Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450 MHz tại việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
.................................................

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG VÀ
GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG
MẠNG CDMA 450 MHz TẠI VIỆT NAM

NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
MÃ SỐ: 50 62 70

PHẠM HOÀI GIANG

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN XUÂN DŨNG

HÀ NỘI 2007


-1-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các nội dung thực hiện trong luận văn “Phân tích các yếu
tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt
Nam” được viết dựa trên kết quả nghiên cứu theo đề cương của cá nhân tôi dưới sự
hướng dẫn của TS. Nguyễn Xuân Dũng.
Mọi thông tin và số liệu tham khảo đều được trích dẫn đầy đủ nguồn và sử
dụng đúng luật bản quyền quy định.
Tôi xin chịu trách nhiệm về nội dung của luận văn.

Học viên

PHẠM HOÀI GIANG

Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-2-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ..............................................................................................................1
MỤC LỤC .........................................................................................................................2
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT.........................................................3
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ.............................................................................6
LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................................7
CHƯƠNG I.
TỔNG QUAN VỀ CDMA ........................................................................9
I.1. Giới thiệu chung ..........................................................................................................9
I.1.1. Khái quát về thông tin di động thế hệ thứ 3 .........................................................9
I.1.2. Xu thế phát triển của công nghệ di động ............................................................11
I.1.3. Dịch vụ CDMA 450MHz ...................................................................................12
I.2. Tổng quan về cấu trúc mạng CDMA 2000 1x ..........................................................13
I.2.1. Sơ đồ cấu trúc mạng ...........................................................................................13
I.2.2. Nhiệm vụ chức năng các thành phần..................................................................13
I.3. Các đặc trưng của CDMA .........................................................................................17
I.3.1. Tiện ích của CDMA ...........................................................................................17
I.3.2. Mô hình thoại và dữ liệu của CDMA 2000 1x ...................................................17

CHƯƠNG II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG MẠNG CDMA.19
II.1. Chất lượng cuộc gọi trong mạng CDMA.................................................................19
II.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng truyền dẫn....................................................20
II.2.1. Hiện tượng pha đinh..........................................................................................21
II.2.2. Phương thức chuyển giao..................................................................................24
II.2.3. Dung lượng hệ thống.........................................................................................26
II.2.4. Điều khiển công suất.............................................................................................33
II.3. Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình triển khai thiết kế mạng CDMA..................36
II.3.1. Cơ sở thiết kế ....................................................................................................37
II.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng trong thiết kế .................................................................43
II.4. Các yếu tố liên quan đến bản chất của CDMA ........................................................46
II.4.1. Tái sử dụng tần số .............................................................................................46
II.4.2. Mã hoá tốc độ biến đổi......................................................................................47
II.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống thông qua xác xuất lỗi của
hệ thống........................................................................................................................48
II.4.4. Một số các yếu tố thuộc về bản chất hệ thống CDMA .....................................48
CHƯƠNG III. CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MẠNG CDMA2000
1X 450 MHz TẠI VIỆT NAM ............................................................................................52
III.1. Giới thiệu chung .....................................................................................................52
III.2. Các chỉ tiêu xác định chất lượng dịch vụ mạng không dây ....................................52
III.3. Các vấn đề tồn tại thực tế trong mạng CDMA 450MHz ........................................56
III.4. Phân tích các giải pháp mẫu ...................................................................................57
III.4.1. Giải pháp của Qualcom....................................................................................60
III.4.2. Giải pháp của Huawei......................................................................................70
III.4.3. Giải pháp của ZTE...........................................................................................72
III.5. Giải pháp tối ưu hoá mạng thực tế của EVNTelecom ............................................74
III.5.1. Quá trình xử lý nhiễu từ mạng ngoài ...............................................................74
III.5.2. Các tham số đo kiểm và tối ưu hoá mạng........................................................78
III.6. Đánh giá kết quả quá trình tối ưu hoá mạng CDMA 450MHz...............................97
III.7. Các kiến nghị và đề xuất giải pháp khắc phục........................................................99

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................101
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................102
Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-3-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT
AC
AMPS

Access Channel
Advanced Mobile Phone
System

ARPU

Average Revenue Per User

ATP
BCH
BCCH
BER
BS
BSC
BSS
BTS
CDMA

CR
CRC
CCH
CCCH
CE
CN
DCH
DS-CDMA

Average Transmit Power
Broadcast Channel
Broadcast Control Channel
Bit Error Rate
Base Station
Base Station Controller
Base Station System
Base Transceiver Station
Code Division Mode Access
Chip Rate
Cyclic Redundancy Check
Common Channel
Commmon Control Channel
Channel Element
Core Network
Dedicated Channel
Direct-Sequence CDMA

DTX
Eb
Ec/I0

Discontinuos Transmission

EDGE

Enhanced Data rates for GSM
Evolution
Effective(Equivalent)
Isotropically Rađiate Power
Electronic Serial Number
Evolution Data Only
Frequency Divíion Multiple
Acces
Frame Error Rate
Forward Channel FER
General Packet Radio System
Key Performance Index
Public Land Mobile Network
Internet Protocol
International
Telecommunication UnionTelecom Sector
Inter Symbol Interference
Link Access Control
Logical Link Control
Medium Access Control

EIRP
ESN
EV-DO
FDMA

FER
FFCHFER
GPRS
KPI
PLMN
IP
ITU-T
ISI
LAC
LLC
MAC

Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007

Kênh truy nhập
Hệ thống di động vô tuyến tiên tiến
Doanh thu bình quân trên khách
hàng
Công suất phát trung bình
Kênh quảng bá
Kênh điều khiển quảng bá
Tỷ số lỗi bit
Trạm gốc
Bộ điều khiển trạn gốc
Hệ thống trạm gốc
Trạm thu phát gốc
Đa truy nhập phân chia theo mã
Tốc độ chip
Kiểm tra vòng
Kênh chung

Kênh điều khiển chung
Bộ xử lý kênh
Mạng lõi
Kênh riêng
Đa truy nhập phân chia theo mã
chuỗi trực tiếp
Phát không liên tục
Năng lượng bit thông tin
Tỷ số giữa năng lượng hoa tiêu tích
luỹ trên một chu kỳ PN chip(Ec)với
toàn bộ mật độ phổ công suất (I0)
Giải pháp cải thiện tốc độ dữ liệu
cho GSM
Công suát phát xạ đẳng hướng hiệu
dụng (tương đương)
Số seri nhận dạng di động
Dữ liệu tốc độ cao
Đa truy nhập phân chia theo tần số
Tỷ lệ lỗi khung
Tỷ lệ lỗi khung đường xuống
Hệ thống vô tuyến gói chung
Chỉ số chất lượng chính
Mạng di động mặt đất công cộng
Giao thức Internet
Liên minh viễn thông quốc tế- Phân
ban Viễn Thông
nhiễu giao thoa giữa các ký hiệu
Điều khiển truy nhập liênkết
Điều khiển liên kết kênh logic
Điều khiển truy nhập môi trường

-4-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

MSC
ME
MS
MT
MTIE
PCH
PCS
PN
PDU
PSD

Mobile Switching Center
Mobile Equipment
Mobile Station
Mobile Terminated
Maximum Time Interval Error
Paging Channel
Paging Channel Slot
Pseudo Noise
Protocol Data Unit
Power Spectral Density

QoS

Quality of Service
Power Transmit

PTX
RACH
RLC
RLP
SCH
SAP
SDU
SIR
SMS
SNR
SIP
STTD
TCCF
TCE
TCH
TCP
UE

Radio Access Channel
Received Signal Strength
Indicator
Radio Link Contrrol
Radio Link Protocol
Synchronous Channel
Service Access Point
Service Data Unit
Signal –to-Interference Ratio

Short message Service
Signal to Noise Rate
Session Initiation Protocol
Space Time Transmit Diversity
Traffic Channel Confirm Fail
Terminal Control Equipment
Traffic Channel
Transmission Control Protocol
User Equipment

WCDMA

Wideband CDMA

VAD

VoVoice Activity Detection

RSSI

Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007

Trung tâm chuyển mạch di động
Thiết bị di động
Trạm di động
Kết cuối ở MS
Lỗi khoảng thời gian cực đại
Kênh tìm gọi
Khe kênh tìm gọi
Giả tạp âm

Đơn vị dữ liệu giao thức
Tỷ số năng lượng bít tín hiệu đối với
mật độ phổ công suất
Chất lượng dịch vụ
Công suất phát
Kênh truy nhập vô tuyến
Chỉ thị cường độ tín hiệu thu
Điều khiển liên kết vô tuyến
Giao thức liên kết vô tuyến
Kênh đồng bộ
Điêmtruy nhập dịch vụ
Khối số liệu dịch vụ
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
Dịch vụ bản tin ngắn
tỷ số tín hiệu trên tạp âm
Giao thức khởi tạo phiên
Phân tập phát thời gian không gian
Lỗi xác nhận kênh lưu lượng
Thiết bị điều khiển đầu cuối
Kênh lưu lượng
Giao thức điều khiển truyền dẫn
Thiết bị người sử dụng
Đa truy nhập vô tuyến phân chia
theo thời gian băng rộng
Hệ số hoạt động của giọng nói


-5-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng I.1: Phân loại các dịch vụ ở IMT-2000............................................................10
Bảng II.1: So sánh dung lượng thoại giữa các công nghệ.........................................27
Bảng II.2: So sánh tốc độ dữ liệu giữa các công nghệ..............................................27
Bảng II.3: Phân bổ tần số cho mẫu 4/12 với 40 tần số..............................................47
Bảng II.4: Phân bổ đặc tính lỗi..................................................................................49
Bảng II.5: Biểu thị rung pha cực đại cho phép tại các điểm giao tiếp chuẩn. ..........50
Bảng III.1: Tiêu chuẩn chất lượng đối với dịch vụ di động toàn quốc .....................54
Bảng III.2: Tiêu chuẩn chất lượng dịch vụ đối với mạng cố định không dây. .........55
Bảng III.3: Kết quả đo số cuộc gọi thoại khởi tạo ....................................................79
Bảng III.4: Phân bổ công suất phát ...........................................................................81
Bảng III.5: Tỷ lệ lỗi khung........................................................................................82
Bảng III.6: Kiêm tra cuộc gọi dài..............................................................................82
Bảng III.7: Các tham số phân bổ FFCHFER ............................................................85
Bảng III.8: Thông lượng dữ liệu đường lên ..............................................................86
Bảng III.9.Thông lượng dữ liệu đường xuống(trường hợp phát lại) ........................89
Bảng III.10. Thông lượng đường xuống ...................................................................90
Bảng III.11. Phân bổ tỷ lệ DRC ................................................................................91
Bảng III.12: Tỷ lệ PER trung bình ............................................................................93
Bảng III.13: Tính toán PN hoạt động........................................................................93
Bảng III.14. Thời gian thiết lập kết nối.....................................................................94
Bảng III.15. Phép đo độ trễ .......................................................................................95
Bảng III.16: Giá trị DRC trung bình .........................................................................96
Bảng III.17: Đo tải sector..........................................................................................96

Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-6-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ
Hình I.1: Xu thế phát triển thông tin di động từ 2G tới 4G. .....................................11
Hình I.2: Sơ đồ kiến trúc mạng CDMA 2000 1x......................................................13
Hình I.3: Sơ đồ khối mạng quản lý. ..........................................................................16
Hình I.4: Mô hình cuộc gọi thoại. .............................................................................17
Hình I.5: Mô hình cuộc gọi dữ liệu gói CDMA 2000 1x..........................................18
Hình II.1: Sơ đồ chuyển giao mềm/mềm hơn...........................................................24
Hình II.2: Kết hợp đa đường trong BSC trong suốt quá trình chuyển giao mềm và
chuyển giao mềm hơn........................................................................................25
Hình II.3: Tín hiệu đa đường tới cùng 1 máy thu (trạm gốc) ...................................26
Hình II.4: Sơ đồ điều khiển công suất vòng ngoài....................................................34
Hình II.5: Sơ đồ điều khiển công suất đường xuống vòng đóng ..............................36
Hình II.6: So sánh sử dụng tần số của GSM và CDMA. ..........................................46
Hình III.1: Sơ đồ cấu trúc mạng thoại và dữ liệu......................................................58
Hình III.2: Vấn đề quản lý tải sector đường xuống và thời gian .............................59
Hình III.3: Thủ tục đăng ký thiết lập cuộc gọi..........................................................61
Hình III.4: Thủ tục thông báo thư thoại. ...................................................................62
Hình III.5: Kịch bản phân phối cuộc gọi đến............................................................62
Hình III.6: Kịch bản cuộc gọi xuất phát từ máy di động ..........................................63
Hình III.7: Quá trình chuyển giao. ............................................................................63
Hình III.8: Quá trình thiết lập cuộc gọi.....................................................................64
Hình III.9: Sơ đồ các bước xử lý lỗi truy nhập .........................................................69
Hình III.10: Sơ đồ tối ưu hoá mạng ..........................................................................73
Hình III.11: Mẫu 1- Tần số 452.6 MHz đo được.....................................................75
Hình III.12: Mẫu 2 - Tín hiệu nhiễu của Đài TH......................................................75
Hình III.13: Mẫu 3- Tần số 455.2 MHz đo được......................................................76
Hình III.14: Mẫu 4- Tần số 457.6 MHz đo được......................................................76

Hình III.15: Mẫu 5- Can nhiễu 463.0 MHz đo được ................................................77
Hình III.16: Mẫu 6- Can nhiễu 464.5 MHz đo được ...............................................77
Hình III.17: Phân bổ công suất thu ...........................................................................80
Hình III.18: Phân bổ công suất phát .........................................................................81
Hình III.19: Phân bổ mức thu ...................................................................................83
Hình III.20:Phân bổ mức phát...................................................................................84
Hình III.21: Bản đồ phân bố FFCHFER ...................................................................85
Hình III.22: Phân bố thông lượng dữ liệu đường lên................................................86

Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-7-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ CDMA được Qualcom phát triển năm 1985 và đã nhanh chóng
được cấp phép triển khai thương mại tại Châu Âu, Bắc Mỹ. Công nghệ CDMA ra
đời đánh dấu một bước tiến mới về công nghệ, tăng tốc độ và ứng dụng tiện ích và
cho thấy có những điểm nổi trội hơn công nghệ GSM. Tới nay, CDMA đã được
triển khai tại hơn 50 quốc gia với thị phần trên130 triệu thuê bao.
Tại Việt Nam,bắt đầu từ năm 1996, S-Fone đã triển khai cung cấp dịch vụ
CDMA đầu tiên dựa trên công nghệ IS-95 và hiện nay đã có 3 nhà cung cấp dịch
vụ,trong đó có 2 nhà cung cấp dịch vụ hoạt động trên băng tần 800MHz . Tuy nhiên
cả 3 nhà khai thác CDMA tại Việt Nam vẫn đang ưu tiên hàng đầu cho việc phát
triển và duy trì số lượng thuê bao, chạy đua với việc mở rộng vùng phủ sóng mà
chưa có sự đầu tư đúng mức tới việc nâng cao chất lượng cuộc gọi tại những nơi đã
triển khai cung cấp dịch vụ.
Hiện nay, Bộ Thông tin Truyền thông (trước là Bộ BCVT) đã đưa ra các tiêu

chuẩn chất lượng dịch vụ chung đối với mạng di động. Việc đó đòi hỏi các nhà
cung cấp dịch vụ di động, không chỉ GSM mà cả CDMA bước vào cuộc cạnh tranh
quyết liệt để nâng cao chất lượng mạng lưới, chất lượng phục vụ khách hàng. Dù là
mạng di động có nhiều ưu điểm về công nghệ so với các mạng di động GSM, nhưng
việc không ngừng nâng cao chất lượng, đảm bảo các yêu cầu phục vụ khách hàng,
và tăng thêm tiện ích, phát triển các dịch vụ gia tăng trên một hạ tầng mạng có chất
lượng tốt là yếu tố sống còn, tạo nên thương hiệu- uy tín và thu hút khách hàng đến
với mạng viễn thông CDMA còn non trẻ.
Trên cơ sở đó, với mong muốn có một cái nhìn tổng quan về các vấn đề chất
lượng mạng viễn thông được coi là mới và tiên tiến nhất hiện nay, tôi đã đi vào tập
trung phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng CDMA nói chung, và
các giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA tần số thấp (450MHz) tại Việt
Nam để góp phần cải thiện, nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz đang
được triển khai hiện nay.
Nội dung luận văn được chia làm 3 phần, tương ứng với 3 chương:
Chương I: Tổng quan về CDMA. Giới thiệu các đặc điểm nổi bật về công nghệ,
thị phần ,về ưu điểm chất lượng mạng CDMA so với các mạng khác.
Chương II: Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng CDMA. Nêu và phân
tích các yếu tố gây suy giảm chất lượng mạng CDMA, tập trung chính vào các yếu
tố ảnh hưởng phần vô tuyến. Đồng thời cũng đưa ra các hướng giảm thiểu mức độ
ảnh hưởng
Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-8-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

Chương III: Các giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt
Nam. Nêu và phân tích, so sánh các giải pháp được đề xuất cho mạng CDMA điển

hình hoạt động tại tần số thấp 450MHz , đưa ra phương án tối ưu hoá mạng CDMA
của EVNTelecom.
Tôi xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ của Thầy giáo- Tiến Sỹ Nguyễn Xuân
Dũng- giảng viên khoa Điện tử Viễn Thông trường ĐH Bách Khoa Hà Nội đã gợi
mở cho tôi những ý tưởng và hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin chân thành cám ơn các đồng nghiệp tại EVNTelecom đã có
những ý kiến góp ý quý báu trong quá trình thực hiện luận văn.
Do thời gian và trình độ còn hạn chế, việc nghiên cứu các vấn đề chất lượng
của mạng CDMA còn non trẻ là vấn đề còn mới, chưa được khai thác nhiều, nên
trong quá trình thực hiện không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được
những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo, các bạn đồng nghiệp, và các
bạn học viên để cùng hoàn thiện đề tài này, đem lại những giá trị thiết thực cho
công tác triển khai nâng cao chất lượng mạng lưới CDMA tại Việt Nam
Hà Nội, ngày tháng năm 2007
Người thực hiện

PHẠM HOÀI GIANG

Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-9-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ CDMA
I.1. Giới thiệu chung
I.1.1. Khái quát về thông tin di động thế hệ thứ 3
Sự bùng nổ của các dịch vụ số liệu mà trước nhất là các ứng dụng trên nền
công nghệ IP tương ứng với sự tăng nhu cầu về dung lượng truyền dẫn đặt ra các

yêu cầu mới đối với công nghiệp viễn thông di động. Thông tin di động thế hệ hai
mặc dù sử dụng công nghệ số nhưng bị giới hạn bởi băng thông hẹp và được xây
dựng trên cơ chế chuyển mạch kênh, cung cấp dịch vụ chính là thoại, nên không
đáp ứng được các dịch vụ mới này. Trong bối cảnh đó, ITU đã đưa đề án tiêu chuẩn
hóa hệ thống thông tin di động thế hệ ba với tên gọi IMT-2000. Mục đích của IMT2000 là đưa ra những đáp ứng cho nhu cầu về băng rộng nhưng cũng đồng thời đảm
bảo tính kế thừa của công nghệ thông tin di động thế hệ hai (2G). Thông tin di động
thế hệ ba (3G) xây dựng trên cơ sở IMT-2000 đã được đưa vào triển khai ứng dụng
thực tế từ năm 2001. Các hệ thống 3G cung cấp dịch vụ viễn thông rất đa dạng bao
gồm: thoại, truyền số liệu, đa phương tiện, video... đồng thời tăng tính linh hoạt
trong việc cung cấp các dịch vụ trên đến người sử dụng tại bất cứ đâu, bất cứ thời
điểm nào.
Có thể tổng kết các dịch vụ do IMT-2000 đáp ứng ở bảng I.1.
Các hệ thống thông tin di động thế hệ hai gồm: GSM, IS-36, IS-95 CDMA
và PDC. Trong quá trình thiết kế các hệ thống thông tin di động thế hệ 3, các hệ
thống thế hệ hai đã được các cơ quan tiêu chuẩn hóa của từng vùng xem xét để đưa
ra các đề xuất tương thích.
Các công nghệ được nghiên cứu để đưa ra các đề xuất cho hệ thống thông tin
di động thế hệ 3 gồm:
-

W-CDMA (Wideband CDMA: CDMA băng rộng)

-

W-TDMA (Wideband TDMA: TDMA băng rộng)

-

TDMA/CDMA băng rộng

-

OFDMA (Orthogonal FDMA: FDMA trực giao)

-

ODMA.

Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-10-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

Kiểu

Phân loại

Dịch vụ chi tiết

Dịch vụ di động

- Di động đầu cuối/di động cá nhân/di động dịch
vụ

Dịch vụ di
động
Dịch vụ thông tin - Theo dõi di động/theo dõi di động thông minh
định vị

Dịch vụ âm thanh - Dịch vụ âm thanh chất lượng cao (16-64 Kbps)
(audio)
- Dịch vụ truyền thanh AM (32-64 Kbps)
- Dịch vụ truyền thanh FM (64-384 Kbps)
Dịch vụ số liệu

- Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình (64-144
Kbps)
- Dịch vụ số liệu tương đối cao (144Kbps –
2Mbps)

Dịch vụ
viễn thông

- Dịch vụ số liệu tốc độ cao ( ≥ 2Mbps)
Dịch
vụ
phương tiện

đa - Dịch vụ Video (384 Kbps)
- Dịch vụ hình chuyển động (384 Kbps –
2Mbps)
- Dịch vụ hình chuyển động thời gian thực (≥
2Mbps)

Dịch vụ Internet Dịch vụ truy cập Web (384 Kbps – 2Mbps)
đơn giản
Dịch vụ Dịch vụ Internet Dịch vụ Internet (384 Kbps – 2 Mbps)
thời gian thực

Internet
Dịch vụ Internet Dịch vụ Website đa phương tiện thời gian thực
đa phương tiện
(≥ 2 Mbps)
Bảng I.1: Phân loại các dịch vụ ở IMT-2000.

Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-11-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

I.1.2. Xu thế phát triển của công nghệ di động
Với xu thế toàn cầu hoá, xã hội loài người ngày càng phát triển vượt bậc khi
những khó khăn do khoảng cách về địa lý được khắc phục, thông tin được chia sẻ,
liên lạc dễ dàng tại bất cứ vị trí nào, bất cứ thời điểm nào. Do vậy, lĩnh vực thông
tin liên lạc được coi là ưu tiên số một, cần phải phát triển đi trước để tạo tiền đề cho
các ngành khác phát triển. Công nghệ thông tin di động, với những lợi điểm riêng
của mình, đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới. Sự ra đời của
thông tin di động số GSM đã tạo nên bước ngoặt lớn, đem tới cho con người những
lợi ích không thể phủ nhận được về thời gian, chi phí, tính tiện dụng. Tuy nhiên, khi
nhu cầu về trao đổi thông tin di động của con người ngày càng phong phú và khắt
khe hơn về tốc độ, chất lượng, loại hình dịch vụ cung cấp, chi phí... thì GSM đã bộc
lộ những nhược điểm không thể đáp ứng được các yêu cầu này. Xu thế tất yếu của
thông tin di động là phải tiếp tục phát triển công nghệ mới, khắc phục nhược điểm
của thông tin di động thế hệ 2, đáp ứng những đòi hỏi khắt khe của các dịch vụ mới
cũng như thoả mãn các yêu cầu rất đa dạng của khách hàng, đưa thông tin di động
phát triển lên một tầm cao mới.

Hình I.1: Xu thế phát triển thông tin di động từ 2G tới 4G.
Công nghệ CDMA (đa truy cập theo mã) trước đây chủ yếu dùng trong quân
sự của quân đội Mỹ. Từ năm 1985, Chính phủ Mỹ cho phép Qualcomm phát triển
thành công nghệ CDMA cho di động và đã dành được nhiều thành tựu trong công
nghệ này. Qualcomm đã đưa ra phiên bản CDMA đầu tiên gọi là IS-95A. Hệ thống
thông tin di động CDMA IS-95 được xây dựng trên lý thuyết trải phổ, lý thuyết này
đã trở thành động lực phát triển cho nhiều ngành công nghiệp vô tuyến như thông
Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-12-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

tin cá nhân, thông tin đa truy nhập thuê bao vô tuyến ở mạng nội hạt, thông tin vệ
tinh, định vị toàn cầu, ra đa xung... Với ưu thế hiệu suất sử dụng độ rộng băng tần
cao và khả năng đa truy nhập theo mã đã đưa công nghệ CDMA trở thành lựa chọn
tối ưu trong việc giảm thiểu tắc nghẽn gây ra do sự bùng nổ nhu cầu đáp ứng băng
thông của các mạng điện thoại vô tuyến di động.
Công nghệ CDMA 2000 mới đã được phát triển trong những năm gần đây và
được ứng dụng và triển khai rộng rãi do những ưu điểm sau: dung lượng mạng lớn,
tính bảo mật thông tin cao đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng dịch vụ,
linh hoạt và dễ dàng khi có nhu cầu mở rộng mạng, khả năng truyền số liệu tốc độ
cao, đáp ứng được các dịch vụ tiên tiến yêu cầu băng thông rộng như truyền số liệu
tốc độ cao, multimedia... Đại diện cho thế hệ thông tin di động thứ 3 theo chuẩn
CDMA là công nghệ CDMA 2000, công nghệ này có khả năng hỗ trợ tốc độ truyền
số liệu tối đa đến 2,4Mbps (theo ITU-T).

I.1.3. Dịch vụ CDMA 450MHz
Tại châu Á ,CDMA 450MHz đã được cấp phép cho trên 7 nhà khai thác. Và

một vài nhà khai thác đã trình bày ưu thế cạnh tranh mới so với các dịch vụ hiện
thời, cả về thoại và dữ liệu di động. Một số nơi, các nhà khai thác CDMA450 đang
được sử dụng rộng rãi nhằm mở rộng hệ thống điện thoại vốn chưa được đáp ứng và
không mang tính kinh tế trước đây ở các vùng nông thôn và một số khu vực khác.
Bên cạnh những ưu điểm, cũng xuất hiện một số cản trở trong việc mở rộng CDMA
450 là không có khả năng bảo vệ sóng nhiễu từ các dịch vụ khác chạy trên
450MHz, giá thành máy khá cao, không loại bỏ được các vật cản, sự đáp lại mang
tính cạnh tranh, và sự hạn chế vận hành khởi động.
Việc triển khai thành công CDMA450 sẽ làm giảm chi phí đầu vào nhờ có
trạm phát lớn và có khả năng áp dụng cho cả mạng di động và mang cố định.
CDMA450 đưa đến cho các nhà khai thác khả năng ứng dụng dữ liệu và thoại 3G
tại tấn số NMT với hiệu quả ứng dụng rất cao. Đồng thời nó tạo cơ hội để phát triển
thẳng từ dịch vụ mạng thế hệ thứ nhất đến thế hệ thứ 3 và chi phí đầu vào thấp phù
hợp với những nhà khai thác mới là một lợi điểm rất đáng cân nhắc.
Hơn nữa, các loại hình dịch vụ đa dạng được phục vụ trên cùng một mạng, từ
thoại cơ bản đến các dịch vụ nền tảng dữ liệu 1X-EVDO phức tạp hơn. Nhiều nhà
khai thác CDMA2000 trên thế giới hiện nay đã có những thành công đáng kể trong
việc phân đoạn các mảng thuê bao trên cùng đường dây, ví dụ như Hàn Quốc.
Một khả năng đặc biệt của CDMA450 là có thể cung cấp hạ tầng với chi phí thấp
cho các dịch vụ 3G ở những nơi mật độ dân cư trung bình và thấp.
Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-13-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

I.2. Tổng quan về cấu trúc mạng CDMA 2000 1x
I.2.1. Sơ đồ cấu trúc mạng
Kiến trúc mạng CDMA 2000 1x tổng thể được chia làm 4 lớp:

- Lớp mạng lõi chuyển mạch (trung tâm chuyển mạch MSC và các thành
phần chức năng liên quan).
- Lớp mạng gói (gồm các phần tử mạng giao tiếp với mạng dữ liệu gói).
- Lớp mạng truy nhập vô tuyến, là các BTS và BSC.
- Lớp mạng quản lý thực hiện các chức năng về quản lý mạng, quản lý
phần tử mạng và quản lý chăm sóc khách hàng.
Hệ thống CDMA 2000 1x là hệ thống theo các chuẩn báo hiệu như SS7 và
IS-41, cho phép có thể thực hiện các dịch vụ thoại và dữ liệu đồng thời. Sơ đồ kiến
trúc mạng CDMA 2000 1x như sau:

Hình I.2: Sơ đồ kiến trúc mạng CDMA 2000 1x.

I.2.2. Nhiệm vụ chức năng các thành phần
Hệ thống mạng CDMA 2000 1x bao gồm các khối hệ thống mạng riêng chia
theo chức năng sau đây:
Mạng lõi bao gồm các khối sau:
- Trung tâm chuyển mạch MSC
Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-14-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

- Bộ đăng ký vị trí tạm trú VLR
- Điểm chuyển mạch dịch vụ SSP
- Bộ đăng ký định vị thường trú HLR/AC
- Cổng MSC (GMSC)
Mạng truy nhập vô tuyến bao gồm các khối sau:
- BTS

- BSC
Mạng dữ liệu gói bao gồm các khối sau:
- Khối thực hiện chức năng điều khiển gói PCF:
- Khối thực hiện chức năng nút dịch vụ dữ liệu gói PDSN
- Khối thực hiện chức năng AAA
- Khối thực hiện chức năng kiểm soát an ninh mạng Firewall.
- Khối thực hiện chức năng kết nối với mạng Internet
và Mạng quản lý vận hành.
Sau đây chúng ta sẽ xem xét lần lượt chức năng các khối trên:
Mạng Lõi:
Trung tâm chuyển mạch MSC: MSC là nơi tập trung chuyển mạch kết nối
các cuộc gọi của toàn hệ thống, thực hiện chuyển giao mềm thuê bao giữa các BTS,
quản lý thuê bao, xử lý mọi ứng dụng trên mạng, và là trung tâm giám sát và khai
thác mạng. Bên cạnh đó, MSC còn là điểm giao tiếp giữa mạng CDMA 2000 1x với
các mạng PSTN nhằm phục vụ chuyển mạch giữa các thuê bao này với các thuê bao
cố định, với các mạng di động của các Nhà khai thác khác nhau. Giao tiếp vật lý
giữa MSC và PSTN là E1 SS7. MSC cung cấp giao tiếp với các mạng dữ liệu
IP/Internet thông qua PDSN.
Bộ đăng ký vị trí tạm trú VLR: VLR chứa các dữ liệu về mọi thuê bao đang ở
trong vùng phục vụ của MSC, gán cho các thuê bao từ vùng phục vụ
MSC/VLR khác tới một số thuê bao tạm thời. VLR còn thực hiện trao đổi
thông tin về thuê bao chuyển vùng giữa HLR nơi thuê bao đăng ký. Dữ liệu thuê
bao lưu giữ trong VLR chính xác hơn trong HLR.
Điểm chuyển mạch dịch vụ SSP: Điểm chuyển mạch dịch vụ là một thực thể
của mạng thông minh (IN network), có nhiệm vụ thực hiện chức năng chuyển mạch
cho các dịch vụ liên quan của mạng thông minh.
Bộ đăng ký định vị thường trú HLR/AC: HLR là nơi dữ liệu thông tin về
khách hàng cần quản lý như:
- Lưu giữ thông tin về thuê bao (thuê bao và trạng thái thuê bao).
- Thông tin vị trí đăng ký của đầu cuối di động

Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-15-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

-

Thông tin MDN, IMSI (MIN)
Mô đun AC (Authentication Center): thực hiện chức năng bảo mật an
toàn thông tin dữ liệu:
ƒ Lưu trữ thông tin nhận thực thuê bao
ƒ Ngăn chặn xâm nhập bất hợp pháp.
Cổng MSC (GMSC): Để thực hiện định tuyến các cuộc gọi thoại hay dữ liệu
tới và đến một mạng đích khác, GMSC có các chức năng cơ bản như sau:
- Hỗ trợ kết nối tới nhiều loại mạng đích khác nhau: mạng PSTN, mạng
di động khác.
- Hỗ trợ khả năng lưu trữ thông tin cước để thực hiện đối soát cước, thu
thập và báo cáo cước.
- Hỗ trợ khả năng làm việc với một phần mềm quản lý mạng và quản lý
phần tử mạng của một nhà khai thác thứ 3.
Mạng truy cập vô tuyến: Mạng truy cập vô tuyến là cửa ngõ giao tiếp vô tuyến với
đầu cuối. Mạng được hình thành với toàn bộ BTS và BSC của hệ thống. Mỗi BTS
nối đến BSC qua một (hoặc nhiều) đường E1 tuỳ vào dung lượng tải thực tế qua
mỗi BTS cụ thể.
BTS: trao đổi thông tin với MS qua giao diện vô tuyến Um. Một BTS bao
gồm các thiết bị thu phát, anten và xử lý tín hiệu đặc thù. Có thể coi BTS như một
“modem” vô tuyến phức tạp.
BSC: BSC làm việc như thiết bị chuyển mạch. Một BSC có thể quản lý nhiều

BTS, phụ thuộc lưu lượng các BTS này. BSC gồm khối giao diện với MSC, các
khối chức năng điều khiển BTS, khối giao diện với OMC và khối chuyển mạch.
Các chức năng của BSC:
- Quản lý mạng vô tuyến: quản lý cácvà kênh logic của chúng về lưu
lượng ở 1 ô, chất lượng vô tuyến, số cuộc gọi bị mất, số lần chuyển
giao thành công/thất bại...
- Điều khiển nối thông MS: BSC có nhiệm vụ thiết lập, theo dõi và
giải phóng các đấu nối đến MS. Dựa vào cường độ tín hiệu và chất
lượng thoại đo ở MS, BSC quyết định công suất phát tốt nhất để giảm
nhiễu, nâng cao chất lượng nối thông. BSC còn điều khiển quá trình
chuyển giao để MS chuyển sangchất lượng tốt hơn, chuyển giao giữa
các kênh lưu lượng trong mộtkhi chất lượng nối thông quá thấp nhưng
không được phép chuyển sangkhác hoặc chuyển giao để cân bằng tải
giữa các ô.
- Quản lý mạng truyền dẫn: BSC quản lý, giám sát đường truyền từ
BTS đến MSC để đảm bảo thông tin đúng và chính xác.
Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-16-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

Mạng dữ liệu gói: Mạng dữ liệu gói làm nhiệm vụ giao tiếp giữa mạng CDMA
2000 1x với các mạng gói nhằm cung cấp các ứng dụng gói cho đầu cuối. Về cơ bản
mạng PDN có các thành phần chức năng chính như sau:
- Khối thực hiện chức năng điều khiển gói PCF: khối này thường được tích
hợp trong phần chuyển mạch lõi của BSC/MSC.
- Khối thực hiện chức năng nút dịch vụ dữ liệu gói PDSN, hỗ trợ các dịch
vụ như SIP hoặc MIP, và một số ứng dụng khác của mạng dữ liệu gói.

Kết nối giữa PDSN và mạng IP/Internet là giao diện Ethernet. Chuẩn giao
tiếp giữa PDSN và PCF là R-P A10 – A11.
- Khối thực hiện chức năng AAA: hỗ trợ nhận thực, xác thực người dùng,
và tính cước.
- Khối thực hiện chức năng kiểm soát an ninh mạng Firewall.
- Khối thực hiện chức năng kết nối với mạng Internet: Router.
Mạng quản lý: Mạng quản lý hỗ trợ các ứng dụng OA&M (Vận hành, quản trị và
bảo trì) tập trung, bao gồm:
- Quản lý cấu hình – cài đặt, nâng cấp phần mềm, gia hạn bản quyền, khởi
động lại hệ thống, giám sát trạng thái và điều khiển mạng.
- Quản lý lỗi - quản lý tính tin cậy, khả năng dự phòng, và khả năng chịu
đựng lỗi, cảnh báo xâm nhập bất hợp pháp; phát hiện và cô lập lỗi; phục
hồi từ lỗi, kiểm tra hệ thống.
- Quản lý hiệu suất hoạt động – Giám sát và phân tích hiệu suất hoạt động,
đảm bảo duy trì hiệu suất cao.
- Bảo mật - Bảo mật mức truy cập/mật khẩu.

Hình I.3: Sơ đồ khối mạng quản lý.
Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-17-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

I.3. Các đặc trưng của CDMA
I.3.1. Tiện ích của CDMA
Công nghệ CDMA đã thực sự mang lại cho nhà khai thác cũng như thuê bao
rất nhiều lợi ích như:
-

Dung lượng hệ thống CDMA gấp 8 ÷ 10 lần so với hệ thống AMPS và 4
÷ 5 lần so với hệ thống GSM.

-

Chất lượng cuộc gọi được nâng cao.
Thiết kế hệ thống đơn giản hoá do việc sử dụng cùng một dải tần số ở
mọi cell.
Nâng cao sự bảo mật thông tin.
Đặc tính phủ sóng được cải thiện, phạm vi phủ sóng rộng. Tăng thời gian
đàm thoại cho máy đầu cuối.
Dải thông được cung cấp tuỳ theo yêu cầu sử dụng.

I.3.2. Mô hình thoại và dữ liệu của CDMA 2000 1x
I.3.2.1. Mô hình thoại
Mô hình cuộc gọi thoại của CDMA 2000 1x trên kênh lưu lượng FCH có đặc
điểm:
- Mỗi cuộc gọi bao gồm thủ tục truy nhập và giải phóng cuộc gọi
- Tài nguyên sử dụng được duy trì trong mỗi cuộc gọi.
Do đó, tham số chính của mô hình thoại CDMA 2000 1x là lưu lượng tải
trung bình của mỗi thuê bao và thời gian trung bình của mỗi cuộc gọi.

Hình I.4: Mô hình cuộc gọi thoại.

Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-18-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

I.3.2.2. Mô hình dữ liệu

Hình I.5: Mô hình cuộc gọi dữ liệu gói CDMA 2000 1x.
Trong đó:
- FCH: sử dụng truyền dữ liệu liên tục (chuyển mạch kênh) tốc độ 9,6kbps.
- SCH sử dụng truyền dữ liệu burst tốc độ 9,6/19,2/38,4/76,8/153,6kbps.
Mỗi dịch vụ dữ liệu có một phiên PPP (Point to Point). Mỗi phiên PPP có 3
trạng thái: hoạt động, trạng thái chờ, trạng thái rỗi. Người sử dụng chuyển giữa các
trạng thái trong các điều kiện khác nhau.
Dịch vụ dữ liệu có các đặc điểm sau:
- Liên tục chuyển giữa trạng thái chờ và trạng thái hoạt động.
- Một phiên gồm nhiều cuộc gọi gói. Các loại dịch vụ khác nhau có các đặc
trưng khác nhau.
- Dựa vào burst dữ liệu.
- Tài nguyên sử dụng thay đổi tùy theo burst dữ liệu.

Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-19-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

CHƯƠNG II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT
LƯỢNG MẠNG CDMA
Trong chương này tập trung phân tích các yếu tố gây suy giảm chất lượng
mạng, đặc trưng và các ảnh hưởng của từng yếu tố đến chất lượng cuộc gọi cũng
như dịch vụ dữ liệu, đồng thời cũng đưa ra những cách giảm mức độ ảnh hưởng đề

xuất các giải pháp giải quyết khắc phục nhược điểm, nâng cao chất lượng dịch vụ.
Các yếu tố ảnh hưởng chủ yếu là:
-

-

-

-

-

Chất lượng mạng truyền dẫn và mạng chuyển mạch: tốc độ truyền dẫn, băng
thông ( dung lượng xử lý của tổng đài, dung lượng thiết kế của mạng), trễ xử lý,
định tuyến….
Ảnh hưởng do chất lượng truyền dẫn vô tuyến: là ảnh hưởng lớn nhất và chủ yếu
tới chất lượng mạng. Bao gồm các yếu tố nhiễu vô tuyến (nhiễu do nội mạng,
nhiễu do nguồn bên ngoài, can nhiễu giữa các BTS khác nhau, can nhiễu do
công suất phát của máy di động khác…), nhiễu kênh đường lên, nhiễu kênh
đường xuống, nhiễu giao thoa từ các BTS khác nhau, nhiễu đa sóng mang, nhiễu
tần số, nhiễu phân tập ăng ten….Các yếu tố này gây ra các hiện tượng như: pha
đinh, điều khiển công suất, chuyển giao mềm, chuyển giao cứng ….gây giảm
dung lượng phục vụ của mạng
Các tồn tại trong quá trình triển khai mạng thực tế (có những điểm chưa phù hợp
so với thiết kế chuẩn) dẫn việc gia tăng các công suất thu/phát không hợp lý
hoặc chuyển giao quá nhiều trong mạng gây nên suy giảm chất lượng
Một số các yếu tố liên quan đến mạng truyền tải và mạng chuyển mạch ( định
tuyến tối ưu, phương tiện truyền dẫn, cấu trúc kết nối giữa các tổng đài chuyển
mạch và các bộ xử lý tập trung…)
Các yếu tố ảnh hưởng khác có liên quan đến bản chất hệ thống và công nghệ

CDMA như : lỗi bít, rung pha, trôi pha, mã hoá tốc độ biến đổi.

II.1. Chất lượng cuộc gọi trong mạng CDMA
Các hệ thống điện thoại cellular sử dụng công nghệ CDMA cung cấp dịch vụ
thoại có chất lượng cao hơn và ít xảy ra rớt cuộc gọi hơn các hệ thống điện thoại
cellular hoạt động trên những công nghệ khác. Các lợi điểm trong hệ thống CDMA
đã tạo ra khả năng đó như:
- Các phương pháp sửa lỗi tiên tiến làm tăng khả năng chính xác cho các
khung nhận được.
Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-20-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

-

-

-

-

Các bộ mã hoá tinh vi cho phép mã hoá tốc độ cao và giảm tạp âm nền.
CDMA sử dụng ưu điểm của nhiều loại phân tập khác nhau để nâng cao chất
lượng thoại như:
ƒ Phân tập tần số (bảo vệ khỏi fađing chọn lọc tần số).
ƒ Phân tập không gian (dùng 2 anten nhận).
ƒ Phân tập đường truyền (sử dụng bộ thu Rake để khắc phục sự thu

nhận một tín hiệu qua nhiều đường gây ra “nhiễu giao thoa” và
thậm chí còn nâng cao chất lượng âm thanh).
ƒ Phân tập thời gian (dùng cài xen và mã hoá).
Thực hiện chuyển giao “mềm” để góp phần làm tăng chất lượng thoại bằng
cách cung cấp một kết nối “make before break”. Quá trình chuyển giao linh
hoạt giữa các sector của cùng 1 cell cũng cung cấp những lợi ích tương tự.
Điều khiển công suất chính xác, bảo đảm cho tất cả các máy di động đều có
mức công suất gần bằng mức công suất tối ưu để có thể đạt được một chất
lượng thoại tốt nhất.
Một cell CDMA có vùng phủ sóng lớn hơn nhiều so với cell công nghệ khác.
Nâng cao tính bảo mật thông tin: Đó là vì các khung thông tin đã số hoá
được trải phổ trên một nền phổ rộng. Công nghệ mã hoá vẫn tiếp tục được
nghiên cứu phát triển và ngày càng hoàn thiện cung cấp cho công nghệ
CDMA các giải pháp mã hoá mới nâng cao mức độ an toàn thông tin.

II.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng truyền dẫn
Trong cấu trúc mạng CDMA , phần truyền dẫn bao gồm: truyền dẫn vô tuyến
(truyền dẫn giữa MS và BTS ) và truyền dẫn trên mạng kết nối ( truyền dẫn từ BTS
về tới MSC và giữa các MSC)
Mạng truyền dẫn kết nối (hữu tuyến) của EVNTelecom hiện nay sử dụng các
thiết bị và phương thức truyền dẫn quang với hệ thống cáp quang đường trục kết
nối các MSC với nhau và cáp quang nội hạt kết nối BTS với BSC và MSC. Chất
lượng truyền dẫn trên mạng cáp quang là ổn định và tốt nhất và đảm bảo dung
lượng thiết kế cho hệ thống. Do vậy, trong phần này của luận văn chủ yếu nghiên
cứu các ảnh hưởng của mạng truyền dẫn vô tuyến giữa MS và BTS, phân tích mức
độ ảnh hưởng và các yếu tố hạn chế mức độ suy giảm chất lượng mạng.
Đối với mạng CDMA, truyền dẫn vô tuyến chủ yếu xảy ra tại giao diện ABis từ MS tới BTS và ngược lại. Từ BTS tới BSC và MSC chủ yếu là truyền dẫn
quang, chất lượng được đảm bảo. Do vậy, ở đây ta chỉ xét đến yếu tố truyền dẫn vô

Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007

-21-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

tuyến tại 1 cell thuộc 1 BTS, sẽ mang tính chất điển hình cho các yếu tố ảnh huởng
đến dung lượng của toàn bộ hệ thống.

II.2.1. Hiện tượng pha đinh
II.2.1.1. Tác hại của Pha đinh
Các MS thường hoạt động trong môi trường có nhiều vật chắn (đồi núi, toà
nhà…) giữa các trạm này và BTS. Đây là nguyên nhân dẫn đến hiện tượng che tối
làm giảm cường độ điện trường thu. Khi MS chuyển động, cường độ điện trường
lúc giảm lúc tăng do lúc có lúc không có vật chắn giữa anten phát và anten thu vô
tuyến. Ảnh hưởng của pha đinh này làm thay đổi cường độ tín hiệu. Vùng giảm tín
hiệu được gọi là chỗ trũng pha đinh. Pha đinh gây ra do các hiện tượng che tối gọi
là pha đinh chuẩn log, vì nếu lấy logarit của cường độ tín hiệu , ta được phân bố
chuẩn xung quanh giá trị trung bình. Thời gian giữa 2 trũng pha đinh thường vài
giây, nếu MS được đặt trên xe và di động.
Ở môi trường thành phố, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng truyền dẫn
là pha đinh nhiều tia hay còn gọi là pha đinh Rayleigh. Trong trường hợp này, anten
thu máy di động nhận được tín hiệu từ nhiều đường truyền phản xạ từ các toà nhà
khác nhau. Điều này khiến cho tín hiệu thu được sẽ là tổng vector của cùng một tín
hiệu phát nhưng khác pha. Nếu các tín hiệu này đồng pha với nhau thì ta được
cường độ tín hiệu rất lớn. Ngược lại, nếu chúng ngược pha thì tín hiệu tổng rất nhỏ
và chúng có thể bị triệt tiêu, xảy ra hiện tượng trũng pha đinh sâu. Thời gian giữa 2
trũng pha đinh phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của MS và tần số phát.
Ta có thể coi (gần đúng) rằng khoảng cách giữa 2 điểm trũng bằng ½ bước
sóng. Đối với tần số 900Mhz, khoảng cách này là ≈ 17cm (với tần số 450MHz

khoảng cách này là ≈34cm).Vì thế nếu MS chuyển động với tốc độ 50km/h (v ≈
14m/s), bước sóng tín hiệu λ ≈0,3m thì thời gian giữa hai điểm trũng như sau:
∆ t = λ /(2v) = 10,7ms.

Đối với tần số 450Mhz, thời gian giữa 2 điểm trũng tăng gấp đôi.
Sự phụ thuộc tín hiệu thu vào khoảng cách do suy hao đường truyền và che
tối. Giá trị trung bình của cường độ tín hiệu giảm dần do suy hao đường truyền cho
tới khi mất kết nối vô tuyến. Do ảnh hưởng của che tối, cường độ tín hiệu thay đổi
chậm và do ảnh hưởng của nhiều tia, cường độ tín hiệu thay đổi nhanh.
Tại một khoảng cách nhất định d(m) so với anten phát, tín hiệu ở anten thu sẽ
có giá trị gần đúng với giá trị trung bình chung. Để đảm bảo thu được ở một điểm
trũng pha đinh quy định, cần đảm bảo công suất ở điểm thu lớn hơn độ nhạy máy
Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-22-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

thu. Hiệu số (dB) giữa công suất thu trung bình và ngưỡng công suất thu được gọi là
độ dự trữ pha đinh. Chất lượng thu phụ thuộc vào quy định độ trũng pha đinh thấp
nhất mà máy thu còn làm việc được.
Ngoài việc làm thăng giáng cường độ tín hiệu thu, pha đinh nhiều tia còn gây
ra sự phân tán thời gian dẫn đến nhiễu giao thoa giữa các ký hiệu (ISI: Inter Symbol
Interference). ISI nghĩa là các ký hiệu cạnh nhau sẽ giao thoa với nhau dẫn đến méo
dạng ký hiệu và máy thu có thể quyết định sai về ký hiệu này.
Giả sử chuỗi “1” và “0” được phát từ BTS. Nếu tín hiệu phản xạ đến chậm
hơn đúng 1 bit so với tín hiệu đi thẳng thì máy thu ký hiệu “1” ở tín hiệu phản xạ sẽ
giao thoa với tín hiệu “0” của tín hiệu đi thẳng gây quyết định nhầm thành tín hiệu
“1”, hoặc nhiễu không phân biệt được ký tự

II.2.1.2. Cách chống pha đinh
Để chống pha đinh, người ta có thể sử dụng các biện pháp như: mã hoá kênh
chống lỗi kết hợp với đan xen tín hiệu, sử dụng nhiều sóng mang, phân tập, cân
bằng thích ứng, trải phổ, máy thu RAKE.
Hoặc có thể mã hoá kênh chống lỗi bằng mã phát hiện lỗi nhưmã khối tuyến
tính hoặc mã sửa lỗi như mã xoắn hoặc mã Turbo.
Kỹ thuật phát đa sóng mang (MC) : luồng số sau khi trải phổ được chia thành
3 luồng với tốc độ trải phổ mỗi luồng bằng 1/3 tốc độ trải phổ chính. Sau đó mỗi
luồng được đưa lên điều chế 3 sóng mang với 3 tần số khác nhau. Phương pháp này
cho phép chống cả pha đinh và nhiễu.
Kỹ thuật phân tập: phân tập không gian, tần số, phân cực, góc, thời gian.
Phát đa sóng mang (MC) là 1 dạng của phân tập tần số, và trong CDMA thường
dùng phổ biến dạng phân tập không gian (cả không gian thu áp dụng cho BTS ,lẫn
không gian phát áp dụng cho MS).
Máy thu RAKE cho phép cân bằng pha của các tín hiệu đến từ các đường
khác nhau và tổ hợp chúng thành 1 tín hiệu tốt nhất.
II.2.1.2.1. Chế độ phát đơn và đa sóng mang
Chế độ phát đa sóng mang MC(Multi-Carrier) được xem như phương pháp
làm tăng chất lượng mạng. Nguyên tắc phát như sau:
Tại đường xuống, khi thay cho một sóng mang băng rộng duy nhất, nhiều
sóng mang băng hẹp (tối đa đến 12 sóng mang) được phát từ trạm gốc.. Với mạng
CDMA 2000 1X , hỗ trợ tốc độ chip N x 1,2288Mchip/s (với N= 1,3,6,9,12).
Phương pháp đa sóng mang phân các ký hiệu điều chế vào N sóng mang 1,25MHz.
Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-23-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

Các đặc tính chính của phương pháp này là:
-

Các tín hiệu thông tin sau mã hoá được phân chia lên nhiều sóng mang
1,25Mhz.

-

Tương ứng với trải phổ trên toàn độ rộng băng tần.

-

Sử dụng bộ mã hoá/lặp tín hiệu đan xen.

-

Điều khiển công suất nhanh

II.2.1.2.2. Các kỹ thuật phân tập
Phân tập thu:
Kỹ thuật phân tập thu cho phép giảm ảnh hưởng của pha đinh mà không cần
tăng công suất phát hoặc độ rộng băng tần.
Nếu thu 2 mãu tín hiệu độc lập thì 2 mẫu tín hiệu này sẽ bị pha đinh không
tương quan, nghĩa là xác suất đồng thời các mẫu này thấp hơn mức nhất định sẽ
thấp hơn mẫu riêng lẻ. Một số các kiểu phân tập thông dụng như:
Phân tập vĩ mô:
Được sử dụng để giảm pha đinh phạm vi lớn do che tối . Do sự thay đổi địa
hình (đồi núi và các vật chắn) giữa máy thu BS và các máy phát MS, cường độ tín
hiệu trung bình cục bộ thay đổi. Nếu sử dụng 2 anten thu tách biệt, bộ kết hợp tín
hiệu từ 2 anten này của máy thu B có thể giảm pha đinh dài hạn. Đối với CDMA ,

phân tập vĩ mô (một hình thức chuyển giao mềm) đóng vai trò quan trọng do việc
tái sử dụng tần số là 1 và điều khiển công suất nhanh
Ở đường lên, càng có nhiều BS tách tín hiệu, thì xác suất thu được ít nhất 1
tín hiệu càng cao. Lúc này, mạng sẽ chọn lọc ra một khung tốt nhất thu được từ các
máy thu của BS.
Ở đường xuống, 1 máy thu nhận được tín hiệu từ nhiều BS khác nhau. Lúc
này chỉ có 1 tín hiệu được sử dụng còn các tín hiệu khác bị coi là nhiễu. Tuy nhiên,
do sử dụng máy thu RAKE nên các đường truyền có khả năng phân biệt được
Phân tập vi mô:
Sử dụng 2 hoặc nhiều anten ở cùng 1 trạm nhưng lại có thể thu được các tia
khác nhau ở các trạm khác. Cách này được sử dụng để ngăn chặn pha đinh sâu.
Phân tập không gian:
Sử dụng hai đường truyền. Hai anten đặt cách nhau khoảng d ngắn , có thể
cung cấp hai tín hiệu với tương quan pha đinh thấp. Khoảng cách d phụ thuộc vào
độ cao anten h và tần số. Đối với tần số thấp (bước sóng dài) thì khoảng cách d càng
dài, tăng độ lợi về khoảng cách.
Phân tập tần số:
Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007


-24-

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp nâng cao chất lượng mạng CDMA 450MHz tại Việt Nam

Tín hiệu thu được của từ hai tần số khác nhau một khoảng bằng độ rộng băng
tần giống nhau, là tín hiệu không tương quan. Để sử dụng phân tập ở khu vực ngoại
ô hoặc thành thị, cần khoảng phân cách tần số tối thiểu là 300Khz mà thu đa sóng
mang (MC) chính là một hình thức hỗ trợ phân tập tần số.
Phân tập phân cực:
Hai anten phân cực chéo tại BS sẽ phát đi các thành phần phân cực ngang và

phân cực đứng và tại MS ta thu được 2 tín hiệu không tương quan. Tuy nhiên, phân
tập phân cực sẽ làm giảm 3dB công suất ở phía phát do phải chia đều công suất cho
2 anten.
Phân tập thời gian:
Nếu cùng một tín hiệu được phát tại các khe thời gian khác nhau, thì tín hiệu
thu cũng không tương quan. Cách này được thực hiện bằng cách mã hoá kênh, đan
xen và phát lại.

II.2.2. Phương thức chuyển giao
-

Chuyển giao “mềm”: là quá trình thiết lập một liên kết với sector đích
trước khi ngắt kết nối với sector đang phục vụ

-

Chuyển giao “mềm hơn”: giống như chuyển giao mềm, nhưng nó được
thực hiện giữa nhiều sector trong cùng 1 BTS

Hình II.1: Sơ đồ chuyển giao mềm/mềm hơn

Phạm Hoài Giang- Lớp CH ĐTVT 2005-2007