suất nhanh..............................................................................38
2.2.1 Độ lợi của điều khiển công suất nhanh.....................................................38
2.2.2 Phân tập và điều khiển công suất..............................................................40
2.2.3 Điều khiển công suất trong chuyển giao mềm..........................................43
2.2.3.1 Sự trôi công suất đường xuống..........................................................43
2.2.3.2 Độ tin cậy của các lệnh điều khiển công suất đường lên...................45
2.3 Điều khiển công suất vòng ngoài.....................................................................45
2.3.1 Độ lợi của điều khiển công suất vòng ngoài.............................................46
2.3.2 Tính toán chất lượng thu...........................................................................47
2.3.3 Giới hạn biến động điều khiển công suất.................................................48
2.3.4 Đa dịch vụ.................................................................................................49
2.3.5 Điều khiển công suất vòng ngoài đường xuống.......................................49
CHƯƠNG III..............................................................................................................51
CHUYỂN GIAO TRONG HỆ THỐNG W-CDMA...................................................51
3.1 Tổng quan về chuyển giao trong mạng di động...............................................51
3.1.1 Các kiểu chuyển giao trong hệ thống W-CDMA.....................................51
3.1.2 Các mục tiêu của chuyển giao..................................................................53
3.1.3 Các thủ tục và phép đo chuyển giao.........................................................54

3.2 Chuyển giao mềm (SHO).................................................................................55
3.2.1 Nguyên lý của chuyển giao mềm..............................................................55
3.2.3 Đặc điểm của chuyển giao mềm...............................................................61
3.3 Chuyển giao giữa hệ thống W-CDMA và GSM...............................................63
3.4 Chuyển giao giữa các tần số trong W-CDMA..................................................65
3.5 Tổng kết chuyển giao.......................................................................................67
CHƯƠNG IV..............................................................................................................69
QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN W-CDMA........................................................69
4.1 Định cỡ mạng...................................................................................................70
4.1.1 Phân tích vùng phủ vô tuyến.....................................................................71
4.1.1.1 Tính toán quỹ đường truyền...............................................................72
4.1.1.2 Hiệu suất vùng phủ vô tuyến..............................................................75
4.1.2 Phân tích dung lượng ô.............................................................................76
4.1.2.1 Tính toán hệ số tải..............................................................................77
4.1.2.2 Hiệu suất phổ.....................................................................................83
4.1.2.3 Dung lượng mềm...............................................................................84
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 2
Mục lục
4.2 Quy hoạch vùng phủ và dung lượng chi tiết.....................................................86
4.2.1 Dự đoán vùng phủ và dung lượng lặp ................................................86
4.2.2 Công cụ hoạch định..................................................................................87
4.3 Tối ưu mạng......................................................................................................88
4.4 Tính toán tối ưu số cell trong mạng W-CDMA và mô phỏng các kết quả.......90
4.4.1 Tính toán tối ưu số cell.............................................................................91
4.4.1.1 Tính số cell theo dung lượng..............................................................92
4.4.1.2 Tính số cell theo vùng phủ.................................................................94
4.4.1.3 Kết quả tính số cell.............................................................................96
4.4.1.4 Tối ưu giữa vùng phủ và dung lượng.................................................96
4.4.2 Mô phỏng các kết quả bằng Visual Basic 6.0............................................98
4.4.2.1 Lưu đồ thuật toán...............................................................................98

4.4.2.2 Kết quả mô phỏng............................................................................101
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI..................................................103
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................104
PHỤ LỤC 1: CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG.....................................................105
PHỤ LỤC 2: CHƯƠNG TRÌNH..............................................................................109
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 3
Mục lục
3G 3
rd
Generation Thế hệ thứ 3
3GPP Third Generation Partnership
Project
Tổ chức chuẩn hóa các công nghệ
mạng thông tin di đông tế bào
8-PSK 8 Phase Shift Keying Điều chế dịch pha 8 trạng thái
3GPP R99 Release 1999 of 3GPP UMTS
Stander
Phiên bản 1999 của 3GPP UMTS
A
AMPS Advanced Mobile Phone Service Dịch vụ điện thoại tiên tiến
AMR Adaptive Multirate Đa tốc độ thích nghi
AGC Automatic Gain Control Bộ điều khiển tăng ích tự động
AuC Authentication Center Trung tâm nhận thực
B
BER Bit Error Rate Tốc độ lỗi bit
BLER Block Error Rate Tốc độ lỗi Block
BMC Broadcast/ Multicast Control Điều khiển quảng bá/ đa phưong tiện
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc

BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc
BMC Broadcast/ Multicast Control Điều khiển quảng bá/ đa phưong tiện
C
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
CEPT Conference European of Postal
and Telecommunications
Tổ chức các nhà cung cấp dịch vụ viễn
thông châu Âu
CN Core Network Mạng lõi
CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung
CRC Cylic Redundancy Check Mã vòng kiểm tra dư thừa
CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh
D
DECT Digital Enhanced Cordless
Telecommunications
Chuẩn viễn thông không dây số
DPCCH Dedicated Physical Control
Channel
Kênh điều khiển vật lý riêng
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 4
Mục lục
DS Direct Sequence Chuỗi trải phổ trực tiếp
E
EDGE Enhanced Data Rates for GSM
Evolution
Cải thiện tốc độ dữ liệu cho phát triển
GSM
EIR Equipment Identity Centre Trung tâm chỉ thị thiết bị
EIRP Equivalent Isotropic Radiated
Power

Công suất bức xạ đẳng hướng tương
đương
ETSI European Telecommunications
Standard Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu
F
FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần số
FDMA Frequency Division Multiple
Access
FER Frame Error Rate
Tỷ số lỗi khung
G
GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng
GMSC Gateway MSC MSC cổng
GMSK Gausian Minimum Shift Keying Điều chế dịch pha tối thiểu Gauss
GPRS General Packet Radio Services Dịch vụ vô tuyến gói chung
GSM Global System for Mobile
Communications
Hệ thống thông tin di động toàn cầu
H
HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú
HSCSD High Speed Circuit Switched Data Dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao
HSDPA High-speed Downlink Packet-data
Access
Truy nhập dữ liệu gói hướng xuống tốc
độ cao
I
IMT-2000 International Mobile
Telecommunications-2000
Viễn thông di động quốc tế 2000

IS-54 Interim Standard-54 Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA
của châu Mỹ (do AT&T đề xuất)
IS-95 Interim Standard-95 Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA
của Mỹ (do Qualcomm đề xuất)
ISDN Integrated Services Digital
Network
Mạng số đa dịch vụ
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 5
Mục lục
ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
ITU-R International Telecommunication
Union-Radio Sector
Liên hiệp viễn thông quốc tế - vô tuyến
K
KPI Key Performace Indicator Bộ chỉ thị hiệu năng chính
L
LLC Logical Link Control Điều khiển liên kết logic
M
MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường
MS Mobile Station Trạm di động
MSC Mobile Service Switching Center Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di
động
N
NAMPS Narrow-band Advanced Mobile
Phone System
Hệ thống di động tiên tiến băng hẹp
O
ODMA Opportunity Driven Multiplex
Access
Đa truy cập theo cơ hội

OQPSK Offset Quadrature Phase Shift
Keying
Kỹ thuật điều chế trực giao hiệu chỉnh
P
PDC Personal Digital Cellular Hệ thông tin số cá nhân
PDCH Packet Data CHannel Kênh dữ liệu gói
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng
PS Packet-switched Chuyển mạch gói
PSTN Public Switched Telephone
Network
Mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng
Q
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
QPSK Quadrature Phase Shift Keying Điều chế dịch pha cầu phương
R
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
RLB Radio Link Budgets Quỹ năng lượng đường truyền
RLC Radio Link Control Điều khiển kết nối vô tuyến
RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 6
Mục lục
RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến
RRM Radio Resouse Management Quản lý tài nguyên vô tuyến
S
SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS
SIR
Signal to Interference Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
SRNC
Serving RNC RNC phục vụ

T
TACS Total Access Communications
System
Hệ thống thông tin truy nhập toàn diện
TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng
TDD Time Division Duplex Song công phân chia theo thời gian
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian
TD-
SCDMA
Time Division-Synchronous Code
Division Access
Đa truy cập theo mã đồng bộ phân kênh
theo thời gian
TTA Telecommunications Technologies
Association
Liên hiệp các công nghệ viễn thông
TTC Telecommunications Technology
Committee
Ủy ban công nghệ viễn thông
U
UE User Equiment
Thiết bị người sử dụng
UMTS Universal Mobile
Telecommunications System
Hệ thống viễn thông di động toàn cầu
USIM Universal Subscriber Indentity
Module
Bộ phận nhận dạng trạm gốc
UTRAN UMTS Terresrial Radio Access
Network

Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
UMTS
V
VLR Visitor Location Register Thanh ghi định vị tạm trú
VMS Virtual Memory System Hệ thống bộ nhớ ảo
W
W-CDMA Wideband Code Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chia theo mã
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 7
Mục lục
DANH MỤC BẢNG
Số hiệu
bảng
Tên bảng Trang
1.1 Các thông số cơ bản của hệ thống thông tin tế bào số 14
2.1 Giá trị E
b
/N
0
yêu cầu trong trường hợp có và không có điều
khiển công suất nhanh
40
2.2 Công suất phát tương đối yêu cầu trong trường hợp có và
không có điều khiển công suất nhanh
40
2.3 Các mức tăng công suất được minh họa của kênh ITU
Pedestrian A đa đường với phân tập anten
43
2.4 Kết quả mô phỏng dịch vụ AMR, BLER = 1%, sử dụng điều

khiển công suất vòng ngoài
47
3.1 Tổng kết chuyển giao 68
4.1 Các thông số cho trạm di động MS 75
4.2 Các thông số cho trạm gốc BS 75
4.3 Quỹ đường truyền tham khảo cho các dịch vụ khác nhau 75
4.4 Giá trị K theo cấu hình site 77
4.5 Mối quan hệ giữa dự trữ nhiễu được yêu cầu ứng với tải cell 78
4.6 Các thông số sử dụng trong tính toán hệ số tải đường lên 80
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 8
Mục lục
4.7 Các thông số sử dụng trong việc tính toán hệ số tải liên kết
đơn
83
4.8 Nhu cầu về lưu lượng của một vùng cần tính toán 92
4.9 Bảng các thông số khi tính toán thiết kế hệ thống W-CDMA 92
4.10 Bảng kết quả tính số cell theo dung lượng 95
4.11 Bảng kết quả tính số cell theo vùng phủ 97
4.12 Bảng kết quả tính số cell 97
4.13 Bảng kết quả số cell tối ưu giữa vùng phủ và dung lượng 100
DANH MỤC HÌNH VẼ
Số hiệu
hình vẽ
Tên hình vẽ Trang
1.1 Lộ trình phát triển của các hệ thống thông tin di động lên 3G 15
1.2 Mô hình khái niệm mạng W-CDMA 22
1.3 Mô hình cấu trúc hệ thống W-CDMA 23
1.4 Cấu trúc mạng lõi theo tiêu chuẩn 3GPP R99 27
1.5 Cấu trúc giao thức ở giao diện vô tuyến 29
1.6 Các loại kênh trong UTRAN 30

1.7 Tín hiệu trải phổ 31
1.8 Các vị trí điển hình của RRM trong mạng W-CDMA 32
1.9 Đường cong tải 34
2.1 Hiệu ứng gần-xa (điều khiển công suất trên đường lên) 37
2.2 Bù nhiễu ở kênh lân cận (điều khiển công suất ở đường
xuống)
38
2.3 Công suất phát và thu trong 2 nhánh (công suất khoảng hở
trung bình 0÷10 dB); Kênh fading Rayleigh tại tốc độ 3 Km/h
41
2.4 Công suất phát và thu trên 3 nhánh (công suất khoảng hở như
nhau); Kênh fading Rayleigh tại tốc độ 3 Km/h
42
2.5 Công suất tăng trong kênh fading với điều khiển công suất
nhanh
43
2.6 Trôi công suất đường xuống trong chuyển giao mềm 44
2.7 Kiểm tra độ tin cậy của điều khiển công suất đường lên tại
UE trong chuyển giao mềm
45
2.8 Tính toán chất lượng trong điều khiển công suất vòng ngoài
tại RNC
49
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 9
Mục lục
2.9 Điều khiển công suất vòng ngoài đường lên cho nhiều dịch vụ
trên một kết nối vật lý
50
3.1 Các kiểu chuyển giao khác nhau 53
3.2 Các thủ tục chuyển giao 56

3.3 Sự so sánh giữa chuyển giao cứng và chuyển giao mềm 58
3.4 Nguyên lý chuyển giao mềm (trường hợp 2 đường) 59
3.5 Thuật toán chuyển giao mềm của IS-95A 60
3.6 Thuật toán chuyển giao mềm W-CDMA 61
3.7 Giảm nhiễu hướng lên bằng cách sử dụng SHO 63
3.8 Chuyển giao giữa hệ thống W-CDMA & GSM 65
3.9 Thủ tục chuyển giao giữa các hệ thống 65
3.10 Nhu cầu chuyển giao giữa các tần số sóng mang W-CDMA 67
3.11 Thủ tục chuyển giao giữa các tần số 67
3.12 Một ví dụ về mô hình chuyển giao 69
4.1 Quá trình quy hoạch mạng W-CDMA 70
4.2 Các kiểu môi trường phủ sóng trong hệ thống W-CDMA 72
4.3 Tính toán bán kính cell 77
4.4 Chia sẻ nhiễu giữa các cell ở W-CDMA 86
4.5 Quá trình tính toán vùng phủ và dung lượng lặp 87
4.6 Quá trình tối ưu mạng 90
4.7 Đo đạc hiệu năng của mạng 90
4.8 Sơ đồ thuật toán tối ưu số cell giữa dung lượng và vùng phủ 100
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 10
Mục lục
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, thông tin liên lạc đóng một vai trò rất quan trọng, nó quyết định
nhiều mặt hoạt động của xã hội, giúp con người nắm bắt nhanh chóng các thông tin
văn hóa, kinh tế, khoa học kỹ thuật rất đa dạng và phong phú. Với tốc độ cao, dịch vụ
phong phú và đa dạng của thông tin di động không chỉ hạn chế ở tín hiệu thoại thông
thường mà còn mở rộng ra các dịch vụ đa phương tiện khác như truyền âm nhạc, số
liệu tốc độ cao, hình ảnh,...
Nhu cầu ngày càng tăng làm cho các hệ thống sử dụng công nghệ 2G và 2,5G
hiện nay không đáp ứng được. Người ta đã nghiên cứu thành công thông tin di động
thế hệ mới là hệ thống di dộng 3G đảm bảo được các yêu cầu đó và đang được các

nước trên thế giới thử nghiệm và triển khai sự dụng. Ở nước ta thông tin di động thế
hệ 3 đã và đang được đưa vào sử dụng nhằm đáp ứng được nhu cầu sử dụng của mọi
người, giúp Việt Nam hội nhập nhanh chóng với các nước trên thế giới.
Với mong muốn tìm hiểu về một lĩnh vực viễn thông còn mới mẻ ở Việt Nam
cùng với kiến thức trong những đã tích lũy được trong quá trình học tập và sự giúp
đỡ của các thầy cô, bạn bè, em đã đăng ký đề tài tốt nghiệp “Điều khiển công suất
và quản lý tài nguyên vô tuyến trong hệ thống W-CDMA”.
Nội dung đồ án gồm 4 chương:
Chương I: Sự phát triển của thông tin di động.
Chương II: Điều khiển công suất trong hệ thống W-CDMA.
Chương III: Chuyển giao trong hệ thống W-CDMA.
Chương IV: Quy hoạch mạng vô tuyến W-CDMA.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS.Đào Minh Hưng đã nhiệt tình
hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Mặc dù đã rất cố gắng trong việc tìm tòi và học hỏi nhưng do hạn chế về thời
gian cũng như về sự hiểu biết nên không tránh khỏi sai sót. Em rất mong nhận được
sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để đồ án này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Quy Nhơn, tháng 6 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Mai Văn Trọng
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 11
Mục lục
CHƯƠNG I
SỰ PHÁT TRIỂN CỦA THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1 Xu hướng phát triển hệ thống thông tin di động trên thế giới
Thông tin di động đã được đưa vào sử dụng đầu tiên ở Mỹ năm 1946,
khi đó nó chỉ được sử dụng ở phạm vi thành phố, hệ thống này có 6 kênh sử
dụng cấu trúc ô rộng với tần số 150 MHz. Mặc dù các khái niệm tế bào, các
khái niệm trải phổ, điều chế số và các công nghệ hiện đại khác được biết đến

hơn 50 năm trước đây, nhưng cho đến đầu những năm 1960 dịch vụ điện thoại
di động tế bào mới xuất hiện trong các dạng ứng dụng và khi đó nó chỉ là các
sửa đổi thích ứng của các hệ thống điều vận. Các hệ thống di động đầu tiên này
có ít tiện lợi và có dung lượng rất thấp.Vào những năm 1980, hệ thống điện
thoại di động tế bào điều tần song công sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia
theo tần số xuất hiện, đây là hệ thống tương tự hay còn gọi là hệ thống thông tin
di động thế hệ thứ nhất (1G). Các hệ thống thông tin di động tế bào tương tự nổi
tiếng nhất là: hệ thống di động tiên tiến (AMPS), hệ thống di động tiên tiến băng
hẹp (NAMPS), hệ thống thông tin truy nhập toàn diện (TACS) và hệ thống
NTT. Hạn chế của các hệ thống này là: phân bố tần số hạn chế, dung lượng
thấp, tiếng ồn khó chịu, không đáp ứng được các dịch vụ mới hấp dẫn với khách
hàng...
Giải pháp để loại bỏ các hạn chế trên là chuyển sang sử dụng kỹ thuật
thông tin số sử dụng các dịch vụ đa truy nhập mới. Hệ thống đa truy nhập
TDMA đầu tiên ra đời trên thế giới là GSM. GSM được phát triển từ năm
1982, CEPT quy định việc ấn định tần số dịch vụ viễn thông châu Âu ở băng
tần 900 MHz. ở Việt Nam hệ thống thông tin di động được đưa vào hoạt động
vào năm 1993, hiện đang được hai công ty VMS và GPC khai thác rất hiệu
quả, mới đây Viettel là công ty thứ ba đưa vào khai thác hệ thống GSM trên
thị trường thông tin di động Việt nam. Song song với sự phát triển của các hệ
thống thông tin di động tế bào nói trên, các hệ thống thông tin di động hạn chế
cho mạng nội hạt sử dụng máy cầm tay không dây số cũng được nghiên cứu
phát triển. Hai hệ thống điển hình cho loại thông tin này là: DECT (Digital
Enhanced cordless Telecoms) của Châu Âu và PHS của Nhật cũng đã được
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 12
Mục lục
đưa vào khai thác. Ngoài kỹ thuật TDMA, đến năm 1995, CDMA được đưa
vào sử dụng ở một số nước. Các hệ thống thông tin di động kỹ thuật số nói
trên, sử dụng phương pháp truy nhập TDMA như GSM (Châu Âu), PDC
(Nhật) hoặc phương pháp truy nhập CDMA theo chuẩn năm 1995 (CDMA-

IS95) đều thuộc hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 2 (2G).
Bảng 1.1 Các thông số cơ bản của hệ thống thông tin tế bào số [6]
Các thông số
cơ bản
PDC (Nhật
Bản)
Bắc Mỹ Châu Âu
GSM
IS-54 IS-95
Băng tần
800 MHz/ 1,5
GHz
800 MHz 900 MHz
Khoảng cách
tần số
50 KHz (xen kẽ
25 KHz)
50 KHz (xen kẽ
25 KHz)
1,25 MHz
400 KHz (xen
kẽ 200 kHz)
Cơ chế truy
nhập
TDMA/ FDD TDMA/ FDD
DS-CDMA/
FDD
TDMA/ FDD
Cơ chế mã hoá
thoại

11,2 kbps
VSELP
5,6 kbps
PSI-CELPP
13 kbps
VSELP
8,5 kbps
QCELP
Tốc độ biến
thiên 4 nấc
22,8 kbps
PRE-LTP-
LPC
11,4 kbps
EVSI
Phương pháp
điều chế
QPSK QPSK
Hướng xuống:
QPSK
Hướng lên:
OQPSK
GMSK
∗
Chú thích:
RPE: mã hoá dự báo kích thích xung đều.
LTP: mã hoá dự báo dài hạn.
LPC: mã dự báo tuyến tính.
FDD: song công chia tần số.
PSI-CELP: dự báo tuyến tính kích thích mã – đổi đồng bộ âm.

Các hệ thống thông tin tế bào số có nhiều điểm nổi bật như chất lượng
thông tin được cải tiến nhờ các công nghệ xử lý tín hiệu số khác nhau, nhiều
dịch vụ mới (vd: các dịch vụ phi thoại), kỹ thuật mã hóa được cải tiến, tương
thích tốt hơn với các mạng số và phát huy hiệu quả dải phổ vô tuyến. Bảng 1.1
mô tả các thông số cơ bản của các tiêu chuẩn cho các hệ thống thông tin tế bào
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 13
Mục lục
số của Nhật Bản, Mỹ và Châu Âu. Ngoài chuẩn IS-95 dựa trên công nghệ
CDMA, tất cả các chuẩn khác đều dựa trên công nghệ TDMA.
Hình 1.1 Lộ trình phát triển của các hệ thống thông tin di động lên 3G
Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng, hệ thống thông tin di
động thế hệ thứ ba IMT-2000 đã và đang được nghiên cứu sử dụng. Khác với
các hệ thống thông tin di động thứ nhất (tương tự) và thứ hai (số), hệ thống
thông tin di động thế hệ thứ ba (3G) có xu thế chuẩn hoá toàn cầu và khả năng
cung cấp các dịch vụ ở tốc độ bít lên tới 2 Mbps (có thể sử dụng truy cập
Internet, truyền hình và thêm nhiều dịch vụ mới khác). Để phân biệt với hệ
thống thông tin di động băng hẹp hiện nay, hệ thống thông tin di động thế hệ thứ
3 còn được gọi là hệ thống thông tin di động băng rộng. Từ năm 2001, các hệ
thống IMT-2000 sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng
(W-CDMA) bắt đầu được đưa vào khai thác. Lộ trình phát triển của các hệ
thống thông tin di động lên 3G được minh họa ở hình 1.1.
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 14
Mục lục
Hiện nay, thế hệ thông tin di động thứ tư (4G) đang được nghiên cứu sử
dụng. Vào cuối năm 2009, nhà mạng TeliaSonera của Thụy Điển đã chính thức
cung cấp dịch vụ mạng di động 4G-LTE (Long Term Evolution) đầu tiên trên thế
giới tại 2 thành phố Stockholm (Thụy Điển) và Oslo (Na-Uy) [15].
Theo hiệp hội viễn thông quốc tế (ITU), số thuê bao di động toàn cầu năm
2009 đạt mức 4,6 tỷ và dự kiến tăng lên 5 tỷ trong năm 2010. Số thuê bao băng
thông rộng trên thế giới sẽ vượt ngưỡng 1 tỷ trong năm 2010.

1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1
Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 chỉ hổ trợ các dịch vụ thoại tương tự
và
sử
dụng kỹ thuật điều chế tương tự để mang dữ liệu thoại của mỗi người,
và sử
dụng
phương pháp đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA). Với
FDMA, khách
hàng
được cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh
trong lĩnh vực tần số.
Sơ
đồ báo hiệu của hệ thống FDMA khá phức tạp, khi
MS bật nguồn để hoạt động
thì
nó dò sóng tìm đến kênh điều khiển dành
riêng cho nó. Nhờ kênh này, MS
nhận
được dữ liệu báo hiệu gồm các lệnh về
kênh tần số dành riêng cho lưu lượng
người
dùng. Trong trường hợp số thuê
bao nhiều hơn số lượng kênh tần số có thể, thì
một
số người bị chặn lại không
được truy
cập.
Phổ tần số quy định cho liên lạc di động được chia thành 2N dải tần số
kế tiếp,

và
được cách nhau bởi một dải tần số phòng vệ. Mỗi dải tần số
được gán cho
một
kênh liên lạc. N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hướng
lên, sau một dải tần
phân
cách là N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hướng
xuống.
Đặc điểm
:
− Mỗi MS được cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến.
− Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng kể.
− BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS.
Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di động AMPS
(Advanced
Mobile
Phone System). Hệ thống di động này sử dụng phương
pháp đa truy cập đơn
giản.
Tuy nhiên, hệ thống không thoả mãn nhu cầu ngày
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 15
Mục lục
càng tăng của người dùng về
cả
dung lượng và tốc độ. Vì thế, hệ thống di
động thứ 2 ra đời được cải thiện về
cả
dung lượng, tốc
độ và các dịch vụ

được cung cấp.
1.3 Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của thuê bao cả về số lượng và chất
lượng, hệ thống thông tin di động thế hệ 2 được đưa ra để đáp ứng kịp thời số
lượng lớn các thuê bao di động dựa trên công nghệ số .
Tất cả hệ thống thông tin di động thế hệ 2 sử dụng điều chế số. Và chúng
sử dụng 2 phương pháp đa truy cập :
• Đa truy cập phân chia theo thời gian (Time Division Multiple Access -
TDMA).
• Đa truy cập phân chia theo mã (Code Division Multiple Access - CDMA).
1.3.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA
Với phương pháp truy cập TDMA thì nhiều người sử dụng một sóng
mang và trục thời gian được chia thành nhiều khoảng thời gian nhỏ để dành cho
nhiều người sử dụng sao cho không có sự chồng chéo. Phổ quy định cho liên
lạc di động được chia thành các dải tần liên lạc, mỗi dải tần liên lạc này dùng
chung cho N kênh liên lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe thời gian trong chu kỳ
một khung. Các thuê bao khác dùng chung kênh nhờ cài xen thời gian, mỗi thuê
bao được cấp phát cho một khe thời gian trong cấu trúc khung.
Đặc điểm:
− Tín hiệu của thuê bao được truyền dẫn số.
− Liên lạc song công mỗi hướng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau,
trong đó một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ trạm gốc đến các
máy di động và một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ máy di
động đến trạm gốc. Việc phân chia tần như vậy cho phép các máy thu và
máy phát có thể hoạt động cùng một lúc mà không sợ can nhiễu nhau.
− Giảm số máy thu phát ở BTS.
− Giảm nhiễu giao thoa.
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 16
Mục lục
Hệ thống TDMA điển hình là hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global

System for Mobile Communications - GSM).
Máy điện thoại di động kỹ thuật số TDMA phức tạp hơn kỹ thuật FDMA.
Hệ thống xử lý số đối với tín hiệu trong MS tương tự có khả năng xử lý không
quá 106 lệnh trên giây, còn trong MS số TDMA phải có khả năng xử lý hơn
50x106 lệnh trên giây.
1.3.2 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA
Với phương pháp đa truy cập CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên
nhiều người sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các
cuộc gọi mà không sợ gây nhiễu lẫn nhau. Những người sử dụng nói trên được
phân biệt với nhau nhờ dùng một mã đặc trưng không trùng với bất kỳ ai. Kênh
vô tuyến CDMA được dùng lại mỗi cell trong toàn mạng, và những kênh này
cũng được phân biệt nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên (Pseudo Noise - PN).
Đặc điểm của CDMA:
− Dải tần tín hiệu rộng hàng MHz.
− Sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp.
− Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cường độ
trường rất nhỏ và chống fading hiệu quả hơn FDMA, TDMA.
− Việc các thuê bao MS trong cell dùng chung tần số khiến cho thiết bị
truyền dẫn vô tuyến đơn giản, việc thay đổi kế hoạch tần số không còn vấn đề,
chuyển giao trở thành mềm, điều khiển dung lượng cell rất linh hoạt.
1.4 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3
Công nghệ thông tin di động số thế hệ 3. Công nghệ này liên quan đến
những cải tiến đang được thực hiện trong lĩnh vực truyền thông không dây cho
điện thoại và dữ liệu thông qua bất kỳ chuẩn nào trong những chuẩn hiện nay.
Đầu tiên là tăng tốc độ bit truyền từ 9,5 kbps lên 2 Mbps. Khi số lượng thiết bị
cầm tay được thiết kế để truy cập Internet gia tăng, yêu cầu đặt ra là phải có
được công nghệ truyền thông không dây nhanh hơn và chất lượng hơn. Công
nghệ này sẽ nâng cao chất lượng thoại, và dịch vụ dữ liệu sẽ hỗ trợ việc gửi nội
dung video và multimedia đến các thiết bị cầm tay và điện thoại di động.
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 17

Mục lục
Các hệ thống thông tin di động số hiện nay đang ở giai đoạn chuyển từ thế
hệ 2,5G sang thế hệ 3G. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và các dịch vụ
thông tin di động, ngay từ đầu những năm đầu của thập kỷ 90 người ta đã tiến
hành nghiên cứu hoạch định hệ thống thông tin di động thế hệ ba. ITU-R đang
tiến hành công tác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-
2000. Ở châu Âu ETSI đang tiến hành tiêu chuẩn hóa phiên bản này với tên gọi
là UMTS (Universal Mobile Telecommunication System). Hệ thống mới này sẽ
làm việc ở dải tần 2 GHz. Nó sẽ cung cấp nhiều loại hình dịch vụ bao gồm các
dịch vụ thoại và số liệu tốc độ cao, video và truyền thanh. Tốc độ cực đại của
người sử dụng có thể lên đến 2 Mbps. Người ta cũng đang tiến hành nghiên cứu
các hệ thống vô tuyến thế hệ thứ tư có tốc độ lên đến 32 Mbps.
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba được xây dựng trên cơ sở IMT-2000
với các tiêu chí sau :
− Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2 GHz với đường lên có dải tần
1885÷2025MHz và đường xuống có dải tần 2110÷2200 MHz.
− Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô
tuyến, tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến, đồng thời tương
tác với mọi loại dịch vụ viễn thông.
− Hệ thống thông tin di động 3G sử dụng các môi trường khai thác khác
nhau.
− Có thể hỗ trợ các dịch vụ như : môi trường thông tin nhà ảo (VHE –
Vitual Home Environment) trên cơ sở mạng thông minh, di động cá nhân và
chuyển mạch toàn cầu; đảm bảo chuyển mạng quốc tế; đảm bảo các dịch vụ
đa phương tiện đồng thời cho thoại, số liệu chuyển mạch theo kênh và số liệu
chuyển mạch theo gói.
− Dễ dàng hỗ trợ các dich vụ mới xuất hiện.
Các hệ thống thông tin di động thế hệ hai phát triển thông dụng nhất hiện
nay là : GSM, cdmaOne (IS-95), TDMA (IS-136), PDC. Trong quá trình thiết kế
hệ thống thông tin di động thế hệ ba, các hệ thống thế hệ hai được cơ quan chuẩn

hóa của từng vùng xem xét để đưa ra các đề xuất tương ứng thích hợp với mỗi
vùng.
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 18
Mục lục
Công nghệ 3G bao gồm 3 chuẩn chính: W-CDMA, CDMA2000, và TD-
SCDMA. Chuẩn W-CDMA có hai chuẩn con thành phần: UMTS và FOMA.
1.4.1 UMTS (Universal Mobile Telephone System)
UMTS dựa trên công nghệ W-CDMA, là giải pháp tổng quát cho các
nước sử dụng công nghệ di động GSM. UMTS do tổ chức 3GPP quản lý, 3GPP
cũng đồng thời chịu trách nhiệm về các chuẩn mạng di động như GSM, GPRS
và EDGE.
UMTS đôi khi còn có tên là 3GSM, dùng để nhấn mạnh sự liên kết giữa
3G và chuẩn GSM. UMTS hỗ trợ tốc độ truyền tải dữ liệu đến 1920 kbps, mặc
dù trong thực tế hiệu suất đạt được chỉ vào khoảng 384 kbps. Tuy nhiên, tốc độ
này vẫn còn nhanh hơn nhiều so với chuẩn GSM (14,4 kbps) và HSCSD (14,4
kbps).
1.4.2 FOMA (Freedom Of Mobile multimedia Access)
FOMA được đưa vào ứng dụng từ năm 2001, và được coi là dịch vụ 3G
thương mại đầu tiên của thế giới. Mặc dù cũng dựa vào nền tảng W-CDMA
nhưng FOMA lại không tương thích với UMTS.
1.5 Tổng quan về công nghệ W-CDMA
W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) là công nghệ
thông tin di động thế hệ 3 giúp tăng tốc độ truyền nhận dữ liệu cho hệ thống
GSM bằng cách dùng kỹ thuật CDMA hoạt động ở bằng tần rộng thay thế cho
TDMA. W-CDMA nằm trong dải tần 1920÷1980 MHz, 2110÷2170 MHz. Trong
các công nghệ thông tin di động thế hệ 3 thì W-CDMA nhận được sự ủng hộ lớn
nhất nhờ vào tính linh hoạt của lớp vật lý trong việc hỗ trợ các kiểu dịch vụ khác
nhau.
W-CDMA có các đặc điểm cơ bản sau:
- Là hệ thống đa truy cập phân chia theo mã trải phổ trực tiếp, có tốc độ

bit cao (lên đến 2 Mbps).
- Tốc độ chip 3,84 Mcps với độ rộng sóng mang 5 MHz, do đó hỗ trợ tốc
độ dữ liệu cao đem lại nhiều lợi ích như độ lợi đa phân tập.
- Hỗ trợ tốc độ người sử dụng thay đổi liên tục. Mỗi người sử dụng cung
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 19
Mục lục
cấp một khung, trong khung đó tốc độ dữ liệu giữ cố định nhưng tốc độ có thể
thay đổi từ khung này đến khung khác.
- Hỗ trợ hai mô hình vô tuyến FDD và TDD. Trong mô hình FDD sóng
mang 5 MHz sử dụng cho đường lên và đường xuống, còn trong mô hình TDD
sóng mang 5 MHz chia sẻ theo thời gian giữa đường lên và đường xuống.
- W-CDMA hỗ trợ hoạt động không đồng bộ của các trạm gốc, do đó dễ
dàng phát triển các trạm gốc vừa và nhỏ.
- W-CDMA sử dụng tách sóng có tham chiếu đến sóng mang dựa trên
kênh hoa tiêu, do đó có thể nâng cao dung lượng và vùng phủ.
- W-CDMA được thiết kế dễ dàng nâng cấp hơn các hệ thống CDMA như
tách sóng đa người sử dụng, sử dụng anten thông minh để nâng cao dung lượng
và vùng phủ.
- W-CDMA được thiết kế tương thích với GSM để mở rộng vùng phủ
sóng và dung lượng của mạng.
- Lớp vật lý mềm dẻo dễ tích hợp được tất cả thông tin trên một sóng
mang.
- Hệ số tái sử dụng tần số bằng 1.
- Hỗ trợ phân tập phát và các cấu trúc thu tiên tiến.
Nhược điểm chính của W-CDMA là hệ thống không cho phép trong băng
TDD phát liên tục cũng như không tạo điều kiện cho các kỹ thuật chống nhiễu
các môi trường làm việc khác nhau.
Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 W-CDMA có thể cung cấp các dịch
vụ với tốc độ bit lên đến 2 Mbps, bao gồm nhiều kiểu truyền dẫn như truyền dẫn
đối xứng và không đối xứng, thông tin điểm đến điểm và thông tin đa điểm. Với

khả năng đó, các hệ thống thông tin di động thế hệ ba có thể cung cấp dễ dàng
các dịch vụ mới như đàm thoại video (Video Call), duyệt web qua điện thoại
(Mobile Internet), Mobile TV,…
1.5.1 Cấu trúc mạng W-CDMA
1.5.1.1 Mô hình khái niệm
Mạng 3G bao gồm năng chính: khối chức năng chuyển mạch gói (PS) và
khối chức năng chuyển mạch kênh (CS). Các giao diện là phương tiện để các
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 20
Mục lục
khối chức năng giao tiếp với nhau.
Hình 1.2 Mô hình khái niệm mạng W-CDMA
Dựa trên cấu trúc thủ tục và nhiệm vụ của chúng, mô hình mạng 3G được
chia thành hai tầng: tầng truy cập và tầng không truy cập.
− Tầng truy cập bao gồm các thủ tục xử lý giao tiếp giữa UE với mạng truy
nhập.
− Tầng không truy nhập chứa các thủ tục xử lý giao tiếp giữa UE với mạng
lõi (khối chức năng CS/PS) tương ứng.
Mạng thường trú chứa các thông tin đăng ký và thông tin bảo mật. Mạng
phục vụ là một phần của mạng lõi. Mạng truyền tải là phần mạng lõi thực hiện
kết nối thông tin giữa mạng phục vụ với các mạng bên ngoài.
1.5.1.2 Mô hình cấu trúc
Hệ thống W-CDMA được xây dựng trên cơ sở mạng GPRS. Về mặt chức
năng có thể chia cấu trúc mạng W-CDMA ra làm hai phần: mạng lõi (CN) và
mạng truy cập vô tuyến (UTRAN), trong đó mạng lõi sử dụng toàn bộ cấu trúc
phần cứng của mạng GSM, còn mạng truy nhập vô tuyến là phần nâng cấp của
W-CDMA. Ngoài ra để hoàn thiện hệ thống, trong W-CDMA còn có UE thực
hiện giao tiếp người sử dụng với hệ thống.
Từ quan điểm chuẩn hóa, cả UE và UTRAN đều bao gồm những giao
thức mới được thiết kế dựa trên công nghệ vô tuyến W-CDMA, trái lại mạng lõi
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 21

Miền CS
Miền PS
Mạng
phục vụ
Cu
Uu
Iu
Yu
Mạng
thường trú
Tầng không truy cập
Thiết bị
di động
Mạng
truy cập
USIM
Tầng truy cập
Mạng
truyền
dẫn
Miền mạng lõi
Miền cấu trúc mạng
Miền thiết bị người sử dụng
UTRAN
Mục lục
được định nghĩa hoàn toàn dựa trên GSM. Điều này cho phép hệ thống W-
CDMA phát triển mang tính toàn cầu trên cơ sở công nghệ GSM.
Hình 1.3 Mô hình cấu trúc hệ thống W-CDMA
 UE (User Equipment)
UE gồm hai phần:

- Thiết bị di động (ME: Mobile Equipment): là đầu cuối vô tuyến được sử
dụng cho thông tin vô tuyến trên giao diện U
u
.
- Module nhận dạng thuê bao W-CDMA (USIM): là một thẻ thông minh
chứa thông tin nhận dạng của thuê bao, thực hiện các thuật toán nhận thực, lưu
giữ các khóa nhận thực và một số thông tin thuê bao cần thiết cho đầu cuối.
 UTRAN
Mạng truy nhập vô tuyến có nhiệm vụ thực hiện các chức năng liên quan
đến truy cập vô tuyến. UTRAN gồm hai phần tử: Node B và RNC.
 CN (Core Network)
Các phần tử chính của mạng lõi như sau:
- HLR (Home Location Register): là thanh ghi định vị thường trú lưu giữ
thông tin chính về lý lịch dịch vụ của người sử dụng, bao gồm thông tin về các
dịch vụ được phép, các vùng không được chuyển mạng và các thông tin về dịch
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 22
Mục lục
vụ bổ sung như trạng thái chuyển hướng cuộc gọi, số lần chuyển hướng cuộc
gọi.
- MSC/VLR (Mobile Service Switching Center/Visitor Location
Register): là tổng đài (MSC) và cơ sở dữ liệu (VLR) để cung cấp các dịch vụ
chuyển mạch kênh cho UE tại vị trí của nó. MSC có chức năng sử dụng các giao
dịch chuyển mạch kênh. VLR có chức năng lưu giữ bản sao về lý lịch người sử
dụng cũng như vị trí chính xác của UE trong hệ thống đang phục vụ.
- GMSC (Gateway MSC): trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động
cổng kết nối với mạng ngoài.
- SGSN (Servicing GPRS Support Node): node hỗ trợ GPRS đang phục
vụ, có chức năng như MSC/VLR nhưng được sử dụng cho các dịch vụ chuyển
mạch gói (PS).
- GGSN (Gateway GPRS Support Node): node hỗ trợ GPRS cổng, có

chức năng như GMSC nhưng chỉ phục vụ cho các dịch vụ chuyển mạch gói.
Để kết nối MSC với mạng ngoài cần có thêm phần tử làm chức năng
tương tác mạng (IWF). Ngoài ra mạng lõi còn chứa các cơ sở dữ liệu cần thiết
cho các mạng di động như HLR, AuC và EIR.
 Các mạng ngoài
- Mạng CS: mạng đảm bảo các kết nối cho các dịch vụ chuyển mạch kênh.
Ví dụ: mạng ISDN, PSTN.
- Mạng PS: mạng kết nối cho các dịch vụ chuyển mạch gói.
Ví dụ: mạng Internet.
 Các giao diện vô tuyến
- Giao diện Cu: là giao diện giữa thẻ thông minh USIM và ME. Giao diện
này tuân theo một khuôn dạng chuẩn cho các thẻ thông minh.
- Giao diện Uu: là giao diện mà qua đó UE truy câp các phần tử cố định
của hệ thống và vì thế nó là giao diện mở quan trọng nhất của W-CDMA.
- Giao diện Iu (UTRAN-CN):
+ Cung cấp cho các nhà khai thác khả năng trang bị UTRAN và CN từ các
nhà sản xuất khác nhau.
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 23
Mục lục
+ Là một giao diện mở để chia hệ thống thành UTRAN đặc thù và CN. Iu
có thể có hai trường hợp khác nhau: Iu
CS
(kết nối UTRAN với CN chuyển mạch
kênh) và Iu
PS
(kết nối UTRAN với CN chuyển mạch gói).
- Giao diện Iu
r
: cho phép chuyển giao mềm giữa các RNC từ các nhà sản
xuất khác nhau và đảm bảo bốn chức năng sau:

+ Hỗ trợ tính di động cơ sở giữa các RNC.
+ Hỗ trợ kênh lưu lượng riêng.
+ Hỗ trợ kênh lưu lượng chung.
+ Hỗ trợ quản lý tài nguyên máy tính toàn cầu.
- Giao diện Iu
b
: giao diện cho phép kết nối một Node B với một RNC, Iu
b
có những chức năng sau:
+ Thiết lập, bổ sung, giải phóng và tái thiết lập một kết nối vô tuyến đầu
tiên của một UE và chọn điểm kết cuối lưu lượng.
+ Khởi tạo và báo cáo các đặc thù cell, Node B, kết nối vô tuyến.
+ Xử lý các kênh riêng và kênh chung.
+ Xử lý kết hợp chuyển giao.
+ Quản lý sự cố kết nối vô tuyến.
1.5.2 Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UTRAN
UTRAN bao gồm nhiều hệ thống mạng con vô tuyến RNS (Radio
Network Subsystem). Các RNS giao tiếp với nhau sử dụng giao diện mở Iu
r
mang cả thông tin báo hiệu và lưu lượng.
Các đặc tính của UTRAN là cơ sở để thiết kế cấu trúc UTRAN, các chức
năng và giao thức. UTRAN có các đặc tính chính sau:
- Hỗ trợ các chức năng truy cập vô tuyến, đặc biệt là chuyển giao mềm và
các thuật toán quản lý tài nguyên đặc thù của W-CDMA.
- Đảm bảo tính chung nhất cho việc xử lý số liệu chuyển mạch kênh và
chuyển mạch gói để kết nối từ UTRAN đến cả hai vùng PS và CS của mạng lõi.
- Đảm bảo tính chung nhất với GSM.
- Sử dụng cơ chế truyền tải ATM là cơ chế truyền tải chính của UTRAN.
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 24
Mục lục

1.5.2.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC)
RNC là phần tử mạng chịu trách nhiệm điều khiển tài nguyên vô tuyến
của UTRAN. RNC kết nối với CN (thông thường với một MSC và SGSN) qua
giao diện vô tuyến I
u
. RNC điều khiển Node B chịu trách nhiệm điều khiển tải và
tránh tắc nghẽn cho các cell của mình.
Khi một kết nối UE – UTRAN sử dụng nhiều tài nguyên từ nhiều RNC thì
các RNC này sẽ có hai vai trò logic riêng biệt:
- RNC phục vụ (Serving RNC): thực hiện xử lý số liệu truyền từ lớp
kết nối số liệu tới các tài nguyên vô tuyến. SRNC cũng là CRNC của một Node
B nào đó được UE sử dụng để kết nối với UTRAN.
- RNC trôi (Drift RNC): là một RNC bất kỳ khác với SRNC để điều
khiển các cell được UE sử dụng. Khi cần DRNC có thể thực hiện kết hợp và
phân chia ở phân tập vĩ mô. DRNC không thực hiện xử lý số liệu trong lớp kết
nối số liệu mà chỉ định tuyến số liệu giữa các giao diện Iu
b
và Iu
r
. UE có thể
không có hoặc có một hay nhiều DRNC.
1.5.2.2 Node B
Chức năng chính của Node B là thực hiện xử lý trên lớp vật lý của giao
diện vô tuyến như mã hóa kênh, đan xen, thích ứng tốc độ, trải phổ,… Nó cũng
thực hiện phần khai thác quản lý tài nguyên vô tuyến như điều khiển công suất
vòng trong. Về phần chức năng nó giống như trạm gốc của GSM.
1.5.2.3 Các chức năng điều khiển của UTRAN
o Phát quảng bá thông tin hệ thống.
o Thiết lập các kênh mạng báo hiệu và truy cập ngẫu nhiên.
o Quản lý kênh mang vô tuyến.

o Các chức năng an toàn trong mạng UTRAN.
o Xử lý cơ sở dữ liệu.
o Định vị thuê bao.
SVTH: Mai Văn Trọng Trang 25