Niên luận tìm hiểu công nghệ 3g

Tìm hiểu công nghệ 3G

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU
Ở Việt Nam trong những năm gần đây, ngành công nghiệp viễn thông nói chung
và thông tin di động nói riêng đã có những bước phát triển vượt bậc. Từ chỗ có hai nhà
cung cấp dịch vụ di động, cho đến nay đã có bảy nhà cung cấp dịch vụ di động. Cùng với
đó, số lượng thuê bao di động không ngừng tăng lên, yêu cầu của khách hàng sử dụng
dịch vụ di động cũng ngày một cao hơn. Điện thoại di động giờ đây không chỉ để dùng để
nghe gọi như trước nữa, mà nó đã trở thành một thiết bị đầu cuối di động với đầy đủ các
tính năng để phục vụ mọi nhu cầu của con người.
Thông tin di động đóng một vai trò hết sức quan trọng trong cuộc sống của chúng
ta. Nhờ có thông tin di động mà mọi người trên toàn thế giới có thể liên lạc với nhau một
cách dễ dàng, tuy nhiên nhu cầu con người là rất lớn, bởi mọi người không chỉ đơn thuần
là liên hệ với nhau mà họ còn muốn có các dịch vụ truyền thông đa phương tiện. Để đáp
ứng được nhu cầu đó của con người các công nghệ thông tin di động đã được ra đời và
ngày càng phát triển, ban đầu với công nghệ 0G, 1G đã cho phép mọi người liên lạc với
nhau thuận tiện hơn, sau đó là công nghệ 2G (như GSM) đã cho phép mọi người sử dụng
nhiều dịch vụ hơn qua mạng thông tin di động, tuy nhiên cho tới nay thì cả công nghệ 3G
(UMTS) và công nghệ 3.5G đã ra đời và phát triển rất mạnh nó cho phép rất nhiều dịch
vụ đa phương tiện như truyền hình ảnh, âm thanh chất lượng cao, và đã phần nào thỏa
mãn được nhu cầu rất lớn của người dùng.
Với bài niên luận “Tìm hiểu công nghệ 3G” sẽ cho phép chúng ta hiểu rõ hơn về
từng giai đoạn phát triển của công nghệ thông tin di động qua việc so sánh chúng. Do thời
1
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
gian nghiên cứu có hạn nên bài niên luận không tránh khỏi những thiếu sót nhất định rất

mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và những người quan tâm tới đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn!

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
2
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
..........................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................

Cần Thơ, ngày…..tháng……năm 2016
Giáo viên hướng dẫn
Nguyễn Vĩnh Thành

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
1G

The First Generation

Hệ thống di động thế hệ 1

2G

The Second Generation

Hệ thống di động thế hệ 2

3G

The Third Generation

Hệ thống di động thế hệ 3

3GPP

Third Generation Partnership Project

Dự án đối tác thế hệ thứ 3

3GPP2

Third Generation Partnership Project 2 Dự án 2 đối tác thế hệ thứ 3

ADSL

Asymmmetic Digital Subscriber Line

Dường dây thuê bao số bất

đối xứng

BTS

Base Transceiver Station

Trạm thu phát gốc

CDMA

Code Division Multiple Access

CS

Circuit Switch

Đa truy nhập phân chia theo
mã
Chuyển mạch kênh

EDGE

Enhanced Data Rates for GSM
Evolution

Cải thiện tốc độ số liệu cho
phát triển GSM

DSL

Digital Subscriber Line

Đường thuê bao số

GPRS
GPS
GSM

General Packt Radio Services
Global Position System
Global System for Moblie
Communications

Dịch vụ vô tuyến gói chung
Hệ thống định vị toàn cầu
Hệ thống thông tin di động
toàn cầu

IMT-2000

International Mobile
Telecommunications-2000
Interim Standard – 54

Viễn thông di động quốc tế
2000
Tiêu chuẩn thông tin di động
TDMA cải tiến của Mỹ (do

IS-54

3
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G

AT&T đề xuất)
Tiêu chuẩn thông tin di động
TDAM của Mỹ
Mạng số dịch vụ tích hợp
Liên minh viễn thông quốc tế

IS-95

Interim Standard – 95

ISDN
ITU
LAN

Integrated Services Digital Netword
International Telecommunication
Union
Local Area Network

MMS

Multimedia Messaging Services

Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện

PS

Packet Switch

Chuyển mạch gói

PSTN

Public Switched Telephone
Network

Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng

TDMA

Time Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo thời
gian

TE

Terminal Equipment

Thiết bị đầu cuối

UMTS

Universal Mobile
Telecommunications System

Hệ thống viễn thông di động toàn
cầu

WCDMA

Wideband Cosw Division
Multiple Access

Đa truy nhập băng rộng phân chia
theo mã

Mạng cục bộ

4
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G

Chương 1. SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG 1G VÀ MẠNG 2G

I. Công nghệ mạng 1G
Là mạng thông tin di động không dây cơ bản đầu tiên trên thế giới. Nó là hệ thống
giao tiếp thông tin qua kết nối tín hiệu analog được giới thiệu lần đầu tiên vào những năm
đầu thập niên 80s. Nó sử dụng các ăng-ten thu phát sóng gắn ngoài, kết nối theo tín hiệu
analog tới các trạm thu phát sóng và nhận tín hiệu xử lý thoại thông qua các module gắn

trong máy di động. Chính vì thế mà các thế hệ máy di động đầu tiên trên thế giới có kích
thước khá to và cồng kềnh do tích hợp cùng lúc 2 module thu tín hiện và phát tín hiệu như
trên.

Hình 1. Tiêu biểu cho thế hệ mạng di động 1G là các thiết bị thu phát tin hiệu analog to
và khá kềnh càng
Mặc dù là thế hệ mạng di động đầu tiên với tần số chỉ từ 150MHz nhưng mạng 1G cũng
phân ra khá nhiều chuẩn kết nối theo từng phân vùng riêng trên thế giới: NMT (Nordic
Mobile Telephone) là chuẩn dành cho các nước Bắc Âu và Nga;
5
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
AMPS (Advanced Mobile Phone System) tại Hoa Kỳ; TACS (Total Access
Communications System) tại Anh; JTAGS tại Nhật; C-Netz tại Tây Đức; Radiocom 2000
tại Pháp; RTMI tại Ý.
II. Công nghệ mạng 2G
1. Khái niệm
2G (Second-Generation wireless telephone technology) là mạng điện thoại di động
thế hệ thứ 2. Đặc điểm khác biệt nổi bật giữa mạng điện thoại thế hệ đầu tiên (1G) và
mạng 2G là sự chuyển đổi từ điện thoại dùng tín hiệu tương tự sang tín hiệu số. Tùy theo
kỹ thuật đa truy cập, mạng 2G có thể phân ra 2 loại: mạng 2G dựa trên nền TDMA (Time
Division Multiple Access) và mạng 2G dựa trên nền CDMA (Code Division Multiple
Access).
Trong đó, TDMA là phương thức đa truy cập phân chia theo thời gian còn CDMA là
phương thức đa truy cập phân chia theo mã. Trong kỹ thuật CDMA, tín hiệu của mỗi
người dùng (user) sẽ được dàn trải (spreading) bằng một mã xác định trực giao (hoặc giả
trực giao) với nhau. Tín hiệu truyền sẽ là tín hiệu chồng chập của nhiều người dùng khác
nhau theo thời gian và trên cùng một băng tần số.

2. Đặc điểm công nghệ 2G
Công nghệ 2G (bao gồm GSM (Global system Mobile Communication) và CDMA
(Code Division Multiple Access)). Thế hệ đang được dùng trên thế giới.
- Kỹ thuật chuyển mạch số
- Dung lượng lớn
- Siêu bảo mật (High Security)
- Nhiều dịch vụ kèm theo như truyền dữ liệu, fax, SMS (tin nhắn),…
-

Phần lớn điện thoại di động ngày nay đều có tiêu chuẩn 2G và sử dụng GSM –

hệ thống di động kỹ thuật số được sử dụng rộng rãi nhất.

3. Các chuẩn chủ yếu của công nghệ 2G bao gồm

6
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
a. GSM
GSM (thuộc TDMA) có nguồn gốc từ châu Âu, nhưng đã được sử dụng trên tất cả
các quốc gia ở 6 lục địa. Ngày nay, công nghệ GSM vẫn còn được sử dụng với 80% điện
thoại di động trên thế giới.
GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động (ĐTDĐ) trên thế giới. Khả
năng phủ sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên phổ biến trên thế giới,
cho phép người sử dụng có thể sử dụng ĐTDĐ của họ ở nhiều vùng trên thế giới. GSM
khác với các chuẩn tiền thân của nó về cả tín hiệu và tốc độ, chất lượng cuộc gọi. Nó
được xem như là một hệ thống ĐTDĐ thế hệ thứ hai (second generation, 2G). GSM là
một chuẩn mở, hiện tại nó được phát triển bởi 3rd Generation Partnership Project (3GPP)

Đứng về phía quan điểm khách hàng, lợi thế chính của GSM là chất lượng cuộc gọi tốt
hơn, giá thành thấp và dịch vụ tin nhắn. Thuận lợi đối với nhà điều hành mạng là khả
năng triển khai thiết bị từ nhiều người cung ứng. GSM cho phép nhà điều hành mạng có
thể sẵn sàng dịch vụ ở khắp nơi, vì thế người sử dụng có thể sử dụng điện thoại của họ ở
khắp nơi trên thế giới.
* Giao diện vô tuyến:
GSM là mạng điện thoại di động thiết kế gồm nhiều tế bào (cell) do đó các máy
điện thoại di động kết nối với mạng bằng cách tìm kiếm các cell gần nó nhất. Các mạng di
động GSM hoạt động trên 4 tần số. Hầu hết thì hoạt động ở tần số 900 MHz và
1800 MHz. Vài nước ở Châu Mỹ thì sử dụng tần số 850 MHz và 1900 MHz do tần số
900 MHz và 1800 MHz ở nơi này đã bị sử dụng trước.
Và cực kỳ hiếm có mạng nào sử dụng tần số 400 MHz hay 450 MHz chỉ có
ở Scandinavia sử dụng do các băng tần khác đã bị cấp phát cho việc khác.
Các mạng sử dụng tần số 900 MHz thì đường lên (từ thuê bao di động đến trạm truyền
dẫn uplink) sử dụng tần số trong dải 890–915 MHz và đường xuống downlink sử dụng
tần số trong dải 935–960 MHz. Và chia các băng tần này thành 124 kênh với độ rộng
băng thông 25 MHz, mỗi kênh cách nhau 1 khoảng 200 kHz. Khoảng cách song công
(đường lên & xuống cho 1 thuê bao) là 45 MHz.
7
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
Ở một số nước, băng tần chuẩn GSM900 được mở rộng thành E-GSM, nhằm đạt
được dải tần rộng hơn. E-GSM dùng 880–915 MHz cho đường lên và 925–960 MHz cho
đường xuống. Như vậy, đã thêm được 50 kênh (đánh số 975 đến 1023 và 0) so với băng
GSM-900 ban đầu. E-GSM cũng sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (time
division multiplexing), cho phép truyền 8 kênh thoại toàn tốc hay 16 kênh thoại bán tốc
trên 1 kênh vô tuyến. Có 8 khe thời gian gộp lại gọi là một khung TDMA. Các kênh bán
tốc sử dụng các khung luân phiên trong cùng khe thời gian. Tốc độ truyền dữ liệu cho cả

8 kênh là 270.833 kbit/s và chu kỳ của một khung là 4.615 m.
Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watt đối với băng
GSM 850/900 MHz và tối đa là 1 watt đối với băng GSM 1800/1900 MHz.
* Mã hóa âm thanh:
GSM sử dụng khá nhiều kiểu mã hóa thoại để nén tần số audio 3,1 kHz vào trong
khoảng 6.5 and 13 kbit/s. Ban đầu, có 2 kiểu mã hoá là bán tốc (haft rate -5.6 kbps)và
toàn tốc (Full Rate -13 kbit/s)). Để nén họ sử dụng hệ thống có tên là mã hóa dự đoán
tuyến tính (linear predictive coding -LPC).
GSM được cải tiến hơn vào năm 1997 với mã hóa EFR (mã hóa toàn tốc cải tiến
-Enhanced Full Rate), kênh toàn tốc nén còn 12.2 kbit/s. Sau đó, với sự phát triển của
UMTS, EFR được tham số lại bởi kiểu mã hóa biến tốc, được gọi là AMR-Narrowband.
Có tất cả bốn kích thước cell site trong mạng GSM đó là macro, micro, pico và
umbrella. Vùng phủ sóng của mỗi cell phụ thuộc nhiều vào môi trường. Macro cell được
lắp trên cột cao hoặc trên các toà nhà cao tầng, micro cell lại được lắp ở các khu thành thị,
khu dân cư, pico cell thì tầm phủ sóng chỉ khoảng vài chục mét trở lại nó thường được lắp
để tiếp sóng trong nhà. Umbrella lắp bổ sung vào các vùng bị che khuất hay các vùng
trống giữa các cell.

8
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
Bán kính phủ sóng của một cell tuỳ thuộc vào độ cao của anten, độ lợi anten
thường thì nó có thể từ vài trăm mét tới vài chục km. Trong thực tế thì khả năng phủ sóng
xa nhất của một trạm GSM là 35 km (22 dặm).
Một số khu vực trong nhà mà các anten ngoài trời không thề phủ sóng tới như nhà ga, sân
bay, siêu thị... thì người ta sẽ dùng các trạm pico để chuyển tiếp sóng từ các anten ngoài
trời vào.
* Cấu trúc mạng GSM:

Hình 2. Cấu trúc mạng GSM

Một mạng GSM để cung cấp đầy đủ các dịch vụ cho khách hang cho nên nó khá phức tạp
vì vậy sau đây sẽ chia ra thành các phần như sau: chia theo phân hệ:
- Phân hệ chuyển mạch NSS: Network switching SubSystem
9
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
- Phân hệ vô tuyến RSS = BSS + MS: Radio SubSystem
- Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS: Operation and Maintenance SubSystem
+ BSS Base Station Subsystem = TRAU + BSC + BTS
TRAU: Bộ chuyển đổi mã và phối hợp tốc độ
BSC: Bộ điều khiển trạm gốc
+ MS: Chính là những chiếc di động gồm ME và SIM
ME (Mobile Equipment): Phần cứng và phần mềm.
SIM: Lưu trữ các thông tin về thuê bao và mật mã / giải mật mã.
Chức năng của BSC:
- Điều khiển một số trạm BTS xử lý các bản tin báo hiệu
- Khởi tạo kết nối
- Điều khiển chuyển giao: Intra & Inter BTS HO
- Kết nối đến các MSC, BTS và OMC.
Chức năng của BTS:
- Thu phát vô tuyến
- Ánh xạ kênh logic vào kênh vật lý
- Mã hóa và giải mã
- Mật mã / giải mật mã
10

GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
- Điều chế / giải điều chế.
BSS nối với NSS thông qua luồng PCM cơ sở 2 Mbps
+ Mạng và hệ thống chuyển mạch Network and Switching Subsystem (phần này gần
giống với mạng điện thoại cố định). Đôi khi người ta còn gọi nó là mạng lõi (core
network).
+ Phần mạng GPRS (GPRS care network) Phần này là một phần lắp thêm để cung cấp
dịch vụ truy cập Internet.
+ Và một số phần khác phục vụ việc cung cấp các dịch vụ cho mạng GSM như gọi,
hay nhắn tin SMS...
+ Máy điện thoại - Mobile Equipment
+ Thẻ SIM (Subscriber identity module)
* Modul nhận dạng thuê bao (Subscriber identity module):
Một bộ phận quan trọng của mạng GSM là modul nhận dạng thuê bao, còn được
gọi là thẻ SIM. SIM là 1 thẻ nhỏ, được gắn vào máy di động, để lưu thông tin thuê bao và
danh bạ điện thoại. Các thông tin trên thẻ SIM vẫn được lưu giữ khi đổi máy điện thoại.
Người dùng cũng có thể thay đổi nhà cung cấp khác, nếu đổi thẻ SIM.
Một số rất ít nhà cung cấp dịch vụ mạng ngăn cản điều này bởi việc chỉ cho phép 1 máy
dùng 1 SIM hay dùng SIM khác, nhưng do họ sản xuất, được gọi là tình trạng Khóa SIM.
Ở Australia, Bắc Mỹ và châu Âu, một số nhà khai thác mạng viễn thông tiến hành khóa
máy di động họ bán.
Lý do là giá của các máy này được những nhà cung cấp đó tài trợ, và họ không
muốn người dùng mua máy đó để xài cho hãng khác. Người dùng cũng có thể liên hệ với
nhà sản xuất để đăng ký gỡ bỏ khóa máy. Số được khóa theo máy di động là số Nhận
dạng máy di động quốc tế IMEI (International Mobile Equipment Identity), chứ không
phải số thuê bao.
Một vài nước như Bangladesh, Belgium, Costa Rica, India, Indonesia, Malaysia,

và Pakistan tất cả các máy di động đều được bỏ khóa (Tất nhiên, cả Việt Nam nữa).

11
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
b. IS 95
Tiêu chuẩn tạm thời 95 (IS-95) là công nghệ di động kỹ thuật số CDMA đầu tiên.
Nó được phát triển bởi Qualcomm và sau đó thông qua như là một tiêu chuẩn của Hiệp
hội Công nghiệp Viễn thông trong TIA / EIA / IS-95 phát hành xuất bản vào năm 1995.
Tên độc quyền cho IS-95 là cdmaOne.
Nó là một 2G tiêu chuẩn viễn thông di động có sử dụng công nghệ CDMA, một chương
trình đa truy nhập cho đài phát thanh kỹ thuật số, để gửi thoại, dữ liệu và dữ liệu báo hiệu
(chẳng hạn như một số điện thoại gọi đi) giữa máy điện thoại di động và các trang web di
động.
CDMA (Code Division Multiple Access) là một hệ thống radio kỹ thuật số mà
truyền dòng bit (mã PN). CDMA cho phép nhiều sóng vô tuyến để chia sẻ những tần số
tương tự. Không giống như TDMA (Time Division Multiple Access), một hệ thống cạnh
tranh được sử dụng trong 2G GSM, tất cả các đài có thể hoạt động tất cả các thời gian, bởi
vì dung lượng mạng không trực tiếp hạn chế số lượng radio hoạt động. Kể từ khi nhiều số
của điện thoại có thể được phục vụ bởi một số lượng nhỏ tế bào, các trang web, các tiêu
chuẩn CDMA có một lợi thế đáng kể về kinh tế so với các chuẩn TDMA-based, hoặc các
tiêu chuẩn di động lâu đời nhất được sử dụng ghép kênh phân chia tần số.
Tại Bắc Mỹ, công nghệ cạnh tranh với Digital AMPS (IS-136, một công nghệ
TDMA). Nó đã được thay thế bằng IS-2000 (CDMA2000), một tiêu chuẩn CDMA sau.
IS-95 còn được gọi là aka cdmaOne (thuộc CDMA, thường được gọi ngắn gọn là
CDMA tại Mỹ) được sử dụng chủ yếu ở châu Mỹ và một số vùng ở châu Á.
Ngày nay, những thuê bao sử dụng chuẩn này chiếm khoảng 17% trên toàn thế giới. Hiện
tại, ở các nước Mexico, Ấn Độ, Úc và Hàn Quốc có rất nhiều nhà cung cấp mạng CDMA

chuyển sang cung cấp GSM.
c. PDC
PDC thuộc TDMA, là mạng tư nhân, được Nextel sử dụng tại Mỹ, và Telus
Mobility triển khai ở Canada.
d. IS-136 aka D-AMPS
IS-136 thuộc TDMA thường được gọi tắt là TDMA tại Mỹ đã từng là mạng lớn
nhất trên thị trường Mỹ nay đã chuyển sang GSM.
12
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
Một nỗ lực thực dụng được đưa ra để cải thiện IS-54 mà cuối cùng đã thêm một
kênh bổ sung cho các thiết kế lai IS-54. Không giống như IS-54, IS-136 sử dụng ghép
kênh phân chia thời gian cho cả thoại và kiểm soát truyền kênh. Kênh điều khiển kỹ thuật
số cho phép tăng đáng kể thời gian chờ của pin, một số các ứng dụng nhắn tin, qua việc
kích hoạt đám mây và các ứng dụng dữ liệu mở rộng. IS-136 hệ thống cần thiết để hỗ trợ
hàng triệu điện thoại AMPS, hầu hết trong số đó được thiết kế và sản xuất trước khi IS-54
và IS-136 được xem xét. IS-136 bổ sung thêm một số tính năng ở bản gốc IS-54 về đặc
điểm kỹ thuật, bao gồm cả tin nhắn văn bản, chuyển mạch dữ liệu (CSD), và một giao
thức nén được cải thiện. IS-136 kênh giao thông TDMA sử dụng π/4 DQPSK điều chế tại
một 24.3- kilobaud tỷ lệ kênh và cung cấp cho một 48,6 kbit/s tốc độ dữ liệu hiệu quả
thông qua 6 khe thời gian gồm một khung trong kênh 30 kHz.
4. Ưu điểm & nhược điểm của mạng 2G
a. Ưu điểm:
Trong mạng 2G, tín hiểu kỹ thuật số được sử dụng để trao đổi giữa điện thoại và
các tháp phát sóng, làm tăng hiệu quả trên 2 phương diện chính:
+ Dữ liệu số của giọng nói có thể nén và ghép kênh hiệu quả hơn so với mã hóa Analog
nhờ sử dụng nhiều hình thức mã hóa, cho phép nhiều cuộc gọi cùng được mã góa trên 1
dãi băng tần.

+ Hệ thống kỹ thuật số được thiết kế giảm bớt năng lượng sóng radio phát từ diện thoại.
Nhờ vậy, có thể thiết kế điện thoại 2G nhỏ gọn hơn, đồng thời giảm chi phí đầu tư những
tháp sóng.
Mạng 2G trở nên phổ biến cũng do công nghệ này có thể triển khai một số dịch vụ
dữ liệu như Email và SMS (tin nhắn). Đồng thời, mức độ bảo mật cá nhân cũng cao hơn
so với mạng 1G.
b. Nhược điểm:
Những nơi dân cư thưa thớt, sóng kỹ thuật số yếu có thể không tới được các tháp
phát sóng. Tại những địa điểm như vậy, chất lượng truyền sóng cũng như chất lượng cuộc
gọi sẽ bị giảm đi đáng kể.

13
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G

Chương 2. CÔNG NGHỆ MẠNG 3G
I. Khái niệm
3G, hay 3-G (Third Generation Technology) là công nghệ truyền thông thế hệ thứ
ba, cho phép truyền cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn
nhanh, hình ảnh,…). 3G cung cấp cả hai hệ thống là chuyển mạch gói và chuyển mạch
kênh.
Điểm mạnh của công nghệ này so với công nghệ 2G và 2.5G là cho phép truyền,
nhận các dữ liệu, âm thanh, hình ảnh chất lượng cao cho cả thuê bao cố định và thuê bao
di động ở các tốc độ khác nhau. Với công nghệ 3G, các nhà cung cấp có thể mang đến
cho khách hàng các dịch vụ da phương tiện như nghe nhạc, xem phim chất lượng cao,
truyền hình số, định vị toàn cầu (GPS), E-mail, lướt web, chơi game,…
II. Lộ trình phát triển lên 3G

Hình 3. Lộ trình phát triển từ 2G lên 3G

III. Đặc điểm của công nghệ 3G
1. Đặc điểm
Đặc điểm nổi bật so với 2 thế hệ trước:
- Truy cập Internet.
14
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
- Truyền video:
+ 3G được thiết kế để cung cấp băng tần cao hơn, hỗ trợ cho cả hai dịch vụ thoại
và dữ liệu multimedia như audio, video.
+ Tốc độ tải về của thiết bị 3G là 128 Kbps (khi sử dụng trong ôtô), 283 kbps ( khi
thiết bị đứng yên hoặc chuyển động với tốc độ đi bộ) và 2Mbps từ các vị trí cố định.
Mạng 3G bao gồm:
- Mạng UMTS sử dụng kỹ thuật WCDMA được chuẩn hóa bởi 3GPP
- Mạng CDMA2000 chuản hóa bởi 3GPP2
-Mạng TD-SCDMA được phát triển ở Trung Quốc
- Mạng FOMA được phát triển ở Nhật Bản bởi NTT DoCoMo cuối năm 2000,
dùng kỹ thuật WCDMA
2. Các mạng 3G chính

Có 2 mạng chính được xây dựng trên nền tảng công nghệ 3G: UMTS (Universal
Moblie Telephone Service) – hiện đang được triển khai trên mạng GSM sẵn có và
CDMA2000 – mang đến khả năng truyền tải dữ liệu ở mức 3G cho mạng CDMA. Tốc độ
của hai mạng này có thể sánh bằng với chất lượng của kết nối DSL (Digital Subcriber
Line).
3. Các chuẩn di động thuộc 3G

3G bao gồm 3 chuẩn chính: W-CDMA, CDMA2000, và TDSCDMA. Chuẩn WCDMA có hai chuẩn con thành phần là UMTS và FOMA.
a. W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access)
Là chuẩn liên lạc 3G song hành cùng với chuẩn GSM. W-CDMA là công nghệ nền
tảng cho các công nghệ 3G khác như UMTS và FOMA.
W-CDMA được tập đoàn ETSI NTT DoCoMo (Nhật Bản) phát triển riêng cho
mạng 3G FOMA. Sau đó, NTT DoCoMo đã trình đặc tả này lên Hiệp hội truyền thông
quốc tế (ITU) và xin công nhận dưới danh nghĩa một thành viên của chuẩn 3G quốc tế có
tên IMT-2000. ITU đã chấp nhận W-CDMA là thành viên của IMT-2000 và sau đó chọn
W-CDMA là giao diện nền tảng cho UMTS.

15
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
* W-CDMA trong hệ thống thế hệ thứ ba:
Những hệ thống tế bào ô tương tự thường được nhắc đến như những hệ thống thứ
nhất. Những hệ thống số đang sử dụng gần đây như GSM, PDC, cdmaOne (IS-95) và USTDMA (IS-136) là những hệ thống thứ hai. Những hệ thống này được sử dụng ở nhiều thị
trường chính và người sử dụng ngày càng tăng, việc cung cấp các dịch vụ giá trị khác như
gửi tin nhắn và truy nhập vào mạng dữ liệu bắt đầu phát triển nhanh chóng.
Những hệ thống thế hệ thứ ba này được thiết kế cho truyền thông đa phương tiện,
với hệ thống thế hệ ba này thì sự truyền thông giữa người với người được tăng cường như
chất lượng hình ảnh cao và video, truy cập thông tin và các dịch vụ công cộng, những
mạng tư nhân sẽ phát triển mạnh bởi tốc độ dữ liệu cao và dung lượng lớn của những hệ
thống thế hệ thứ ba. Điều này cùng với sự tiến lên 3G của những hệ thống thế hệ thứ hai,
sẽ ra những cơ hội kinh doanh mới không chỉ cho các nhà sản xuất mà còn có ý nghĩa cho
các nhà cung cấp và những ứng dụng khi sử dụng mạng này.
Các kỹ thuật W-CDMA được biết đến như là một giao diện vô tuyến thế hệ thứ ba
được chấp nhận rộng rãi nhất. Các tiêu chí kỹ thuật của W-CDMA được quy định bởi
3GPP (the 3rd Generation Partnership Project). Trong 3GPP, W-CDMA được gọi là

UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) FDD (Frequency Division Duplex – Ghép
song công phân chia theo tần số) và TDD (Time Division Duplex – Ghép song công phân
chia theo thời gian), cái tên WCDMA được dùng cho cả hai chế độ FDD và TDD.
- FDD: là phương pháp ghép song công trong đó truyền dẫn đường lên và đường
xuống sử dụng hai tần số riêng biệt. Ở FDD các đường xuống và đường lên sử dụng các
băng tần khác nhau. hệ thống được phân bố một cặp băng tần riêng biệt.
- TDD: là phương pháp ghép song công trong đó truyền dẫn đường lên và đường
xuống được thực hiện trên cùng một tần số bằng cách sử dụng các khe thời gian luân
phiên. Ở TDD các khe thời gian ở kênh vật lý được chia thành hai phần: phần phát và
phần thu. Thông tin đường xuống và đường lên được truyền dẫn luân phiên.

* Sự khác nhau giữa giao diện vô tuyến W-CDMA và hệ thống thế hệ hai:
16
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
Các tiêu chí mới của hệ thống thế hệ thứ ba:
- Tốc độc bit lên tới 2Mbps.
- Tốc độ bit khác nhau để đề xuất băng thông theo yêu cầu.
- Các dịch vụ ghép kênh với những yêu cầu chất lượng khác nhau trên một kết nối đơn,
chẳng hạn như tiếng nói, video và gói dữ liệu.
- Yêu cầu chất lượng từ 10% tốc độ lỗi khung cho đến 106 tốc độ lỗi bit.
- Cùng tồn tại những hệ thống thế hệ thứ hai và thế hệ thứ ba và các hệ thống chuyển giao
cho bao quát sự gia tăng chất lượng và cân bằng tải.
- Cung cấp tính không tương xứng cho đường lên và đường xuống, chẳng hạn việc duyệt
web làm cho dung lượng đường xuống nhiều hơn đường lên.
- Hiệu quả trải phổ cao.
- Cùng tồn tại FDD và TDD.
Bảng 1 liệt kê những khác nhau chính giữa W-CDMA và GSM. Ở bảng so sánh

này giao diện vô tuyến được đề cập tới. GSM cũng bao gồm những dịch vụ và diện mạo
lõi mạng, và nền GSM sẽ được sử dụng cùng với giao diện vô tuyến của W-CDMA.
W-CDMA
Độ rộng băng tần
Hệ số tái sử dụng tần số
Tần số điều khiển công
suất
Điều khiển chất lượng

5MHz
1
1500Hz

GSM
200KHz
1 - 18
2Hz hoặc thấp hơn

Những giải thuật quản lí Network planning
nguồn tài nguyên vô tuyến (frequency planning)
Phân tập tần số
Băng thông 5MHz cung Nhảy tần số
cấp phân tập đa đường với
máy thu Ranke
Phân tập truyền dẫn đường Không được cung cấ để cải Không được cung cấp bởi tiêu
xuống
thiện dung lượng đường chuẩn nhưng có thể được ứng
xuống
dụng
Bảng 1. Những khác nhau chính giữa giao diện W-CDMA và GSM

Sự khác nhau giữa giao diện vô tuyến đã phản ánh những yêu cầu mới của những
hệ thống thế hệ thứ ba, như băng thông 5 MHz rộng hơn sẽ cung cấp tốc độ bit cao hơn.
Phân tập truyền tin trong WCDMA để cải thiện dung lượng đường xuống để hỗ trợ những
yêu cầu dung lượng không đối xứng giữa đường lên và đường xuống. Phân tập truyền tin
17
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
không được cung cấp bởi tiêu chuẩn thế hế thứ hai. Sự kết hợp những tốc độ bit khác
nhau, những dịch vụ và những yêu cầu chất lượng trong những hệ thống thế hệ thứ ba đòi
hỏi những phương pháp quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến tiên tiến để đảm bảo chất
lượng dịch vụ và làm cực đại lưu lượng của hệ thống. Hiệu quả của việc cung cấp gói dữ
liệu phi thời gian thực cũng quan trọng cho các dịch vụ mới.
* Các thông số chính trong W-CDMA:
Bảng 2. Các thông số giao diện vô tuyến của W-CDMA
Thông số
Sơ đồ da truy nhập
Độ rộng băng tần (MHz)
Tốc độ chip (Mcps)
Độ dài khung (ms)
Đồng bộ giữa các BTS
Điều chế đường lên / đường xuống
Trải phổ đường lên / đường xuống
Vocoder
Tổ chức tiêu chuẩn

W-CDMA
DS-CDMA băng rộng
5/10/10/20

(1.28)/3.84/7.68/11.25/15.36
10
Dị bộ / đồng bộ
BPSK/QPSK
QPSK/OCQPSK (HPSK)
CS-ACELP/(AMR)
3GPP/ETSI/ARIB

- WCDMA là hệ thống DS-CDMA băng rộng, những bit dữ liệu của user được trải trên
một băng thông rộng bằng cách nhân dữ liệu người dùng với các bit ngẫu nhiên (gọi là
các chip) được lấy từ mã trải phổ CDMA. Để có thể cung cấp tốc độ bit cao (lên đến 2
Mbps) , việc sử dụng hệ số trải phổ khác nhau và những kết nối đa mã được cung cấp.
Hình 4 thể hiện sự phân bố dải thông trong WCDMA.
- Với tốc độ chip là 3.84 Mcps được sử dụng cho phép dải thông sóng mang xấp xỉ
khoảng 5 MHz. Những hệ thống DS-CDMA thông thường như IS-95 thì dải thông
khoảng 1.25 MHz nên được gọi là hệ thống CDMA băng hẹp.
Với dải thông rộng của WCDMA gắn liền với tốc độ dữ liệu của người sử dụng cao và nó
còn có hiệu quả như nâng cao khả năng phân tập tần số. Các nhà quản lý mạng có thể
tăng dung lượng nhờ dải thông của sóng mang là 5 MHz. Khoảng cách sóng mang hoạt
động có thể chọn trên những khoảng 200 KHz giữa khoảng 4.4 tới 5 MHz tuỳ thuộc vào
nhiễu giữa các sóng mang.
18
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
- WCDMA cung cấp tốc độ khả biến cho người sử dụng, nói cách khác khái niệm băng
thông theo yêu cầu (Bandwidth on Demand – BoD) được cung cấp. Tốc độ dữ liệu người
sử dụng được giữ cố định trong mỗi khung có chu kỳ 10ms. Tuy nhiên dữ liệu giữa những
người sử dụng có thể thay đổi từ khung này sang khung khác. Sự phân bố dung lượng vô

tuyến được điều khiển bởi mạng để đạt được sự tối ưu về lưu lượng cho những dịch vụ
gói dữ liệu.

Hình 4. Sự phân bố băng thông trong W-CDMA
- WCDMA sử dụng hai phương pháp cơ bản: ghép song công phân chia theo tần số
(FDD) và ghép song công phân chia theo thời gian (TDD). Ở FDD, khoảng tần số sóng
mang 5 MHz được phân chia để sử dụng cho cả đường lên và đường xuống, trong khi đó
ở TDD truyền dẫn đường lên và đường xuống sử dụng luân phiên tần số 5MHz. Với
đường lên là đường nối từ di động tới trạm gốc, còn đường xuống là đường từ trạm gốc
tới di động.
- WCDMA hỗ trợ những trạm gốc hoạt động không đồng bộ nên không như sự đồng bộ
trong IS-95, nó sẽ không cần một thời gian chuẩn trên toàn cầu như là GPS.
- WCDMA sử dụng sự tách sóng kết hợp trên đường lên và đường xuống dựa vào những
kí hiệu hoa tiêu hay các kênh hoa tiêu thông thường, với WCDMA sự tách sóng kết hợp

19
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
được dùng cho đường lên là một nét mới trong hệ thống CDMA và dẫn tới sự gia tăng
dung lượng và vùng phủ sóng.
- WCDMA được thiết kế để phát triển nâng cấp cho chuẩn GSM vì vậy có thể chuyển
giao giữa mạng GSM và mạng WCDMA.
* Cấu trúc mạng W-CDMA

Hình 5. Sơ đồ khối tổng quát của mạng thông tin di động thế hệ thứ ba
Sơ đồ khối tổng quát của mạng thông tin di động thế hệ ba WCDMA được cho ở
hình 5. Từ hình 5 ta thấy mạng thông tin di động thế hệ ba gồm hai phần: mạng lõi và
mạng truy nhập vô tuyến.

Mạng lõi gồm các trung tâm chuyển mạch kênh MSC (Mobile Service Switching
Center) và các nút hỗ trợ chuyển mạch gói SGSN (Serving General Packet Service
Support Node). Các kênh thoại và truyền số liệu chuyển mạch gói được kết nối với mạng
ngoài qua các trung tâm chuyển mạch kênh và nút chuyển mạch gói cổng : GMSC và
20
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
GGSN. Để kết nối trung tâm chuyển mạch kênh với mạng ngoài cần có thêm phần tử làm
chức năng tương tác mạng (IWF). Ngoài các trung tâm chuyển mạch kênh và nút chuyển
mạch gói, mạng lõi còn chứa các cơ sở dữ liệu cần thiết cho các mạng di động như: HLR,
AUC và EIR.
Mạng truy nhập vô tuyến gồm các phần tử sau:
- RNC ( Radio Network Controller): bộ điều khiển mạng vô tuyến, đóng vai trò
như các BSC ở các mạng thông tin di động.
- NB ( Node B ): nút B, đóng vai trò như các BTS ở các mạng thông tin di động.
- MS ( Mobile Station): trạm di động
- TE ( Terminal Equipement): thiết bị đầu cuối.
* Kỹ thuật CDMA:
Kỹ thuật đa truy xuất phân chia theo mã – CDMA (Code Division Multiple
Access) không phân chia nhỏ phổ tần, cũng không chia thời gian thành các khe, mà tất cả
những user khác nhau đều được phép sử dụng toàn bộ băng tần trong cùng một thời gian.
CDMA dựa trên kỹ thuật trải phổ tín hiệu (SS – Spread Spectrum), nghĩa là làm cho độ
rộng phổ tăng lên rất nhiều lần so với độ rộng ban đầu.
Nguyên tắc chính của CDMA là sử dụng một chuỗi tín hiệu nhị phân ngẫu nhiên
(gọi là chuỗi giả nhiễu – PN – Pseudo Noise) để chuyển đổi tín hiệu băng tần gốc có băng
thông hẹp thành một tín hiệu có băng thông rộng rồi phát đi. Mỗi user sẽ sử dụng một
chuỗi tín hiệu PN khác nhau, gọi là tín hiệu mã hay đơn giản hơn là mã. Chính mã là cơ
sở để đầu thu phân biệt user này với user khác. Ở đầu thu, máy thu sẽ sử dụng một chuỗi

mã ngẫu nhiên giống như đầu phát để giải mã tín hiệu thu và khôi phục lại tín hiệu ban
đầu.
Đối với những user không biết tín hiệu mã thì tín hiệu thu được giống như can nhiễu. Vì
vậy, hệ thống CDMA có khả năng bảo mật rất cao.
Ưu điểm của CDMA :
- Khả năng chống nhiễu cao.
- Dung lượng cao : vì dung lượng do số lượng mã quyết định mà số lượng mã không giới
hạn.
21
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
- Giảm thiểu ảnh hưởng của Fading.
- Tín hiệu có thể đi theo nhiều đường khác nhau, độ trễ khác nhau nhưng máy thu sẽ chỉ
thu và giải mã tín hiệu thu tương ứng với mã của đầu phát dẫn đến giải mã được. -Hiệu
quả sử dụng tần số cao.
- Có tín bảo mật cao : trong mỗi kênh tín hiệu, đầu thu chỉ có thể giải mã tín hiệu của đầu
phát khi biết mã của đầu phát, các máy khác cũng thu được nhưng không giải mã được.
Trải phổ là làm cho độ rộng phổ của tín hiệu tăng lên gấp nhiều lần so với độ rộng
ban đầu. Mục đích ban đầu của trải phổ là để bảo mật thông tin trong các hệ thống vô
tuyến. Về sau kỹ thuật này được ứng dụng trong đa truy xuất với tên gọi CDMA.
Trong các hệ thống thông tin thông thường, độ rộng băng tần là vấn đề quan tâm
chính và các hệ thống này được thiết kế để sử dụng càng ít độ rộng băng tần càng tốt. Để
nâng cao hiệu quả sử dụng phổ, nhiều kỹ thuật điều chế khác nhau đã được ứng dụng. Đối
với các hệ thống tương tự, các kiểu điều chế đơn biên SSB được thay thế cho kiểu song
biên DSB. Đối với các hệ thống số, ngoài việc áp dụng các kiểu điều chế nhiều mức như
QPSK,QAM… phương pháp nén tín hiệu cũng được sử dụng khá phổ biến cho mục đích
này.
Trong thông tin trải phổ, độ rộng băng tần của tín hiệu được mở rộng hơn khoảng

vài trăm lần so với ban đầu trước khi được phát đi. Do đó, mỗi kênh tín hiệu sẽ chiếm một
khoảng tần số khá lớn. Khi chỉ có một user truy xuất vào nguồn tài nguyên thông tin thì
hiệu quả sử dụng tần số không cao. Tuy nhiên, trong một môi trường nhiều user, các user
này có thể sử dụng chung một băng tần nên hiệu quả sử dụng tần số được cải thiện khá
nhiều. Đây chính là ưu điểm của kỹ thuật trải phổ.
Tại đầu thu, để khôi phục lại tín hiệu ban đầu máy thu phải thực hiện các quá trình
ngược với đầu phát như : giải điều chế tín hiệu, nén tín hiệu và thực hiện các phép xử lý
số khác.
Hiện nay có nhiều kỹ thuật trải phổ, như là trải phổ dãy trực tiếp (direct sequence
spread spectrum – DSSS), trải phổ nhảy tần số (frequency hopping spread spectrum –
FHSS), trải phổ nhảy thời gian (time hopping spread spectrum – THSS) và trải phổ dùng
22
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
kỹ thuật lai (hybrid), là sự kết hợp của các kỹ thuật trên. Trong WCDMA thì kỹ thuật trải
phổ trực tiếp được sử dụng.
Hệ thống DSSS đạt được trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với tín hiệu giả
ngẫu nhiên. ở hệ thống DSSS nhiều người sử dụng cùng dùng chung một băng tần và phát
tín hiệu của họ đồng thời. Máy thu sử dụng tín hiệu giả ngẫu nhiên chính xác để lấy tín
hiệu mong muốn bằng cách giải trải phổ. Đây là hệ thống được biết đến nhiều nhất trong
các hệ thống thông tin trải phổ. Chúng có dạng tương đối đơn giản vì chúng không yêu
cầu tính ổn định nhanh hoặc tốc độ tổng hợp tần số cao.
- UMTS (Universal Mobile Telephone System): dựa trên cộng nghệ W-CDMA,
là giải pháp tổng quát cho các nước sử dụng công nghệ di động GSM. UMTS do tổ chức
3GPP quản lí. 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 chỉ vào khoảng 384 Kbps.
+ Trong tương lai không xa, mạng UMTS có thể nâng cấp lên HSDPA (High
Speed Dowlink Packet Access) – còn được gọi với tên 3.5G. HSDPA cho phép đẩy nhanh
tốc độ tải xuống tới 10 Mbps.
- FOMA: FOMA được NTT DoCoMo 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 WCDMA nhưng FOMA lại không tương thích với UMTS.
b. CDMA2000
Một trong những chuẩn 3G quan trọng là CDMA2000, thực chất là sự kế tục và
phát triển từ chuẩn 2G CDMA IS-95. Chuẩn CDMA2000 được quản lí bởi 3GPP2, một tổ
chức hoàn toàn độc lập và riêng lẽ với 3GPP. CDMA2000 là công nghệ nâng cấp từ
CDMA, cho phép truyền tải dữ liệu trên mạng di động. Năm 2000, CDMA2000 là công
nghệ 3G đầu tiên được chính thức triển khai.
CDMA2000 gồm 3 phiên bản:

23
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
- 1xRTT: là phiên bản đầu tiên của CDMA2000, cho phép tải dữ liệu với tốc độ 307
Kbps (tải xuống) và 153Kbps (tải lên). CDMA2000 11RTT cũng mang lại chất lượng
thoại tốt hơn trên một kênh CDMA 1,25MHz đơn lẻ.
- 1xEV (1X Evolution)
Công nghệ 1xEV cung cấp tốc độ tải xuống và tải lên lớn hơn theo từng giai đoạn triển
khai:
+ Giai đoạn 1: 1xEV-DO (cách mạng về dữ liệu) – tăng tốc độ tải xuống tối đa tới
2,4Mbps.
+ Giai đoạn 2: 1xEV-DV (cách mạng về dữ liệu thoại) – tích hợp thoại và dữ liệu trên
cùng một mạng cung cấp với tốc độ truyền tải tối da 4,8Mbps.
- 3x: CDMA2000 3x sử dụng 3 kênh DMA 1,25MHz. Công nghệ này là một chuẩn của

đặc tả CDMA2000, dành cho các nước cần băng thông 5MHz cho mục dích sử dụng
mạng 3G. CDMA2000 3x còn có tên là 3XRTT, MC-3X, và IMT-CDMA MultiCarrier
3X.
c. TD-SCDMA
Một chuẩn 3G khác ít được biết đến do công ty Datang (Trung Quốc) và Siemens phát
triển.
4. Tiêu chuẩn 3G thương mại
Công nghệ 3G được nhắc đến như là một chuẩn IMT-2000 của Tốc chức viễn
thông thế giới ITU (International Tlecommunication Union).
Tuy nhiên, trên thực tế các nhà sản xuất thiết bị viễn thông lớn trên thế giới đã xây dựng
thành 4 chuẩn 3G thương mại chính:
W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access)
CDMA 2000 (Code Division Multiple Access 2000)
TD-CDMA (Time-Division-CDMA)
TD-SCDMA (Time Division Synchronous Code Division Multiple Access)

24
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành


Tìm hiểu công nghệ 3G
IV. Các yêu cầu về bảo mật trong 3G
Bảo mật để đảm bảo an ninh thông tin đối với những kẻ không được phép. Khi số
lượng thuê bao không ngừng tăng lên cho cả các cuộc gọi cá nhân lẫn kinh doanh (ví dụ
các dịch vụ trực tuyến như trao đổi ngân hàng,…) thì nhu cầu bảo mật thông tin ngày
càng trở nên bức thiết.
Các mục tiêu bảo mật chủ yếu mà ITU đưa ra rất đơn giản. Bất cứ chuẩn 3G nào ít
nhất cũng phải thỏa mãn hai yêu cầu sau:
- Bảo mật 3G phải tương đương như bảo mật trong mạng cố định ISDN
(Intergrated Services Digital Network).

- Thông tin cá nhân người dùng phải được bảo vệ khi liên lạc.
Yêu cầu đầu tiên cho thấy rằng có những điểm khác biệt trong việc bảo mật mạng vô
tuyến và việc bảo mật mạng cố định. Những điểm khác biệt này là do một số nguyên
nhân. Mạng cố định có một hàng rào bảo vệ về mặt vật lý. Để chặn đường truyền trong
mạng cố định, cần có xâm nhập vật lý vào mạng, trong khi ở mạng vô tuyến, kẻ xâm nhập
chỉ cần ở trong vùng phủ sóng. Quan trọng hơn, các giới hạn với các trạm trong mạng vô
tuyến không rõ ràng như trong mạng cố định. Bốn điểm khác nhau cơ bản giữa mạng vô
tuyến và mạng cố định là:
- Băng thông
- Tốc độ lỗi cho phép
- Sự ngầm định và sự thay đổi
- Giới hạn công suất
Bởi các sự khác biệt này, các giao thức và các thuật toán sử dụng cho mạng cố định
thường có quá nhiều lợi thế so với các giao thức và thuật toán sử dụng cho mạng vô
tuyến. Điều này tạo ra một thách thức lớn cho việc thiết kế cấu trúc bảo mật cho các mạng
vô tuyến.
Yêu cầu thứ hai là do trên thực tế khi chuyển vùng, không có kết nối an toàn nào giữa
mạng và người dùng. Các dữ liệu của thuê bao sẽ được gửi bởi một kết nối không an toàn,
có thể bị sử dụng để xâm phạm thông tin cá nhân của người dùng. Việc thiết kế càng trở
nên phức tạp hơn, do cần phải tương thích với các công nghệ vô tuyến cũ hơn.
25
GVHD: Thầy Nguyễn Vĩnh Thành