Nghiên cứu thiết kế mạng thông tin di động 3G UMTS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

DƯƠNG QUANG NGỌC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu thiết kế mạng thông tin di động 3G UMTS

HÀ NỘI, 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

DƯƠNG QUANG NGỌC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH MẠNG MÁY TÍNH

ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu thiết kế mạng thông tin di động 3G UMTS
Sinh viên thực hiện:

Giáo viên hướng dẫn

Dương Quang Ngọc

Ts: Phạm Đình Tân

HÀ NỘI, 2017


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

MỤC LỤC
Trang
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO........................................................1
...............................................................................................2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO........................................................2
MỤC LỤC..................................................................................1
...............................................................................................3
DANH MỤC HÌNH VẼ.................................................................3
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.......................................................6
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.............................................7
MỞ ĐẦU...................................................................................8
CHƯƠNG 1...............................................................................9
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG........................9
1.1 Giới thiệu về công nghệ 3G................................................................................................................. 9
1.1.1 Lịch sử phát triển của thông tin di động............................................................................................ 9
1.1.2 Quá trình phát triển lên 3G.............................................................................................................. 10
1.1.3 Cấp phát phổ tần trong 3G.............................................................................................................. 11
1.2 Kiến trúc của hệ thống thông tin di động 3G......................................................................................12
1.2.1Thiết bị người dùng (UE).................................................................................................................. 13
1.2.2 Mạng truy cập vô tuyến................................................................................................................... 14
1.2.3 Mạng lõi.......................................................................................................................................... 15
1.3 Giao diện vô tuyến của 3G................................................................................................................. 18
1.3.1 Kiến trúc ngăn xếp giao diện vô tuyến UMTS/FDD...........................................................................18
1.3.2 Giao diện trong UTRAN.................................................................................................................... 20

1.3.3 Giao diện vô tuyến (Uu)................................................................................................................... 24
1.4 Giới thiệu bài toán thiết kế mạng thông tin di động...........................................................................29
1.4.1 Giới thiệu về quy hoạch mạng vô tuyến........................................................................................... 29

Dương Quang Ngọc

1

Lớp Mạng máy tính K57


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính
1.4.2 Một số đặc điểm cần lưu ý trong quy hoạch mạng..........................................................................31
1.4.3 Quy hoạch định cỡ mạng................................................................................................................ 33

CHƯƠNG 2.............................................................................34
GIỚI THIỆU PHẦN MÊM MÔ PHỎNG MẠNG ATOLL......................34
2.1 Giới thiệu chung về Atoll................................................................................................................... 34
2.1.1 Một số điểm nổi bật của Atoll.......................................................................................................... 35
2.1.2 Mô hình truyền sóng Aster.............................................................................................................. 36
2.1.3 Mô hình truyền sóng CrossWave..................................................................................................... 37
2.1.4 Công nghệ 3G.................................................................................................................................. 38
2.2 Các tính năng của Atoll...................................................................................................................... 39
2.3 Hướng dẫn cài đặt Atoll.................................................................................................................... 41

CHƯƠNG 3.............................................................................46
MÔ PHỎNG VÙNG PHỦ MẠNG 3G BẰNG ATOLL.........................46
3.1 Tạo dự án mới................................................................................................................................... 46
3.2 Import dữ liệu địa hình..................................................................................................................... 47
3.2.1 Import bản đồ địa hình.................................................................................................................... 48

3.2.2 Import bản đồ Clutter...................................................................................................................... 49
3.2.3 Import bản đồ vector...................................................................................................................... 52
3.3 Chọn hệ tọa độ................................................................................................................................. 54
3.4 Import dữ liệu trạm phát sóng.......................................................................................................... 56
3.4.1 Import dữ liệu site........................................................................................................................... 56
3.4.2 Import dữ liệu transmitter............................................................................................................... 59
3.5 Lựa chọn mô hình truyền sóng.......................................................................................................... 62
3.6 Mô phỏng vùng phủ.......................................................................................................................... 63

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT.......................................................71
KẾT LUẬN...............................................................................72
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................73

Dương Quang Ngọc

2

Lớp Mạng máy tính K57


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

DANH MỤC HÌNH VẼ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO........................................................1
...............................................................................................2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO........................................................2
MỤC LỤC..................................................................................1
...............................................................................................3
DANH MỤC HÌNH VẼ.................................................................3
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.......................................................6

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.............................................7
MỞ ĐẦU...................................................................................8
CHƯƠNG 1...............................................................................9
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG........................9
1.1 Giới thiệu về công nghệ 3G................................................................................................................. 9
1.1.1 Lịch sử phát triển của thông tin di động............................................................................................ 9
Hình 1-1 Các dịch vụ và công nghệ trong 3G........................................................................................... 9
1.1.2 Quá trình phát triển lên 3G.............................................................................................................. 10
1.1.3 Cấp phát phổ tần trong 3G.............................................................................................................. 11
Hình 1-2 Cấp phát phổ tần trong 3G..................................................................................................... 11
Hình 1-3 Băng tần UMTS...................................................................................................................... 12
1.2 Kiến trúc của hệ thống thông tin di động 3G......................................................................................12
Hình 1-4 Kiến trúc mạng 3G................................................................................................................. 13
1.2.1Thiết bị người dùng (UE).................................................................................................................. 13
1.2.2 Mạng truy cập vô tuyến................................................................................................................... 14
Hình 1-5 Vai trò logic của SRNC và DRNC.............................................................................................. 15
1.2.3 Mạng lõi.......................................................................................................................................... 15
1.3 Giao diện vô tuyến của 3G................................................................................................................. 18
1.3.1 Kiến trúc ngăn xếp giao diện vô tuyến UMTS/FDD...........................................................................18

Dương Quang Ngọc

3

Lớp Mạng máy tính K57


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính
1.3.2 Giao diện trong UTRAN.................................................................................................................... 20
Hình 1-8 Ngăn xếp giao thức giao diện Iur............................................................................................ 21

1.3.3 Giao diện vô tuyến (Uu)................................................................................................................... 24
Hình 1-9 Cấu trúc phân lớp của giao diện vô tuyến.............................................................................24
Hình 1-10 Sắp xếp giữa các kênh logic và các kênh truyền tải ở đường lên và đường xuống.................26
Hình 1-11 Truyền thông tin từ lớp cao qua RLC và MAC đến lớp 1........................................................26
1.4 Giới thiệu bài toán thiết kế mạng thông tin di động...........................................................................29
1.4.1 Giới thiệu về quy hoạch mạng vô tuyến........................................................................................... 29
Hình 1-12 Mô hình CCQ....................................................................................................................... 31
1.4.2 Một số đặc điểm cần lưu ý trong quy hoạch mạng..........................................................................31
1.4.3 Quy hoạch định cỡ mạng................................................................................................................ 33

CHƯƠNG 2.............................................................................34
GIỚI THIỆU PHẦN MÊM MÔ PHỎNG MẠNG ATOLL......................34
2.1 Giới thiệu chung về Atoll................................................................................................................... 34
Hình 2-1 Giới thiệu về atoll.................................................................................................................. 34
2.1.1 Một số điểm nổi bật của Atoll.......................................................................................................... 35
2.1.2 Mô hình truyền sóng Aster.............................................................................................................. 36
2.1.3 Mô hình truyền sóng CrossWave..................................................................................................... 37
2.1.4 Công nghệ 3G.................................................................................................................................. 38
2.2 Các tính năng của Atoll...................................................................................................................... 39
2.3 Hướng dẫn cài đặt Atoll.................................................................................................................... 41
Hình 2-2 Chọn ổ đĩa cài đặt Atoll.......................................................................................................... 41
Hình 2-3 Lựa chọn chương trình cài đặt............................................................................................... 42
Hình 2-4 Chọn ổ đĩa cài đặt thư mục bổ xung....................................................................................... 42
Hình 2-5 Đặt tên và mật khẩu............................................................................................................... 43
Hình 2-6 Thiết lập cài đặt Atoll............................................................................................................. 44
Hình 2-7 Cài đặt Atoll........................................................................................................................... 44
Hình 2-8 Khởi động lại máy tính........................................................................................................... 45

CHƯƠNG 3.............................................................................46
MÔ PHỎNG VÙNG PHỦ MẠNG 3G BẰNG ATOLL.........................46

3.1 Tạo dự án mới................................................................................................................................... 46
Hình 3-1 Giao diện khi mở phần mềm Atoll.......................................................................................... 46
Hình 3-2 Hộp thoại cho phép chọn công nghệ mô phỏng.....................................................................47
Hình 3-3 Giao diện làm việc của Atoll................................................................................................... 47
3.2 Import dữ liệu địa hình..................................................................................................................... 47

Dương Quang Ngọc

4

Lớp Mạng máy tính K57


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính
3.2.1 Import bản đồ địa hình.................................................................................................................... 48
Hình 3-4 Thư mục chứa cao độ của bản đồ địa hình.............................................................................48
Hình 3-5 Cửa sổ Data Type................................................................................................................... 48
Hình 3-6 Bản đồ địa hình...................................................................................................................... 49
3.2.2 Import bản đồ Clutter...................................................................................................................... 49
Hình 3-7 Thư mục chứa mức độ phân bố của bản đồ địa hình.............................................................49
Hình 3-8 Cửa sổ Data Type................................................................................................................... 50
Hình 3-9 Phân bố của bản đồ địa hình.................................................................................................. 50
Hình 3-10 Chọn màu cho bản đồ địa hình............................................................................................ 51
Hình 3-11 Bản đồ địa hình.................................................................................................................... 51
3.2.3 Import bản đồ vector...................................................................................................................... 52
Hình 3-11 Thư mục chứa fide Index của vector.................................................................................... 52
Hình 3-12 Cửa sổ Data Type................................................................................................................. 53
Hình 3-13 Cửa sổ Vector Import........................................................................................................... 53
Hình 3-14 Bản đồ địa hình Vector......................................................................................................... 54
3.3 Chọn hệ tọa độ................................................................................................................................. 54

Hình 3-15 Chọn hệ tọa độ.................................................................................................................... 54
Hình 3-16 Chọn hệ tọa độ.................................................................................................................... 55
Hình 3-17 Chọn hệ tọa độ.................................................................................................................... 55
Hình 3-18 Chọn hệ tọa độ.................................................................................................................... 56
3.4 Import dữ liệu trạm phát sóng.......................................................................................................... 56
3.4.1 Import dữ liệu site........................................................................................................................... 56
Hình 3-19 Giao diện thông tin của trạm............................................................................................... 57
Hình 3-20 Giao diện của trạm sau khi lược bỏ cột................................................................................58
Hình 3-21 Dữ liệu của trạm sau khi import........................................................................................... 58
Hình 3-22 Giao diện sau khi import dữ liệu trạm..................................................................................59
3.4.2 Import dữ liệu transmitter............................................................................................................... 59
Hình 3-23 Giao diện bảng dữ liệu máy phát......................................................................................... 60
Hình 3-24 Lược bỏ bớt cột của bảng dữ liệu ........................................................................................ 61
Hình 3-25 Dữ liệu sau khi được import................................................................................................ 61
Hình 3-26 Giao diện sau khi import...................................................................................................... 62
3.5 Lựa chọn mô hình truyền sóng.......................................................................................................... 62
Hình 3-27 Đặt tên vùng phủ................................................................................................................. 62
Hình 3-28 Tab chọn hệ số k.................................................................................................................. 63
Hình 3-29 Mức độ suy hao clutter........................................................................................................ 63
3.6 Mô phỏng vùng phủ.......................................................................................................................... 63
Hình 3-30 Mô phỏng vùng phủ............................................................................................................. 64
Hình 3-31 Mô phỏng vùng phủ............................................................................................................. 64
Hình 3-32 Tạo Grup mới....................................................................................................................... 65
Hình 3-33 Mô phỏng mạng.................................................................................................................. 66
Hình 3-34 Mô phỏng mạng 3G............................................................................................................. 66
Hình 3-3.5 Mô phỏng mức độ bao phủ của trạm BTS...........................................................................67
Hình 3-37 mô phỏng mạng 3G............................................................................................................. 68
Hình 3-38 Mô phỏng cường độ tín hiệu trạm BTS.................................................................................68

Dương Quang Ngọc

5

Lớp Mạng máy tính K57


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính
Hình 3-39 Mô phỏng mạng 3G............................................................................................................. 69
Hình 3-40 Mô phỏng mức độ chống lấn tín hiệu..................................................................................69
Hình 3-41 Mô phỏng mạng 3G............................................................................................................. 70
Hình 3-42 Phân tích mức độ tiếng ồn................................................................................................... 70

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT.......................................................71
KẾT LUẬN...............................................................................72
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................73

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Dương Quang Ngọc

6

Lớp Mạng máy tính K57


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thông tin chung
Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế mạng thông tin di động 3G UMTS

Sinh viên thực hiện: Dương Quang Ngọc
Lớp: Mạng máy tính k57
Hệ đào tạo: Chính quy
Điện thoại: 01658.954.394
Email:
Thời gian thực hiện: Năm 2017
2. Mục tiêu
Làm
3. Nội dung chính
Trong đồ án này có 3 nội dung chính:
Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G
Giới thiệu phần mềm mô phỏng mạng Atoll
Mô phỏng vùng phủ mạng 3G bằng Atoll
4. Kết quả đạt được
ABC

Dương Quang Ngọc

7

Lớp Mạng máy tính K57


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

MỞ ĐẦU
Thế kỉ 21 được coi là thế kỉ của tri thức do đó nhu cầu và trao đổi và xử lý
thông tin ngày càng lớn. Trong những năm đầu của thế kỉ mới chúng ta được chứng
kiến bước phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin mà điển hình ngày càng có
nhiều công nghệ mới để truyền dữ liệu có hiệu quả. Để đáp ứng được nhu cầu trên

thông tin di động đã trở thành một ngành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh
và mang lại nhiều lợi nhuận cho các nhà khai thác. Sự phát triển của thị trường viễn
thông di động đã thúc đẩy mạnh mẽ việc nghiên cứu và triển khai các hệ thống
thông tin di động mới trong tương lai. Hiện nay, mạng thông tin di động của Việt
Nam đang sử dụng công nghệ GSM và CDMA băng thông hẹp, các công nghệ này
trở nên lạc hậu và quá tải trước các yêu cầu về dịch vụ mới như truyền số liệu tốc
độ cao, xem tivi trên điện thoại di động, truy cập web, internet và nhiều dịch vụ giá
trị gia tăng khác. Vì vậy sự thay thế của các công nghệ thế hệ 3G như UMTS và
CDMA2000 là điều tất yếu. Phần lớn các thuê bao tại Việt Nam đang sử dụng mạng
GSM mà UMTS là bước phát triển tiếp của GSM nên em chọn đề tài “Nghiên cứu
thiết kế mạng thông tin di động 3G ” cho nội dung nghiên cứu đồ án của mình nhằm
góp thêm hiểu biết cho những người quan tâm và tìm hiểu công nghệ mới này. Đề
tài của em tìm hiểu về những nội dung:
Chương 1 Tổng quan hệ thống thông tin đi đông 3G.
Chương 2 Giới thiệu phần mềm mô phỏng mạng.
Chương 3 Mô phỏng vùng phù mạng bằng Atoll.
Mặc dù em đã cố gắng nhiều nhưng do trình độ và thời gian có hạn nên
không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những góp ý, phê
bình và hướng dẫn từ thầy cô bạn bè. Trong quá trình thực hiện đồ án em đã nhận
được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ và hỗ trợ từ thầy hướng dẫn : Phạm Đình Tân.
Em xin trân thành cảm ơn ạ.

Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
8


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1 Giới thiệu về công nghệ 3G
1.1.1 Lịch sử phát triển của thông tin di động
Thế hệ đầu tiên là mạng thông tin di động tế bào tương tự xuất hiện từ giữa
năm 1970 cho đến giữa năm 1980. Đột phá quan trong nhất trong thời gian này là
khái niệm mạng tế bào được đề xuất bởi phòng nghiên cứu Bell từ những năm
1970. Hệ thống mạng tế bào được thực hiện bằng cách tái sử dụng tần số do đó làm
tăng dung lượng hệ thống. Thí dụ về hệ thống thông tin di động thế hệ đầu có thể kể
đến hệ thống điện thoại di động tiên tiến (AMPS- Advanced Mobile Phone System)
của Mỹ.

Hình 1-1 Các dịch vụ và công nghệ trong 3G
Tại Mỹ, mạng điện thoại di động AMPS được phân bố trong một băng thông
40 MHz trong dải tần từ 800 đến 900 MHz. Hệ thống này được sử dụng tại Bắc và
Nam Mỹ. Ở Anh, Nhật Bản và một số quốc gia Châu Á được phân bố băng thông
25 kHz với tần số 900 MHz. Đặc điểm chính của các hệ thống thông tin di động thế
hệ đầu tiên là sử dụng công nghệ tái sử dụng tần số, thực hiện điều chế tương tự cho
các tín hiệu thoại và cung cấp một kênh thuê bao tương tự cho một người dùng kể
cả khi người đó không đàm thoại. Những nhược điểm của thế hệ đầu bao gồm: sử
Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
9


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

dụng không hiệu quả phổ tần số, giới hạn về dịch vụ, cung cấp dịch vụ dữ liệu tốc
độ thấp, tính bảo mật thấp và rất dễ bị tấn công, chi phí đầu tư thiết bị cao. Như vậy,

để khắc phục những điểm yếu về công nghệ của hệ thống tương tự, công nghệ thông
tin di động số đã xuất hiện vào giữa những năm 1980.
Các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai có thể kể đến là GSM và IS-95.
Tại Châu Âu, hệ thống toàn cầu cho thông tin di động (GSM- Global System for
Mobile Communications) được triển khai, sử dụng công nghệ đa truy nhập phân
chia theo thời gian (TDMA- Time Division Multiple Access). GSM hỗ trợ tốc độ dữ
liệu 64 kbps và có thể kết nối với ISDN ( Integrated Services Digital NetworkMạng số tích hợp đa dịch vụ). Hệ thống GSM sử dụng dải tần 900 MHz và phương
thức song công phân chia theo tần số (FDD- Frequency Division Duplex). Mỗi kênh
có độ rộng 200 kHz, mỗi một sóng mang gồm 8 khe thời gian nên trong hệ thống
GSM có tất cả 125 sóng mang hay 1000 khe thời gian.
Hệ thống điện thoại di dộng tiên tiến số (DAMPS- digital advanced mobile
phone service), còn được gọi là IS-54, sử dụng băng tần 800 MHz là tiêu chuẩn tế
bào số đầu tiên tại Bắc Mỹ, sử dụng công nghệ TDMA. Tiêu chuẩn tế bào số còn lại
ở Bắc Mỹ là IS-95, sử dụng tại băng tần 800 MHz hoặc 1900 MHz, sử dụng công
nghệ đa truy cập phân chia theo mã (CDMA- Code Division Multiple Access) và trở
thành sự lựa chọn hàng đầu giữa các công nghệ của các mạng hệ thống di động cá
nhân tại Mỹ.
Do các hệ thống thông tin di động thứ hai tập trung vào truyền dẫn các dịch
vụ thoại và dịch vụ dữ liệu tốc độ thấp, nên hệ thống thông tin di động thế hệ 2,5 đã
xuất hiện vào năm 1996 nhằm cung cấp các dịch vụ truyền dẫn tôc độ trung bình
cần thiết, có thể kể đến GPRS và IS-95B. Hệ thống CDMA có dung lượng rất lớn,
nếu so sánh với hệ thống tương tự có thể gấp 10 lần, thậm chí 20 lần. Nhưng công
nghệ CDMA băng hẹp đi vào hoạt động tại thời điểm muộn hơn so với GSM. Ứng
dụng của CDMA lúc đó không bằng GSM. Các ứng dựng CDMA được thực hiện
thương mại quy mô lớn tại Bắc Mỹ, Hàn Quốc và Trung Quốc. Các dịch vụ chính
vẫn tập trung vào thoại và dịch vụ dữ liệu thấp. Nên hệ thống thông tin di động thế
hệ thứ 3 có thể cung cấp nhiều loại dịch vụ đa phương tiện chất lượng cao, chuyển
vùng toàn cầu và xem như vùng phủ sóng không giới hạn.
1.1.2 Quá trình phát triển lên 3G
Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 được xây dựng với mục đích cung cấp

một mạng di động toàn cầu với dịch vụ phong phú bao gồm thoại, nhắn tin, Internet
Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
10


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

và dữ liệu băng rộng. Tại Châu Âu, hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 được
tiêu chuẩn hóa bởi Uỷ ban tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI) phù hợp với tiêu
chuẩn IMT - 2000 của ITU (International Telecommunications Union- Liên đoàn
viễn thông quốc tế). Hệ thống có tên là UMTS (Universal Mobile
Telecommunications Systems- Hệ thống di động viễn thông toàn cầu). UMTS được
xem là hệ thống kế thừa hệ thống 2G GSM nhằm đáp ứng các yêu cầu phát triển của
các dịch vụ di động và ứng dụng Internet với tốc độ truyền dẫn lên tới 2 Mbps và
cung cấp một tiêu chuẩn chuyển vùng toàn cầu. UMTS được phát triển bởi dự án
đối tác thế hệ thứ ba (3GPP) là dự án phát triển chung của nhiều cơ quan tiêu chuẩn
hóa (SDO) như: ETSI (Châu Âu), ARIB/TCC (Nhật Bản), ANSI (Mỹ), TTA (Hàn
Quốc) và CWTS (Trung Quốc).
1.1.3 Cấp phát phổ tần trong 3G.
Hội nghị vô tuyến thế giới năm 1992 đã đưa ra các phổ tần số dùng cho hệ
thống UMTS

Hình 1-2 Cấp phát phổ tần trong 3G
Tại Việt Nam, công nghệ 3G UMTS sử dụng băng tần số theo chuẩn IMT –
2000 trong băng tần số 1900 – 2200 MHz. Băng tần đường lên 1920 – 1980 MHz
và băng tần đường xuống 2110 – 2170 MHz. Mỗi một tần số sóng mang có băng
Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
11


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

thông 5 MHz và khoảng cách song công 190 MHz. Số kênh tần số vô tuyến tuyệt
đối (URAFCN) = Tần số trung tâm × 5 và tần số trung tâm = URAFCN × 200 kHz.
URAFCN đường lên từ 9612 – 9888 MHz và đường xuống 10562 – 1083 MHz.

Hình 1-3 Băng tần UMTS
1.2 Kiến trúc của hệ thống thông tin di động 3G
Một mạng UMTS bao gồm ba phần: Thiết bị di động ( UE: User Equipment),
mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS ( UTRAN: UMTS Terrestrial Radio
Network), mạng lõi (CN: Core network).
UE bao gồm ba thiết bị: thiết bị đầu cuối (TE), thiết bị di động (ME) và
module nhận dạng thuê bao UMTS ( USIM: UMTS Subscriber Identity Module).
UTRAN gồm các hệ thống mạng vô tuyến ( RNS: Radio Network System) và
mỗi RNS bao gồm các RNC ( Radio Network Controller: bộ điều khiển mạng vô
tuyến) và các node B nối với nó.
Mạng lõi CN bao gồm miền chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói và HE
( Home Environment: môi trường nhà). HE bao gồm các cơ sở dữ liệu: AuC
( Authentication Center: Trung tâm nhận thực), HLR ( Home Location Register: Bộ
ghi định vị thường trú) và EIR ( Equipment Identity Register: Bộ ghi nhận dạng
thiết bị)

Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
12

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

Hình 1-4 Kiến trúc mạng 3G
1.2.1Thiết bị người dùng (UE)
UE (User Equipment) là đầu cuối mạng UMTS của người sử dụng. Có thể nói
đây là phần hệ thống có nhiều thiết bị nhất và sự phát triển của nó sẽ ảnh hưởng lớn
lên các ứng dụng và các dịch vụ khả dụng. Giá thành giảm nhanh chóng sẽ tạo điều
kiện cho người sử dụng mua thiết bị của UMTS. Điều này đạt được nhờ tiêu chuẩn
hóa giao diện vô tuyến và cài đặt mọi trí tuệ tại các card thông minh.
Các thiết bị đầu cuối ( TE )
Vì máy đầu cuối bây giờ không chỉ đơn thuần dành cho điện thoại mà còn
cung cấp các dịch vụ số liệu mới, nên tên của nó được chuyển thành đầu cuối. Các
nhà sản xuất chính đã đưa ra rất nhiều đầu cuối dựa trên các khái niệm mới, nhưng
trong thực tế chỉ một số ít là được đưa vào sản xuất. Mặc dù các đầu cuối dự kiến
khác nhau về kích thước và thiết kế, tất cả chúng đều có màn hình lớn và ít phím
hơn so với 2G. Lý do chính là để tăng cường sử dụng đầu cuối cho nhiều dịch vụ số
liệu hơn và vì thế đầu cuối trở thành tổ hợp của điện thoại di động, modem và máy
tính. Đầu cuối hỗ trợ hai giao diện. Giao diện Uu định nghĩa liên kết vô tuyến. Nó
đảm nhiệm toàn bộ kết nối vật lý với mạng UMTS. Giao diện thứ hai là giao diện
Cu giữa UMTS IC card (UICC- Universal Integrated Circuit Card: Thẻ vi mạch tích
hợp ) và đầu cuối. Giao diện này tuân theo tiêu chuẩn cho các card thông minh.
Mặc dù các nhà sản xuất thiết đầu cuối có rất nhiều ý tưởng về thiết bị, họ phải
tuân theo một tập tối thiểu các định nghĩa tiêu chuẩn để các người sử dụng bằng các
thiết bị đầu cuối khác nhau có thể truy nhập đến một số các chức năng cơ sở theo
cùng một cách.
Các tiêu chuẩn này gồm:
• Bàn phím (các phím vật lý hay phím ảo trên màn hình)
Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
13


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

• Đăng ký mật khẩu mới
• Thay đổi mã pin
• Điều khiển cuộc gọi
UMTS SIM
Trong hệ thống 2G, SIM card lưu giữ thông tin cá nhân (đăng ký thuê bao) cài
cứng trên card. Điều này đã thay đổi trong 3G, Modul nhận dạng thuê bao 3G được
cài như một ứng dụng trên UICC. Điều này cho phép lưu nhiều ứng dụng hơn và
nhiều chữ ký (khóa) điện tử hơn cùng với USIM cho các mục đích khác (các mã
truy nhập giao dịch ngân hàng an ninh). Ngoài ra có thể có nhiều USIM trên cùng
một UICC để hỗ trợ truy nhập đến nhiều mạng.
USIM chứa các hàm và số liệu cần để nhận dạng và nhận thực thuê bao trong
mạng UMTS. Nó có thể lưu cả bản sao hồ sơ của thuê bao. Người sử dụng phải tự
mình nhận thực đối với USIM bằng cách nhập mã PIN. Điểu này đảm bảo rằng chỉ
người sử dụng đích thực mới được truy nhập mạng 3G. Mạng sẽ chỉ cung cấp các
dịch vụ cho người nào sử dụng đầu cuối dựa trên nhận dạng USIM được đăng ký.
1.2.2 Mạng truy cập vô tuyến
UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network: Mạng truy nhập vô
tuyến mặt đất UMTS) là liên kết giữa người sử dụng và mạng lõi (CN). Nó gồm các
phần tử đảm bảo các cuộc truyền thông UMTS trên vô tuyến và điều khiển chúng.
UTRAN được định nghĩa giữa hai giao diện. Giao diện Iu giữa mạng truy nhập vô
tuyến mặt đất và mạng lõi, gồm hai phần: IuPS cho miền chuyển mạch gói và IuCS
cho miền chuyển mạch kênh; giao diện Uu giữa mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
và thiết bị người sử dụng. Giữa hai giao diện này là hai nút, RNC (Radio Network

Controller -Bộ điều khiển mạng vô tuyến) và nút B.
Bộ điều khiển mạng vô tuyến.
RNC (Radio Network Controller) chịu trách nhiệm cho một hay nhiều trạm
gốc và điều khiển các tài nguyên của chúng. Đây cũng chính là điểm truy nhập dịch
vụ mà UTRAN cung cấp cho mạng lõi. Nó được nối đến mạng lõi bằng hai kết nối,
một cho miền chuyển mạch gói đến GPRS (General Packet Radio Service) và một
đến miền chuyển mạch kênh MSC (Mobile Services Switching Center). Một nhiệm
vụ quan trọng nữa của RNC là bảo vệ sự bí mật và toàn vẹn thông tin. Sau thủ tục
nhận thực và thỏa thuận khóa, các khoá bảo mật và toàn vẹn được đặt vào RNC.
Sau đó các khóa này được sử dụng bởi các hàm an ninh.
RNC có nhiều chức năng logic tùy thuộc vào việc nó phục vụ nút nào. Người
sử dụng được kết nối vào một RNC phục vụ (SRNC: Serving RNC). Khi người sử
dụng chuyển vùng đến một RNC khác nhưng vẫn kết nối với RNC cũ, một RNC
Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
14


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

chạy (DRNC: Drift RNC) sẽ cung cấp tài nguyên vô tuyến cho người sử dụng,
nhưng RNC phục vụ vẫn quản lý kết nối của người sử dụng đến mạng lõi.
Chức năng cuối cùng của RNC là RNC điều khiển (CRNC: Control RNC).
Mỗi nút B có một RNC điều khiển chịu trách nhiệm cho các tài nguyên vô tuyến
của nó.

Hình 1-5 Vai trò logic của SRNC và DRNC
Node B
Trong 3G trạm gốc được gọi là nút B và nhiệm vụ của nút B là thực hiện kết

nối vô tuyến vật lý giữa đầu cuối với nó. Nút B nhận tín hiệu trên giao diện Iub từ
RNC và chuyển nó vào tín hiệu vô tuyến trên giao diện Uu. Nó cũng thực hiện một
số thao tác quản lý tài nguyên vô tuyến cơ sở như "điều khiển công suất vòng
trong". Tính năng này để phòng ngừa vấn đề gần xa; nghĩa là nếu tất cả các đầu cuối
đều phát cùng một công suất, thì các đầu cuối gần nút B nhất sẽ che lấp tín hiệu từ
các đầu cuối ở xa. Nút B kiểm tra công suất thu từ các đầu cuối khác nhau và thông
báo cho chúng giảm công suất hoặc tăng công suất sao cho nút B luôn thu được
công suất như nhau từ tất cả các đầu cuối.
1.2.3 Mạng lõi
Mạng lõi (CN) được chia thành ba phần, miền chuyển mạch gói (PS), miền
chuyển mạch kênh (CS) và môi trường nhà (HE). Miền chuyển mạch gói đảm bảo
các dịch vụ số liệu cho người sử dụng bằng các kết nối đến Internet và các mạng số
liệu khác và miền chuyển mạch kênh đảm bảo các dịch vụ điện thoại đến các mạng
khác bằng các kết nối ghép kênh (TDM-Time Division Multiplexing). Các nút B
trong mạng lõi được kết nối với nhau bằng đường trục của nhà khai thác, thường sử
dụng các công nghệ mạng tốc độ cao như ATM (Asynchronous Transfer Mode) và
IP (Internet Protocol). Mạng đường trục trong miền chuyển mạch kênh sử dụng
TDM còn trong miền chuyển mạch gói sử dụng IP.
Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
15


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

GGSN (Gateway GPRS Support Node) là một cổng kết nối giữa mạng
UMTS PS/GPRS và các mạng dữ liệu bên ngoài (ví dụ: Internet). Nó thực hiện các
chức năng như định tuyến và đóng gói dữ liệu giữa MS và mạng dữ liệu ngoài, điều
khiển an ninh, điều khiển truy nhập và quản lý mạng. Đối với phía UMTS PS/GPRS

một MS sẽ lựa chọn một GGSN như một thiết bị định tuyến giữa nó với mạng ngoài
trong tiến trình kích hoạt ngữ cảnh giao thức dữ liệu gói PDP mà trong đó bộ APN
(Access Point Name) sẽ xác định điểm truy nhập tới mạng dữ liệu gói đích. Đối với
phía mạng dữ liệu gói bên ngoài GGSN là một bộ định tuyến mà có thể xác định
được địa chỉ IP của tất cả MS trong mạng UMTS PS/GPRS. GGSN cung cấp giao
diện Gc để kết nối với HLR, giao diện Gn/Gp với SGSN, giao diện Gi với các mạng
dữ liệu ngoài, và giao diện Ga với Charging Gateway(CG). Charging Gateway là
một khối tính cước cho miền chuyển mạch gói. Đôi khi kết hợp với SGSN thực hiện
chức năng thu thập, kết hợp, lọc và lưu trữ chi tiết cuộc gọi Call Detail Record
(CDR) xuất phát từ SGSN và giao tiếp với trung tâm tính cước để chuyển CDR đã
được xắp sếp tới trung tâm tính cước.
HLR chịu trách nhiệm lưu trữ, cập nhật, sửa đổi, hay xóa thông tin thuê bao,
kiểm soát thông tin đăng ký dịch vụ cơ bản, dịch vụ bổ xung, và thông tin vị trí của
các thuê bao. Ngoài ra nó còn thực hiện chức năng quản lý an ninh thuê bao. Đứng
ở phương diện vật lý HLR cung cấp giao diện để kết nối với bộ định vị tạm trú
(VLR- Visitor Location Register) trong MSC server, giao diện C để kết nối với
MSC server hoặc MSC (Mobile switching center: trung tâm chuyển mạch di động)
trong mạng lõi GSM, giao diện Gr với SGSN, giao diện Gc với GGSN. Loại báo
hiệu được phân phối đi và đến HLR là Mobile Aplication Part (MAP).
Trong miền chuyển mạch kênh của UMTS, MSC server là một thực thể chức
năng làm nhiệm vụ thiết lập dịch vụ cuộc gọi, quản lý di động, chuyển giao và các 7
dịch vụ bổ xung khác. Theo nguyên lý tách riêng chức năng điều khiển khỏi kênh
mang trong mạng lõi UMTS, nó thực sự là một bộ điều khiển cho MGW để thiết lập
các hướng cuộc gọi giữa các MS thông qua giao diện Mc. MSC server về mặt vật lý
cũng tích hợp một VLR để lưu giữ dữ liệu của thuê bao. MSC server cung cấp một
giao diện tùy chọn Gs với SGSN.
Môi trường nhà
Môi trường nhà (HE: Home Environment) lưu các hồ sơ thuê bao của hãng
khai thác. Nó cũng cung cấp cho các mạng phục vụ (SN: Serving Network) các
thông tin về thuê bao và về cước cần thiết để nhận thực người sử dụng và tính cước

Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
16


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

cho các dịch vụ cung cấp. Tất cả các dịch vụ được cung cấp và các dịch vụ bị cấm
đều được liệt kê ở đây.
• Bộ ghi định vị thường trú (HLV)
HLR là một cơ sở dữ liệu có nhiệm vụ quản lý các thuê bao di động. Một
mạng di động có thể chứa nhiều HLR tùy thuộc vào số lượng thuê bao, dung lượng
của từng HLR và tổ chức bên trong mạng.
Cơ sở dữ liệu này chứa IMSI (International Mobile Subsscriber Identity: số
nhận dạng thuê bao di động quốc tế), ít nhất một MSISDN (Mobile Station ISDN:
số thuê bao có trong danh bạ điện thoại) và ít nhất một địa chỉ PDP (Packet Data
Protocol: Giao thức số liệu gói). Cả IMSI và MSISDN có thể sử dụng làm khoá để
truy nhập đến các thông tin được lưu khác. Để định tuyến và tính cước các cuộc gọi,
HLR còn lưu giữ thông tin về SGSN và VLR nào hiện đang chịu trách nhiệm thuê
bao. Các dịch vụ khác như chuyển hướng cuộc gọi, tốc độ số liệu và thư thoại cũng
có trong danh sách cùng với các hạn chế dịch vụ như các hạn chế chuyển mạng.
HLR và AuC là hai nút mạng logic, nhưng thường được thực hiện trong cùng
một nút vật lý. HLR lưu giữ mọi thông tin về người sử dụng và đăng ký thuê bao.
Như: thông tin tính cước, các dịch vụ nào được cung cấp và các dịch vụ nào bị từ
chối và thông tin chuyển hướng cuộc gọi. Nhưng thông tin quan trọng nhất là hiện
VLR và SGSN nào đang phụ trách người sử dụng.
• Trung tâm nhận thực (AuC)
AUC (Authentication Center) lưu giữ toàn bộ số liệu cần thiết để nhận thực,

mật mã hóa và bảo vệ sự toàn vẹn thông tin cho người sử dụng. Nó liên kết với
HLR và được thực hiện cùng với HLR trong cùng một nút vật lý. Tuy nhiên cần
đảm bảo rằng AuC chỉ cung cấp thông tin về các vectơ nhận thực (AV:
Authetication Vector) cho HLR.
AuC lưu giữ khóa bí mật chia sẻ K cho từng thuê bao cùng với tất cả các
hàm tạo khóa từ f0 đến f5. Nó tạo ra các AV, cả trong thời gian thực khi SGSN/VLR
yêu cầu hay khi tải xử lý thấp, lẫn các AV dự trữ.
• Bộ ghi nhân dạng thiết bị (EIR)
EIR (Equipment Identity Register) chịu trách nhiệm lưu các số nhận dạng
thiết bị di động quốc tế (IMEI: International Mobile Equipment Identity). Đây là số
nhận dạng duy nhất cho thiết bị đầu cuối. Cơ sở dữ liệu này được chia thành ba
danh mục: danh mục trắng, xám và đen. Danh mục trắng chứa các số IMEI được
phép truy nhập mạng. Danh mục xám chứa IMEI của các đầu cuối đang bị theo dõi
còn danh mục đen chứa các số IMEI của các đầu cuối bị cấm truy nhập mạng. Khi
một đầu cuối được thông báo là bị mất cắp, IMEI của nó sẽ bị đặt vào danh mục đen
Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
17


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

vì thế nó bị cấm truy nhập mạng. Danh mục này cũng có thể được sử dụng để cấm
các seri máy đặc biệt không được truy nhập mạng khi chúng không hoạt động theo
tiêu chuẩn.
1.3 Giao diện vô tuyến của 3G
UMTS sử dụng mạng đa truy nhập vô tuyến trên cơ sở W-CDMA và
mạng lõi được phát triển từ GSM/GPRS. W-CDMA có thể có hai giải pháp cho
giao diện vô tuyến: ghép song công phân chia theo tần số (FDD: Frequency Division

Duplex) và ghép song công phân chia theo thời gian (TDD: Time Division Duplex).
Cả hai giao diện này đều sử dụng trải phổ chuỗi trực tiếp (DS-CDMA). Giải pháp
thứ nhất sẽ được triển khai rộng rãi còn giải pháp thứ hai chủ yếu sẽ được triển khai
cho các ô nhỏ (Micro và Pico).
Giải pháp FDD sử dụng hai băng tần 5 MHz với hai sóng mang phân cách
nhau 190 MHz: đường lên có băng tần nằm trong dải phổ từ 1920 MHz đến 1980
MHz, đường xuống có băng tần nằm trong dải phổ từ 2110 MHz đến 2170 Mhz.
Mặc dù 5 MHz là độ rộng băng danh định, ta cũng có thể chọn độ rộng băng từ 4,4
MHz đến 5 MHz với mức tăng là 200 KHz. Việc chọn độ rộng băng đúng đắn cho
phép ta tránh được nhiễu giao thoa nhất là khi khối 5 MHz tiếp theo thuộc nhà khai
thác khác.
Giải pháp TDD sử dụng các tần số nằm trong dải 1900 đến 1920 MHz và từ
2010 MHz đến 2025 MHz; ở đây đường lên và đường xuống sử dụng chung một
băng tần. Giao diện vô tuyến của UMTS/FDD được xây dựng trên ba kiểu kênh:
kênh logic, kênh truyền tải và kênh vật lý. Kênh logic được hình thành trên cơ sở
đóng gói các thông tin từ lớp cao trước khi sắp xếp vào kênh truyền tải. Nhiều kênh
truyền tải được ghép chúng vào kênh vật lý. Kênh vật lý được xây dựng trên công
nghệ đa truy nhập CDMA kết hợp với FDMA/FDD. Mỗi kênh vật lý được đặc trưng
bởi một cặp tần số và một mã trải phổ. Ngoài ra kênh vật lý đường lên còn được
đặc trưng bởi góc pha.
1.3.1 Kiến trúc ngăn xếp giao diện vô tuyến UMTS/FDD
Kiến trúc giao diện vô tuyến của UMTS được cho trên hình

Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
18


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

Hình 1-7 Kiến trúc của giao diện vô tuyến UMTS
UP: Mặt phẳng người sử dụng
CP: Mặt phẳng điều khiển
Giao diện vô tuyến được phân thành 3 lớp giao thức:
- Lớp vật lý (L1)
- Lớp liên kết nối số liệu (L2)
- Lớp mạng (L3)
Lớp 2 được chia thành các lớp con: MAC (Medium Access Control: Điều
khiển truy nhập môi trường) và RLC (Radio link Control: điều khiển liên kết),
PDCP (Packet Data Convergence Protocol: Giao thức hội tụ số liệu gói) và BMC
(Broadcast/Multicast Control: Điều khiển quảng bá/đa phương).
Lớp 3 và RLC đựơc chia thành hai mặt phẳng: mặt phẳng điều khiển (C) và
mặt phẳng người sử dụng (U). PDCP và BMC chỉ có ở mặt phẳng U. Trong mặt
phẳng C lớp 3 được chia thành các lớp con: “tránh lặp" (TBD) nằm ở tầng truy nhập
nhưng kết cuối ở mạng lõi (CN: Core Network) và lớp RRC (Radio Resource
Control: điều khiển tài nguyên vô tuyến). Báo hiệu ở các lớp cao hơn: MM
(Mobility Management) và CC (Connection Management) được coi là ở tầng không
truynhập.
Lớp vật lý là lớp thấp nhất ở giao diện vô tuyến. Lớp vật lý được sử dụng để
truyền dẫn ở giao diện vô tuyến. Mỗi kênh vật lý ở lớp này được xác định bằng một
tổ hợp tần số, mã ngẫu nhiên hoá (mã định kênh) và pha (chỉ cho đường lên). Các
kênh được sử dụng vật lý để truyền thông tin cuả các lớp cao trên giao diện vô
tuyến, tuy nhiên cũng có một số kênh vật lý chỉ được dành cho hoạt động của lớp
vật lý.
Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
19

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

Để truyền thông tin ở giao diện vô tuyến, các lớp cao phải chuyển các thông
tin này qua lớp MAC đến lớp vật lý bằng cách sử dụng các kênh logic. MAC sắp
xếp các kênh này lên các kênh truyền tải trước khi đưa đến lớp vật lý để lớp này sắp
xếp chúng lên các kênh vật lý.
1.3.2 Giao diện trong UTRAN
Giao diện RNC-RNC và báo hiệu RNSAP
Có 2 lựa trọn với truyền tải báo hiệu RSNAP: Ngăn xếp SS7 (SCCP và
MTP3b) và truyền tải mới dựa trên SCTP/IP. Hai giao thức mặt phẳng người dùng
được định nghĩa (DCH= Dedicated channel: kênh riêng) và CCH (common channel:
kênh chung)
Mặc dù lúc đầu giao diện này được thiết kế để hỗ trợ chuyển giao phần mềm
giữa các RNC, trong quá trình phát triển tiêu chuẩn nhiều tính năng được bổ sung
và đến nay giao diện Iur đảm bảo 4 chức năng sau:
• Hỗ trợ tính di động cơ sở giữa các RNC.
• Hỗ trợ kênh lưu lượng riêng
• Hỗ trợ kênh lưu lượng chung
• Hỗ trợ quản lý tài nguyên toàn cục
Chính vì lí do này mà giao thức báo hiệu Iur ( RNSAP= radio network
subsystem application part: Phần ứng dụng hệ thống con mạng vô tuyến) được chia
thành 4 mô-đun ( như các nhóm thủ tục). Nói chung có thể thực hiện chỉ một phần
của 4 chức năng Iur giữa hai bộ mạng điều khiển mạng vô tuyến tùy theo yêu cầu
của nhà khai thác.
Iur 1: Hỗ trợ tính di dộng cơ sở giữa các RNC
Chức năng này đòi hỏi mô-đun báo hiệu cơ sở RNSAP. Đây là viên gạch đầu tiên
cho việc xây dựng các giao diện Iur và tự mình đảm bảo chức năng cần thiết cho
tính di động giữa hai RNC,nhưng không hỗ trợ cho việc trao đổi bất kỳ lưu lượng
nào của người sử dụng. Nếu mô-đun này không được thực hiện thì giao diện Iur nói

trên sẽ không tồn tại và cách duy nhất để một người sử dụng kết nói với UTRAN
qua RNS1 có thể sử dụng một ô ở RNS2 là phải tự mình tạm thời cắt hết ra khỏi
UTRAN ( giải phóng kết nói RRC)
Các chức năng được mô-đun cơ sở iur cung cấp bao gồm:
• Hỗ trợ việc đặt lại SRNC;
• Hỗ trợ cập nhật vùng đăng kí UTRAN và ô giữa RNC;
• Hỗ trợ tìm gọi giữa các RNC
• Báo cáo các lỗi giao thức

Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
20


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

Hình 1-8 Ngăn xếp giao thức giao diện Iur
Iur2: Hỗ trợ lưu lượng kênh riêng
Chức năng này đòi hỏi mô- đun kênh riêng của báo hiệu rnsap và cho phép
truyền lưu lượng kênh riêng giữa hai kênh RNC. Thậm chí nhu cầu đầu tiên đối với
chức năng là hỗ trợ trạng thái chuyển giao phần mềm, nói cũng cho phép giữa srnc
cho toàn bộ thời gian sử dụng các kênh riêng (các tài nguyên riêng ở nút B),thông
thường khi người sử dụng còn có một kết nối tích cực đến vùng chuyển mạch kênh.
Chức năng này cũng đòi hỏi giao thức khung của mặt phẳng người sử dụng cho
kênh riêng cùng với giao thức mặt phẳng điều khiển mạng truyền tải (Q.2630.1)
được sử dụng cho kết nối truyền tải ( các kết nối AAL2). Mỗi kênh riêng được
truyền trên một kết nối truyền kênh DCH được điều phối được sử dụng để nhận
được chống lỗi không cần bằng ở giao diện vô tuyến.
Giao thức khung cho các kênh riêng, viết tắt là DCH FP (FP= Frame Protocol), định

nghĩa cấu trúc các khung số liệu mang thông tin của người sử dụng và các khung
điều khiển được sử dụng để trao đổi thông tin đo và điều khiển.Vì lý do này các
giao thức không quy định cả các bản tin và các thủ tục đơn giản. Các khung số liệu
Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
21


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

của người sử dụng thông thường được định tuyến trong suốt qua DRNC, như vậy
giao thức khung Iur được sử dụng cả ở IuB và được gọi là Iur/ IuB DCH FP
Chức năng được mô- đun Iur DCH cung cấp là:
• Thiết lập, thay đổi và giải phóng kênh riêng ở DRNC do chuyển giao cứng
và chuyển giao mềm ở trạng thái kênh riêng;
• Thiết lập và giải phóng các kết nối truyền tải qua giao diện Iur;
• Truyền các khối truyền tai giữa SRNC và DRNC;
• Quản lý các đoạn nối vô tuyền ở DRNC thông qua thủ tục báo cáo đo và
thiết lập công suất.
Iur3: Hỗ trợ lưu lượng kênh chung
Chức năng cho phép xử lý các luồng số liệu kênh chung. Nó đòi hỏi mô-đun
kênh truyền tải chung của giao thức RNSAP và giao thức khung kênh truyền tải
chung( Viết tắt là CCH FP). Giao thức báo hiệu quản lý Q2630.1 của mặt phẳng
điều khiển mạng truyền tải cũng cần thiết nếu các kết nối AAL2 được sử dụng.
Nếu chức năng này không được thực hiện thì mọi cập nhập giữa các RNC
luôn luôn khởi động quá trình đặt lại SRNC, nghĩa là RNC phục vụ luôn luôn là
RNC điều khiển ô được sử dụng cho truyền tải kênh chung hoặc kênh chia sẻ. Một
mặt chức năng này sẽ cho phép tránh được thủ tục đặt lại SRNC phức tạp ( Qua
CN),mặt khác chức năng này đòi hỏi phân chia MAC ( Medium Access Control:

Điều khiển truy cập môi trường) thành hai phần tử mạng dẫn đến sự kém hiệu quả
khi sử dụng các tài nguyên và phức tạp ở giao diện Iur. Vị thế tính năng này vẫn
được hỗ trợ ở tiêu chuẩn nhưng không quan trọng cho hoạt động của hệ thống.
Các chức năng được mô-đung kênh truyền tải chung Iur cung cấp là:
• Thiết lập và giải phóng kết nối truyền tải qua Iur cho các luồng số liệu kênh
chung.
• Phân chia lớp MAC giữa SRNC ( MAC- d, d kí hiệu cho Dedicated: riêng)
và DRNC ( MAC-c và MAC-sh, c kí hiệu cho Common, còn sh kí hiệu cho
shared: chia sẻ). Thời biểu để truyền số liệu đường xuống được thực hiện ở
DRN
Iur4: Hỗ trợ quản lý tài nguyên toàn cục
Chức năng này đảm bảo báo hiệu để hỗ trợ tài nguyên tăng cường và các
tính năng khai thác bảo dưỡng ( O&M) qua giao diện Iur. Nó được thực hiện bằng
mô-đun toàn cục của giao thức RNSAP và không đòi hỏi giao thức mặt phẳng
người sử dụng vì không có truyền dẫn số liệu của người sử dụng qua giao diện Iur.
Đây là một chức năng tùy chọn.
Các chắc năng do mô- đun tài nguyên toàn cục cung cấp là:
• Truyền các kết quả đo ở ô giữa hai RN.
Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
22


Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Mạng Máy Tính

• Truyền thông tin định thời nút B giữa hai RN.
• Tổng kết các chức năng của giao diện Iur.
Ta có thể tổng kết các chức năng chung của giao diện Iur như sau:
• Quản lý mạng truyền tải

• Quản lý lưu lượng cho các kênh truyền tải chung gồm:
- Thiết lập/ Bổ sung/ Xóa đoạn nối vô tuyến
- Tìm gọi
• Quản lý lưu lượng cho các kênh truyền tải riêng
- Thiết lập/ Bổ sung/ Xóa đoạn nối vô tuyến
- Báo cáo kết quả đo
• Báo cáo kết quả đo cho các đối tượng đo chung và riêng
Các chức năng trên được phân chia như sau:
• Kết hợp/ Phân chia phân tập vĩ mô. DRNS có thể thực hiện kết hợp/ Phân
chia phân tập vĩ mô cho các luồng số liệu qua các ô, SNRS thực hiện kết hợp/ Phân
chia các luồng số liệu Iur nhận được/ Gửi tới các DRNS và các luồng số liệu thông
tin qua các ô của chính mình.
• Điều khiển topo kết hợp/ Phân chia phân tập vĩ mô. Khi yêu cầu một ô mới
cho biết kết nối UE-UTRAN, SRNC có thể yêu cầu DRNC một luồng số liệu mới,
trong trường hợp này kết hợp và phân chia trong DRNC không được sử dụng ô này.
Nếu không, DRNC sẽ chịu trách nhiệm quyết định có sử dụng chức năng kết hợp và
phân chia trong DRNC hay không, nghĩa là có nên bổ sung một luồng số liệu Iur
mới hay không.
• Quản lý các tài nguyên phần cứng của DRNS. Phân bổ và điều khiển các tài
nguyên phần cứng được sử dụng cho các luồng số liệu Iur và thu/ phát giao diện vô
tuyến trong DRNS được thực hiện trong DRNS.
• Ấn định các kênh vật lý: Ấn định các kênh vật lý trong các kênh thuộc
DRNS được thực hiện DRNS.
• Điều khiển công suất đường lên: Đây là một nhóm các chức năng để điều
khiển mức công suất phát đường lên để giảm thiểu nhiễu đường lên và duy trì chất
lượng của các kết nối. Nếu kết nối bao hàm cả SRNS và DRNS thì chức năng điều
khiển công suất vòng trong đường lên ( được đặt trong nút B)
• Điều khiển công suất đường xuống. đây là nhóm các chức năng để điều
khiển mức công suất phát đường xuống. Nó cũng được sử dụng để hiệu chỉnh sự
trôi công suất giữa một số đường truyền. SRNC định kỳ ( hay theo một số giải

thuật) phát tham chuẩn công suất đường xuống đích giữa trên báo cáo công suất đo
được từ UE.

Dương Quang Ngọc

Lớp Mạng Máy Tính K57
23