ứng dụng công nghệ 4g cho mạng di động viettel

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI
TRƯỜNG CAO ĐẲNG ĐIỆN TỬ ĐIỆN LẠNH HÀ NỘI
-------------------&------------------

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Đề tài: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI
ĐỘNG VIETTEL

MỤC LỤC


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
Phụ lục.............................................................................................. Error: Reference source not found
LỜI MỞ ĐẦU................................................................................... Error: Reference source not found
CHƯƠNG 1: XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ VÀ DỊCH VỤ CỦA CÁC MẠNG DI
ĐỘNG................................................................................................ Error: Reference source not found
1.1. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G.Error: Reference source not found
1.2. LỊCH SỬ VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN.......................Error: Reference source not found
1.3. CÁC ỨNG DỤNG VÀ DỊCH VỤ TRONG 4G.................Error: Reference source not found
CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH CẤU TRÚC MẠNG 4G.........................Error: Reference source not found
2.1. CÁC YÊU CẦU VỀ CẤU TRÚC MẠNG 4G...................Error: Reference source not found
2.2. MÔ HÌNH MẠNG 4G......................................................... Error: Reference source not found
2.2.1. Ưu nhược điểm của cấu trúc mạng 3G và 3,5G.............Error: Reference source not found
2.2.2. Mô hình mạng thông tin di động 4G:.............................Error: Reference source not found
2.3.CHỨC NĂNG CÁC PHẦN TỬ TRONG MÔ HÌNH MẠNG 4GError: Reference source not
found
2.3.1 .Các phần tử lớp truy nhập vô tuyến................................Error: Reference source not found
2.3.2. Lớp mạng lõi................................................................... Error: Reference source not found
2.3.3. Lớp chức năng:................................................................ Error: Reference source not found
2.3.4. Lớp dịch vụ:..................................................................... Error: Reference source not found
2.4. CÔNG NGHỆ TRÊN IP VÀ IP DI ĐỘNG........................................................................... 33

CHƯƠNG 3: DỊCH VỤ VÀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG 4GError: Reference source
not found
3.1. DỊCH VỤ TRONG MẠNG 4G...........................................Error: Reference source not found
3.1.1. Các loại dịch vụ cung cấp...............................................Error: Reference source not found
3.1.2.Một số loại hình dịch vụ điển hình cho 4G ……………………………………………..36
3.2. CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG DI ĐỘNG 4GError: Reference source not found
3.2.1 Khái niệm QoS................................................................ Error: Reference source not found
3.2.2 Kiến trúc QoS................................................................... Error: Reference source not found
3.2.3 Các tham số QoS trong mạng di động 4G.......................Error: Reference source not found
3.2.4 Thách thức về chất lượng dịch vụ trong mạng di động 4GError: Reference source not found
3.2.5 Bảo mật dịch vụ................................................................ Error: Reference source not found
CHƯƠNG 4: LỘ TRÌNH TIẾN LÊN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ 4 CHO
VIETTEL MOBILE......................................................................................................................... 46
4.1. ĐẶC ĐIỂM MẠNG THÔNGTIN DI ĐỘNG VIETTEL....Error: Reference source not found
4.2. TIẾN TRÌNH TRIỂN KHAI LÊN 4G TỪ 2.5 G CỦA MẠNG VIETTEL....Error:
source not found

Reference

4.3 KẾT LUẬN............................................................................. Error: Reference source not found
KẾT LUẬN........................................................................................ Error: Reference source not found
Tài liệu tham khảo...............................................................................................................................55


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL

Phụ lục
Các từ viết tắt
3G Third Generation 3GPP Third Generation Partnership Project
4G

Fourth Generation

AAL

ATM Adaptation Layer

AMC

Adaptive Modulation and Coding

ATM

Asynchronous Transfer Mode

BCCH

Broadcast Control Channel

BER

Bit Error Rate

BSC

Base Station Controller

BSS

Base Station System

BTS

Base Transceiver Station

CCCH

Common Control Channel

CDMA

Code Division Multiple Access

CN

Core Network

CPCH

Common Packet Channel

CPCH

Common Pilot Channel

CPCH

Common Packet Channel

PCP

Power Control Part

CQI

Channel Quality Indicator

CRC

Cyclic Redundance Check

CS

Circuit Switching

CSCF

Call Session Control Function

DCH

Dedicated Channel

DPCCH

Dedicated Physical Control Channel

DPCH

Dedicated Physical Channel

DPDCH

Dedicated Physical Data Channel

DTX

Discontinuos Transmission

EDGE

Enhanced Data Rates for GSM Evolution

ETSI

European Telecommunications Standards Institute

FACH

Forward Access Channel

FDD

Kênh truy nhập đường xuống Ghép song công phân chia theo tần số

Gateway GPRS Support Node

Nút hỗ trợ GPRS cổng

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
Interface Between GGSN and External Network

Giao diện giữa GGSN và mạng bên
ngoài.

Gateway MSC

Trung tâm chuyển mạch di động cổng

Interface Between Two GSNs

Giao diện giữa hai GSN

Interface Between Two GGSNs

Giao diện giữa hai GGSN

Interface Between SGSN and HLR/AuC

Giao diện giữa SGSN với HLR/AuC

Interface Between SGSN and Serving

Giao diện giữa SGSN với MSC/VLR

MSC/VLR

phục vụ

Global System for Mobile communication

Hệ thống thông tin di động toàn cầu

User Plane Part of the GPRS Tunelling Protocol

Phía người sử dụng của giao thức
Tunel GPRS

Any G Interface
Hybrid Automatic Repeat Request

Giao diện G
Yêu cầu phát lại tự động nhanh

Home Location Register

Bộ ghi định vị thường trú

High Speed Circuit Switched Data

Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao

High Speed Downlink Packet Access
High Speed Downlink Shared Channel

Truy nhập gói đường xuống tốc độ
cao
Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao

High Speed Physical Downlink Shared Channel

Kênh chia sẻ đường xuống vật lý tốc
độ cao

Home Subscriber Server
Shared Control Channel for HS-DSCH

Kênh điều khiển chia sẻ cho HS
DSCH

Shared Information Channel for HS-DSCH
Internet Protocol Multimedia Subsystem

Kênh thông tin chia sẻ cho HS-DSCH

Internet Protocol

Giao thức Internet

MTP3-User Adaptation Layer
Medium Access Control

Lớp thích ứng người sử dụng-MTP3
Điều khiển truy nhập môi trường

Modulation and Coding scheme

Lược đồ điều chế và mã hóa

Mobile Evaluated Handover

Chuyển giao quyết định bởi thuê bao

Media Gateway Control Function

Chức năng điều khiển cổng phương
tiện

Media Gateway
Multi Input Multi Output

Cổng đa phương tiện
Đa đầu vào đa đầu ra

Multimedia Resource Function Controller

Điều khiển chức năng tài nguyên đa

phương tiện


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
MRFP

Multimedia Resource Function Processor

Xử lý chức năng tài nguyên đa phương
tiện

MTP3b

Mobile Switching Centre
Message Transfer Part Level 3

Trung tâm chuyển mạch di động
Mức 3 của phần truyền bản tin

NEHO

Network Evaluated Handover

Chuyển giao quyết định bởi mạng

NW

Network

Mạng

PDN

Packet Data Network

Mạng dữ liệu gói

PDU

Protocol Data Unit

Đơn vị số liệu giao thức

PRACH

Physical Random Access Channel

Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý

PS

Packet Switching

Chuyển mạch gói

QAM

Quadrature Amplitude Modulation

Điều chế biên độ cầu phương

QoS

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

QPSK

Quadrature Phase Shift Keying

Khóa dịch pha cầu phương

RAB

Radio Access Bearer

Kênh mang truy nhập vô tuyến

RACH

Random Access Channel

Kênh truy nhập ngẫu nhiên

RAN

Radio Access Network

Mạng truy nhập vô tuyến

RANAP

Radio Access Network Application Part

Phần ứng dụng mạng truy nhập vô

MSC

tuyến
RLB

Radio Link Budget

Quỹ đường truyền

RLC

Radio Link Control

Điều khiển liên kết vô tuyến

RNC

Radio Network Controller

Bộ điều khiển mạng vô tuyến

RNS

Radio Network Subsystem

Phân hệ mạng vô tuyến

RR

Round Robin

Phương pháp vòng

RRC

Radio Resource Control

Điều khiển tài nguyên vô tuyến

SCCP

Signalling Connection Control Part

Phần điều khiển nối thông báo hiệu

SCTP

Simple Control Transmission Protocol

Giao thức truyền dẫn điều khiển đơn
giản

SDU

Service Data Unit

SEG

Security Gateway

SGSN

Serving GPRS Support Node

SGW

Signalling Gateway

SMS

Short Message Service

Dịch vụ tin ngắn

SSCF-

Service Specific Co-ordination Function-

Chức năng điều phối đặc thù dịch vụ-

NNI

Network Node Interface

giao diện nút mạng

SSCOP

Service Specific Connection Oriented Protocol

Đơn vị số liệu phục vụ
Nút hỗ trợ GPRS phục vụ

Giao thức định hướng theo nối thông

đặc thù dịch vụ


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
TCP

Traffic Channel
Transmission Control Protocol

Kênh lưu lượng
Giao thức điều khiển phát

TDD

Time Division Duplex

Ghép song công phân chia theo thời

TCH

gian
TDMA

Time Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo thời gian

TE

Terminal Equipment

Thiết bị đầu cuối

TFCI

Transport Format Combination Indicator

Chỉ thị tổ hợp khuôn dạng phát

TFRC

Transport Format Resource Combination

Tổ hợp tài nguyên khuôn dạng phát

TFRI

Transport Format and Resource Indicator

Điều khiển khuôn dạng và tài nguyên
phát

TPC

Transmit Power Control

Điều khiển công suất phát

TSN

Transmission Sequence Number

Số chuỗi phát

UDP

User Datagram Protocol

Giao thức datagram người sử dụng

UE

User Equipment

Thiết bị người dùng

UMTS

Universal Mobile Telecommunications System

Hệ thống viễn thông di động toàn cầu

USIM

Universal Subcriber Identity Module

Môđun chỉ thị thuê bao toàn cầu

UTRA

Universal Terrestrial Radio Access

Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu

UTRAN

Universal Terrestrial Radio Access Network

Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất toàn
cầu

VLR

Radio Interface for UTRA
Visitor Location Register

Giao diện vô tuyến dùng cho UTRA
Thanh ghi định vị tạm trú

WCDMA

Wideband Code Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo mã băng

Uu

rộng

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL

LỜI MỞ ĐẦU
Trước sự phát triển vô cùng mạnh mẽ của các dịch vụ số liệu, trước xu hướng tích hợp
và IP hoá đã đặt ra các yêu cầu mới đối với công nghiệp Viễn Thông di động. Mạng thông tin
di động thế hệ ba ra đời đã khắc phục được các nhược điểm của các mạng thông tin di động
thế hệ trước đó. Tuy nhiên, mạng di động này cũng có một số nhược điểm như: Tốc độ truyền
dữ liệu lớn nhất là 2Mbps, vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của người dùng,
khả năng đáp ứng các dịch vụ thời gian thực như hội nghị truyền hình là chưa cao, rất khó
trong việc download các file dữ liệu lớn,…chưa đáp ứng được các yêu cầu như: khả năng tích
hợp với các mạng khác (Ví dụ: WLAN, WiMAX,…) chưa tốt, tính mở của mạng chưa cao,
khi đưa một dịch vụ mới vào mạng sẽ gặp rất nhiều vấn đề do tốc độ mạng thấp, tài nguyên
băng tần ít,…
Trong bối cảnh đó người ta đã chuyển hướng sang nghiên cứu hệ thống thông tin di
động mới có tên gọi là 4G. Sự ra đời của hệ thống này mở ra khả năng tích hợp tất cả các dịch
vụ, cung cấp băng thông rộng, dung lượng lớn, truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao, cung cấp cho
người sử dụng những hình ảnh video màu chất lượng cao, các trò chơi đồ hoạ 3D linh hoạt,
các dich vụ âm thanh số. Việc phát triển công nghệ giao thức đầu cuối dung lượng lớn, các
dich vụ gói dữ liệu tốc độ cao, công nghệ dựa trên nền tảng phần mềm công cộng mang đến
các chương trình ứng dụng download, công nghệ truy nhập vô tuyến đa mode, và công nghệ
mã hoá media chất lượng cao trên nền các mạng di động.
Hiện nay thị trường di động Việt Nam tăng trưởng mạnh, số thuê bao không ngừng
tăng, nhu cầu về việc sử dụng các dịch vụ và các dịch vụ đa phương tiện ngày càng cao và
càng đòi hỏi cao hơn trong tương lai. Do đó việc nghiên cứu một công nghệ mới để đáp ứng
các nhu cầu thị trường trong tương lai là rất cần thiết.
Hiện nay Viettel đã đưa vào sử dụng GPRS để đáp ứng nhu cầu sử dụng các dịch vụ dữ
liệu ngày càng cao của các thuê bao. Các dịch vụ chủ yếu của GPRS như: WAP, truy nhập
Internet, dịch vụ nhắn tin đa phương tiện, video, xem các đoạn phim tải về, xem video trực
tuyến. Ngoài ra còn có dịch vụ thương mại điện tử di động, dịch vụ ngân hàng, quảng cáo trên
điện thoại di động… Dựa trên nhu cầu thị trường Việt Nam, hiện tại chúng ta thấy rằng nhu

cầu chính trong thông tin di động vẫn là dịch vụ thoại truyền thống, dịch vụ dữ liệu cũng bắt
đầu tăng trưởng, theo dự đoán tổng số thuê bao có nhu cầu dịch vụ dữ liệu chiếm khoảng 50%
vào năm 2010. Với đời sống thu nhập ngày càng cao của người dân, nhu cầu các dịch vụ chất
lượng tốt ngày càng lớn, thì mạng di động Viettel ngày càng phải nâng cấp để đáp ứng được
các nhu cầu này. Mặt khác, xu hướng chung trên thế giới là hội tụ tất cả các mạng viễn thông
lại với nhau. Do đó, yêu cầu phát triển mạng thông tin di động lên thế hệ 4G có tốc độ cao, sử


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
dụng “all IP” có khả năng tích hợp với các mạng khác là yêu cầu tất yếu của mạng di động
Viettel.
Đề tài “Ứng dụng công nghệ 4G cho mạng di động Viettel” được đưa ra không chỉ
nhằm mục đích tìm hiểu, nghiên cứu các dịch vụ mà nó đáp ứng mà còn cố gắng đưa vào áp
dụng ở Việt Nam cụ thể là trên mạng di động của Viettel. Với mục đích đó đề tài nghiên cứu
của chúng tôi dược chia làm 4 chương:
Chương 1: Xu hướng phát triển công nghệ và dịch vụ của các mạng di động
Chương 2: Mô hình cấu trúc mạng 4G
Chương 3: Dịch vụ và chất lượng dịch vụ trong mạng 4G
Chương 4: Lộ trình tiến lên mạng thông tin di động 4G cho Viettel Mobile

Để hoàn chỉnh được bài báo cáo này em xin được gửi lời cảm ơn sâu xắc nhất tới
cô TRẦN THỊ HƯỜNG cùng toàn thể nhân viên của CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ
THƯƠNG MẠI VÀ DỊCH VỤ KỸ THUẬT THĂNG LONG đã tận tình giúp đỡ và
chỉ bảo em trong quá trình thực tập và hoàn thiện báo cáo!
Với việc triển khai đề tài “Ứng dụng công nghệ 4G cho mạng di động di động Viettel” ,
Viettel đã mở ra một cơ hội mới, động lực mới cho sự phát triển công nghệ mạng cũng như
thương mại điện tử trong thời đại kinh tế số hiện nay, không chỉ cho công ty mà còn mong
muốn sẽ đóng góp một phần vào sự phát triển trong lĩnh vực viễn thông – công nghệ thông
tin của nước nhà.

Trong quá trình thực tập và viết báo cáo vẫn còn những thiếu sót, em mong
nhận được sự góp ý của thầy cô giáo và các bạn để hoàn chỉnh kiến thức của mình.


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL

Giới thiệu sơ lược về công ty cổ phần xây dựng viễn thông Thăng
Long
Tên công ty: Công ty cổ phần đầu tư thương mại và dịch vụ kỹ thuật Thăng long
Địa chỉ:Hoàng Đạo Thúy,Trần Duy Hưng,Hà Nội
Mã số thuế: 0101834577

Ngày đăng kí kinh doanh: 19/02/2003
Chức năng và nhiệm vụ công ty
-

thiết kế thông tin liên lạc,bưu chính viễn thông: đối với công trình thông tin liên
lac ,bưu chính viễn thông (trạm đài thu phát,hệ thống phát,cột anten,tổng đài)

-

thuê và cho thuê cơ sở hạ tầng viễn thông

-

đại lý kinh doanh trang thiết bị viễn thông,thủy lợi,linh kiện,thiết bị máy tính

-

tư vấn giám sát xây dựng công trình giao thông

-

xây dựng công trình dân dụng,công nghiệp,giao thông thủy lợi,hạ tầng đô
thị,bưu chính viễn thông

-

lắp,dựng các loại cột anten thu phát sóng

-

sữa chữa,lắp đặt các tổng đài của các mạng viettel,mobiphone,vinaphone,evn
telecom…

-

quản lý dự án đầu tư,lập kế hoạch,khảo sát, lập và thẩm định dự án đầu tư
(trong phạm vi cho phép), tư vấn đấu thầu công trình xây dựng dân dụng,công
nghiệp


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL

CHƯƠNG 1
XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ VÀ DỊCH VỤ CỦA CÁC
MẠNG DI ĐỘNG
1.1. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G
Việc nghiên cứu chuyển hướng sang các hệ thống thông tin di động thế hệ 4 (4G) để
giải quyết các vấn đề tồn tại trong hệ thống di động thế hệ 3 (3G). Đó là việc cung cấp các

loại hình dịch vụ ngày càng đa dạng hơn, từ tín hiệu thoại chất lượng cao sang tín hiệu video
độ phân giải cao, các kênh vô tuyến có tốc độ dữ liệu cao. Khái niệm 4G được sử dụng rộng
rãi không chỉ có các hệ thống điện thoại tế bào mà còn bao gồm các kiểu hệ thống viễn thông
truy nhập vô tuyến băng thông rộng. Một trong số các thuật ngữ dùng để mô tả 4G là MAGIC:
Mobile multimedia (Đa phương tiện di động), Anytime anywhere (Bất cứ khi nào, bất cứ nơi
đâu), Global mobility support (Hỗ trợ di động toàn cầu), Integrated wireless solution (Giải
pháp vô tuyến tích hợp) và Customized personal service (Dịch vụ theo yêu cầu cá nhân). Như
là một lời hứa cho tương lai, hệ thống 4G là hệ thống truy nhập vô tuyến tế bào băng thông
rộng, đã và đang là mối quan tâm lớn của lĩnh vực thông tin di động. 4G không chỉ hỗ trợ cho
các dịch vụ thông tin di động thế hệ tiếp theo mà còn hỗ trợ cho cả các mạng vô tuyến cố
định. Các hệ thống 4G là một sự tích hợp gắn kết không tách rời của các thành phần thiết bị
đầu cuối, mạng lưới và các ứng dụng nhằm thoả mãn đòi hỏi không ngừng và ngày càng cao
của người sử dụng.
1.2. LỊCH SỬ VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Lịch sử ra đời và sự phát triển của dịch vụ di động từ thế hệ đầu tiên 1G tới thế hệ 4G
trải qua nhiều giai đoạn khác nhau. Bảng 1.1 cho thấy tóm lược quá trình tiến triển của công
nghệ thông tin di động thoại.
Quá trình bắt đầu với các thiết kế đầu tiên được biết đến như là 1G trong những năm
70 của thế kỷ trước! Các hệ thống ra đời sớm nhất được thực hiện dựa trên công nghệ tương
tự và cấu trúc tế bào cơ bản của thông tin di động. Nhiều vấn đề có tính nguyên tắc cơ bản đã
được giải quyết trong những hệ thống này. Và có nhiều các hệ thống không tương thích đã
được đưa ra cung cấp dịch vụ trong những năm 80.
Các hệ thống thế hệ thứ 2 (2G) được xây dựng trong những năm 80 vẫn được sử dụng
chủ yếu cho thoại nhưng đã được thực hiện trên cơ sở công nghệ số, bao gồm các kỹ thuật xử
lý tín hiệu số. Các hệ thống 2G này cung cấp các dịch vụ thông tin dữ liệu chuyển mạch kênh
ở tốc độ thấp. Tính cạnh tranh lại một lần nữa dẫn tới việc thiết kế và thực hiện các hệ thống
bị phân hoá thành các chuẩn khác nhau không tương thích như: GSM (hệ thống di động toàn
cầu) chủ yếu ở châu Âu, TDMA (đa truy nhập phân chia theo thời gian) IS-54/IS-136 ở Mỹ,
PDC (hệ thống di động tế bào số cá nhân) ở Nhật và CDMA (đa truy nhập phân chia theo mã)

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
IS95, một hệ thống khác tại Mỹ. Các hệ thống này hoạt động rộng khắp trên lãnh thổ quốc gia
hoặc quốc tế và hiện nay chúng vẫn chiếm vai trò là các hệ thống chủ đạo, mặc dù tốc độ dữ
liệu của các thuê bao trong hệ thống bị giới hạn nhiều.
Bước chuyển tiếp giữa 2G và 3G là 2.5G. Thế hệ 2,5G được phát triển từ 2G với dịch
vụ dữ liệu và các phương thức chuyển mạch gói, và nó cũng chú trọng tới các dịch vụ 3G cho
các mạng 2G. Về cơ bản nó là sự phát triển của công nghệ 2G để tăng dung lượng trên các
kênh tần số vô tuyến của 2G và bước đầu đưa các dịch vụ dữ liệu dung lượng cao hơn vào, có
thể nâng tới 384 Kbps. Một khía cạnh rất quan trọng của 2.5G là các kênh dữ liệu được tối ưu
hoá cho dữ liệu gói truy nhập vào Internet từ các thiết bị di động như điện thoại, PDA hoặc
máy tính xách tay. Trên cùng một mạng lưới với 2G, thế hệ 2,5G đã đưa internet vào thế giới
thông tin di động cá nhân. Đây thực sự đã là một khái niệm mang tính cách mạng cho hệ
thống viễn thông lai ghép hybrid.
Trong thập kỷ 90, các nhà nghiên cứu đã định nghĩa ra hệ thống di động thế hệ kế tiếp,
thế hệ thứ 3 (3G), đã loại trừ được những sự không tương thích của các hệ thống trước đây và
thực sự trở thành hệ thống toàn cầu. Hệ thống 3G có các kênh thoại chất lượng cao cũng như
các khả năng về dữ liệu băng rộng, có thể đạt tới 2Mbps.
Các hệ thống 3G hứa hẹn cung cấp những dịch vụ viễn thông tốc độ cao hơn, bao gồm
thoại, fax và internet ở bất cứ thời gian nào, bất cứ nơi đâu với sự chuyển vùng roaming toàn
cầu không gián đoạn. Chuẩn 3G toàn cầu của ITU đã mở đường cho các ứng dụng và dịch vụ
sáng tạo (ví dụ loại hình giải trí đa phương tiện, các dịch vụ dựa trên vị trí,…). Mạng 3G đầu
tiên được thiết lập tại Nhật bản năm 2001. Các mạng 2.5G, như là GPRS (dịch vụ vô tuyến
gói chung) đã sẵn sàng ở Châu Âu. Công nghệ 3G hỗ trợ băng thông 144 Kbps với tốc độ di
chuyển lớn (trên xe hơi), 384 Kbps (trong một khu vực), và 2 Mbps (đối với trường hợp trong
nhà).

Hình 1.1 – Các thế hệ di động

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL

Bảng 1.1 – Bảng so sánh tham số công nghệ cơ bản
Tuy nhiên đòi hỏi của viễn thông đa phương tiện truy nhập tốc độ cao đối với xã hội
ngày nay phụ thuộc rất lớn vào công nghệ thông tin số. Theo các con số lịch sử của cuộc cách
mạng về công nghệ diễn ra trong 1 thập kỷ thì thời điểm hiện tại chính là thời điểm thích hợp
để nghiên cứu hệ thống thông tin di động 4G.
Hiện nay tốc độ download ở chế độ dữ liệu đang bị giới hạn ở 9.6 Kbps, thấp hơn
khoảng 6 lần so với 1 đường kết nối cố định ISDN ( Mạng số tích hợp dịch vụ). Gần đây, với
các thiết bị cầm tay 504i tốc độ download dữ liệu đã được tăng lên 3 lần đạt 28.8 Kbps. Tuy
nhiên trong thực tế sử dụng tốc độ dữ liệu thường thấp hơn, đặc biệt là ở những khu vực đông
đúc, hoặc là khi mạng bị “nghẽn”. Tốc độ dữ liệu di động thế hệ 3 là tối đa 384 Kbps
download, điển hình là xấp xỉ 200 kbps, và upload đạt 64 kbps từ năm 2001. Thông tin di
động thế hệ 4 sẽ có tốc độ truyền dữ liệu cao hơn, dự kiến có thể đạt tới 20 Mbps.
3G được các nhà sản xuất đề xuất đầu tiên mà không phải là từ các nhà khai thác. Năm
1996 nó được triển khai nhờ NTT (Hãng điện thoại và điện báo Nhật bản) cùng Ericsson, năm
1997 Hiệp hội công nghiệp Viễn thông TIA ở Mỹ chọn CDMA như là 1 công nghệ cho 3G,
năm 1998 CDMA băng rộng (W-CDMA) và CDMA2000 được thông qua cho Hệ thống thông
tin di động chung UMTS. Trong đó W-CDMA và CDMA2000 là 2 đề xuất chính của 3G. Tuy
nhiên 3G vẫn tồn tại một số vấn đề khiếm khuyết ở những điểm sau:
• Rất khó cho việc tăng băng thông liên tục và tốc độ dữ liệu cao để đáp ứng được
yêucầu của các dịch vụ đa phương tiện, cùng với sự tồn tại song song của các dịch
vụ khác


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
•

nhau cần có băng thông và QoS khác nhau.

•

Giới hạn phổ và phân bố phổ

•

Khó roaming qua các môi trường dịch vụ khác nhau ở các băng tần khác nhau.

•

Thiếu cơ chế vận chuyển liên tục từ đầu cuối đến đầu cuối để liên kết mở rộng một
mạng di động nhỏ với một mạng cố định nhỏ khác

Trong các lĩnh vực thông tin di động, dịch vụ di động 4G là sự phát triển của các dịch vụ
thông tin di động 3G. Các dịch vụ di động 4G được chào đón bởi khả năng cung cấp băng
thông rộng, dung lượng lớn, truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao, cung cấp cho người sử dụng những
hình ảnh video màu chất lượng cao, các trò chơi đồ hoạ 3D linh hoạt, các dich vụ âm thanh số.
Việc phát triển công nghệ giao thức đầu cuối dung lượng lớn, các dich vụ gói dữ liệu tốc độ
cao, công nghệ dựa trên nền tảng phần mềm công cộng mang đến các chương trình ứng dụng
download, công nghệ truy nhập vô tuyến đa mode, và công nghệ mã hoá media chất lượng cao
trên nền các mạng di động. Với sự xuất hiện của mạng 4G, nó sẽ giải quyết được :
1. Hỗ trợ các dịch vụ tương tác đa phương tiện: truyền hình hội nghị, Internet không
dây,…
2.
3.
4.
5.

Băng thông rộng hơn, tốc độ bit lớn hơn
Tinh di động toàn cầu và tính di chuyển dịch vụ

Giá thành hạ
Tăng độ khả dụng của hệ thống thông tin di động

Các nhà nghiên cứu và nhà cung cấp đã phát triển các mối quan tâm vào mạng vô
tuyến 4G để hỗ trợ đa roaming các mạng di động và vô tuyến toàn cầu, ví dụ từ một mạng di
động tế bào sang một mạng công nghệ vệ tinh cũng như sang tới mạng LAN không dây băng
rộng.
Với đặc trưng này, người dùng sẽ có thể truy nhập vào các dịch vụ khác nhau, tăng
vùng phủ, thuận tiện cho các thiết bị đơn lẻ, một hoá đơn cho việc giảm tối đa tổng cộng các
chi phí và rất nhiều truy nhập không dây đáng tin cậy khác, thậm chí ngay cả khi có sự hư
hỏng hay lỗi của 1 hay nhiều mạng đồng thời. Các mạng 4G cũng có đặc trưng liên hệ IP cho
truy nhập Internet di động không ngắt quãng và tốc độ bit có thể đạt 50 Mbps hay cao hơn.
* Xu hướng về công nghệ
Có ba xu hướng có thể tiếp cận. Thứ nhất là hướng tập trung quanh 3G, trong đó đa
truy cập phân chia theo mã (CDMA) sẽ được đẩy dần tới điểm tại đó các nhà sản xuất thiết bị
đầu cuối sẽ từ bỏ. Khi đạt tới thời điểm đó, cần có công nghệ khác để đáp ứng được đòi hỏi
tăng lên về dung lượng và tốc độ dữ liệu.
Xu hướng thứ hai là xu hướng về mạng LAN vô tuyến. Sự phát triển rộng khắp của
WiFi được bắt đầu từ năm 2005 cho các PC, máy tính xách tay, và PDA. Trong các doanh
nghiệp, tín hiệu thoại được truyền đi bởi công nghệ Voice qua mạng LAN vô tuyến
(VoWLAN). Tuy nhiên chưa ai thấy rõ được công nghệ thành công tiếp theo là công nghệ nào.


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
Xu hướng thứ 3 là IEEE 802.16e và 802.20 thực hiện đơn giản hơn 3G. Sự phát triển của
mạng lõi hướng tới thế hệ NGN băng rộng sẽ hỗ trợ cho việc áp dụng các công nghệ mạng
truy nhập mới thông qua các gateway truy nhập tiêu chuẩn, dựa trên các chuẩn ETSITISPAN, ITU-T, 3GPP, hiệp hội tiêu chuẩn viễn thông Trung Quốc (CCSA) và các chuẩn
khác.
Một số công nghệ quan trọng của 4G được mô tả như sau:
OFDMA

Ghép kênh phân chia tần số trực giao OFDM không chỉ tạo nên lợi ích rõ ràng cho thực thi
lớp vật lý, mà còn hợp nhất việc cải thiện hiệu năng lớp 2 nhờ việc đưa ra thêm một mức độ tự
do. Nhờ việc sử dụng OFDM có thể khai thác miền thời gian, miền không gian, miền tần số và
thậm chí cả miền mã để tối ưu hoá việc sử dụng kênh vô tuyến. Chắc chắn rằng nó có ưu thế
lớn với truyền dẫn trong môi trường đa đường với việc làm giảm thiểu sự phức tạp của bộ thu.
Tín hiệu được chia thành các sóng mang nhỏ trực giao, trên mỗi sóng mang đó tín hiệu
là “băng hẹp” (vài KHz) và vì vậy tránh được hiệu ứng đa đường, tạo nên một khoảng bảo vệ
chèn vào giữa mỗi tín hiệu OFDM. OFDM cũng tạo nên một độ lợi về phân tập tần số, cải
thiện hiệu năng của lớp vật lý. Nó cũng tương thích với những công nghệ mở rộng nâng cao
khác, như là các anten thông minh và MIMO.
Điều chế OFDM cũng có thể tận dụng như là một công nghệ đa truy nhập (đa truy
nhập phân chia tần số trực giao, OFDMA). Trong trường hợp này mỗi tín hiệu OFDM có thể
truyền thông tin từ/tới một vài thuê bao sử dụng một bộ các sóng mang nhỏ khác nhau
(subcarrier, subchannel). Điều này không chỉ cung cấp thêm độ linh hoạt cho việc cấp nguồn
tài nguyên (tăng dung lượng), mà còn có thể tối ưu hoá các lớp chéo của việc sử dụng link vô
tuyến.
Vô tuyến được định nghĩa bằng phần mềm - SDR
Lợi ích của vô tuyến được định nghĩa bằng phần mềm SDR mang lại hiệu suất xử lý
cao để phát triển các trạm gốc và thiết bị đầu cuối đa băng, đa chuẩn. Mặc dù trong tương lai
các đầu cuối sẽ thích ứng với giao diện vô tuyến để sẵn sàng cho công nghệ truy nhập vô
tuyến, ở thời điểm hiện nay điều này đã được thực hiện nhờ có cơ sở hạ tầng. SDR mang lại
nhiều lợi ích cho một số cơ sở hạ tầng. Ví dụ để tăng dung lượng mạng tại thời điểm nhất định
(ví dụ như 1 sự kiện thể thao), nhà khai thác sẽ cấu hình lại mạng của họ nhờ việc lắp thêm
vào trạm gốc vài thiết bị modem. SDR khiến cho việc cấu hình lại này rất dễ dàng.
Trong bối cảnh các hệ thống 4G, SDR sẽ tạo điều kiện dễ dàng cho một tập hợp rất
nhiều các picocell và microcell đa chuẩn. Đối với nhà sản xuất, việc này có thể là một sự hỗ
trợ lớn trong việc cung cấp các thiết bị đa chuẩn, đa băng và giảm đi những nỗ lực phát triển
và hạ giá thành thông qua việc xử lý đa kênh một cách đồng thời.
MIMO – Multiple Input Multiple Output

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
MIMO sử dụng ghép kênh tín hiệu giữa rất nhiều các anten phát (đa thành phần không
gian) trên miền thời gian hoặc miền tần số. Điều này rất phù hợp với OFDM, bởi vì có thể xử
lý các tín hiệu thời gian độc lập ngay khi dạng sóng OFDM được thiết lập chính xác cho kênh.
Đặc điểm này của OFDM giúp cho công đoạn xử lý được đơn giản hoá đi rất nhiều. Tín hiệu
phát đi bởi m anten được n anten thu lại. Việc xử lý các tín hiệu thu được có thể mang lại một
vài cải thiện hiệu năng: phạm vi, chất lượng của tín hiệu thu và hiệu suất phổ. Triển khai hiệu
năng trong mạng tế bào vẫn đang còn là đối tượng cho nhiều nghiên cứu và mô phỏng (hình
1.2). Tuy nhiên, nói chung có thể thừa nhận rằng những gì nhận được từ việc sử dụng hiệu quả
phổ liên quan trực tiếp tới số lượng anten cực tiểu trong tuyến kết nối.

Hình 1.2: Lộ trình hiệu năng do Alcatel thử nghiệm

CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG
Các công nghệ chuyển giao dựa trên công nghệ IP di động cần có sự xem xét cả về dữ
liệu và thoại. Các kỹ thuật IP di động thường chậm nhưng có thể được tăng tốc với các
phương pháp cổ điển (IP di động nhanh, phân cấp). Các phương pháp này có thể áp dụng
được cho dữ liệu và cũng có thể cho cả thoại. Trong những mạng đơn tần, có thể xem xét các
phương pháp chuyển giao. Một số kỹ thuật có thể sử dụng khi tỉ số sóng mang/nhiễu có giá trị
âm (ví dụ VSFOFDM), nhưng điều trở ngại của những kỹ thuật này chính là dung lượng.
Trong OFDM, cùng một lựa chọn có thể thay thế có trong CDMA, có thể sử dụng phân tập
macro. Trong trường hợp OFDM, MIMO cho phép xử lý phân tập macro với các độ lợi về
hiệu năng. Tuy nhiên, thực hiện phân tập macro dẫn đến việc xử lý MIMO được tập trung và
truyền dẫn được đồng bộ. Điều này không phức tạp như trong CDMA, nhưng những kỹ thuật
này chỉ sử dụng trong các tình huống mà phổ rất khan hiếm.
1.3. CÁC ỨNG DỤNG VÀ DỊCH VỤ TRONG 4G
Trên thực tế sự thúc đẩy mạnh mẽ chủ yếu cho các công nghệ 4G là cung cấp thông tin
dữ liệu gói hóa, độ rộng băng lớn, tốc độ cao. Thậm chí người ta mong muốn rằng lưu lượng
thoại được truyền đi tới các thiết bị cầm tay ở trong các gói (trái ngược với việc phân phát

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
thông qua kênh chuyển mạch dành riêng). Chuyển mạch kênh liên quan tới kỹ thuật trong đó
các kênh dành riêng được sử dụng để phát và nhận tín hiệu thoại hay dữ liệu. Sự thông tin dữ
liệu gói hóa liên quan tới kỹ thuật báo hiệu số trong đó thông tin (thoại hay dữ liệu) được
chuyển thành mã nhị phân và được chia cắt thành các đoạn ngắn (segments). Các đoạn này
sau đó sẽ được giải đóng gói theo thứ tự sắp xếp chính xác và được chuyển đổi ngược lại
thành các thông tin ban đầu ở phía thu. Trong chuyển mạch gói chỉ có tín hiệu thọai có nội
dung thực sự được đóng gói và gửi tới hệ thống. Điều này là có thể nhờ sự tiến bộ trong các
kỹ thuật đa truy cập và công nghệ. Thật đáng tiếc là các kỹ thuật truy nhập vô tuyến không
dây ngày nay không hỗ trợ việc truyền băng rộng và truyền tốc độ cao. Sự hạn chế này chính
là sự thúc đẩy cho quá trình phát triển thông tin vô tuyến không dây. Trong thị trường vô
tuyến không dây ngày nay, những người sử dụng yêu cầu các dịch vụ giá trị gia tăng. Cùng
với sự giới thiệu rầm rộ các dịch vụ thế hệ 3, những người sử dụng mong muốn công nghệ vô
tuyến ở thế hệ kế tiếp sẽ không chỉ là phương tiện thông tin thoại mà còn sẽ có chức năng hóa
giống như Internet. Các nhà cung cấp dịch vụ và các nhà phát triền ứng dụng đang trên con
đường nhận ra các nhu cầu của người sử dụng nhưng đó vẫn là con đưòng dài ở phía trước.
Thực tế, trong triển khai 3G, việc mong muốn việc chức năng hóa đặc điểm Internet theo
đường thông tin vô tuyến không dây chúng ta có thể không nhận thức đầy đủ được. Các kỹ
thuật đa truy nhập hoạch định cho 3G sẽ không hỗ trợ các tốc độ truyền dữ liệu và băng thông
được yêu cầu cho các ứng dụng cải tiến mà người sử dụng mong muốn. Các công nghệ 3G sẽ
thực sự có các chức năng mạnh hơn các hệ thống vô tuyến không dây ngày nay, tuy nhiên
không mạnh bằng khi chúng ta triển khai 4G.
Những người sử dụng vô tuyến không dây hôm nay mong đợi nhiều thứ lớn từ các
mạng vô tuyến không dây ngày mai. Họ chờ đợi rằng các mạng vô tuyến không dây thế hệ
tiếp theo nhất là 4G sẽ mang lại gì. Các nhà cung cấp dịch và các phát triển ứng dụng đang
chú ý hơn nữa tới sự mong đợi của người sử dụng để quyết định hướng phát triển và đưa ra
các loại hình dịch vụ. Từ đó các nhà cung cấp phân chia những người sử dụng vô tuyến ra
thành các mảng chung. Các nghành kinh doanh vô tuyến phải hiểu được các mảng này, sự

mong chờ và các nhu cầu của mảng (segment) sẽ đi theo hướng nào trong công nghệ vô tuyến
không dây thế hệ tiếp theo lên 4G. Những người sử dụng được phân mảng theo nhiều cách.
Theo như cách trình bày ở hội thảo gần đây của Lucent Technologies tại Supercomm, Lucent
đang xem xét phân chia các người sử dụng thành 5 mảng như sau:
1-Mảng Gender.
2-Mảng theo độ tuổi (Age).
3-Mảng theo cách sử dụng Internet (Internet Usage).
4-Mảng theo mức thu nhập (Income Brackets).
5-Mảng những người chuyên sử dụng Mobile (Mobile Profesional).
Mảng Gender: Tìm đến các người sử dụng là phụ nữ. Những người sử dụng này điển
hình là những cá nhân thu nhập trung bình. Các kiểu ứng dụng đang phát triển cho mảng này


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
là các ứng dụng giải trí và xã hội như dịch vụ chat và nhắn tin nhanh.
Mảng Age: Được bao gồm thị trường giới trẻ các đối tượng 18 tuổi hoặc trẻ hơn. Họ
không phải trả tiền cho dịch vụ do chính họ dùng mà việc trả tiền đó là do bố mẹ hay người có
liên quan thực hiện. Các kiểu ứng dụng đang được phát triển cho đoàn này là các ứng dụng
giải trí và xã hội như các dịch vụ âm nhạc.
Mảng Internet Usage : Bao gồm điển hình là các cá nhân sử dụng nhiều hơn so với
mức trung bình (nhiều hơn 30 phút trên một phiên) để trình duyệt Internet. Những người sử
dụng trong mảng này được hội tụ công nghệ. Các kiểu ứng dụng đang phát triển là các ứng
dụng thông tin như các dịch vụ tin tức cá nhân và các dòng tin tức chính (được truyền đi với
âm thanh, hình ảnh, văn bản, hoặc bất kỳ sự kết hợp nào ở thế hệ thứ 3). Các nhà cung cấp
dịch đặc biệt khó khăn trong việc đáp ứng nhu cầu của các khách hàng này bởi họ đã quen vơi
việc tính tiền kiểu Internet.
Mảng người sử dụng Income Bracket: Bao gồm những cá nhân ở độ tuổi trung lưu
những cá nhân biết hiểu rõ giá trị dịch vụ. Các loại ứng dụng đang phát triển trong mảng này
là các dịch vụ thông tin như dịch vụ thời gian ngắn (up-to-the-minute), personalized stock
tickers. Những người sử dụng này cũng được định hướng tính an toàn chung; vì thế các thông

tin dữ liệu và thoại có độ tin cậy được nâng cao.
Mảng Mobile Profesional: Hướng tới những người sử dụng tin tưởng vào các thiết
bị vô tuyến không dây để quản lý công việc kinh doanh hàng ngày. Mảng này bao gồm những
người sử dụng chuyên nghiệp. Những người sử dụng này hầu hết rất quan trọng đối với các
nhà cung cấp dịch vụ bởi họ thường xuyên sử dụng nhiều hơn các dịch vụ mà họ yêu cầu. Các
kiểu ứng dụng đang phát triển cho mảng này là fax di động, thư điện tử, nhắn tin nhanh.
Để tăng sự tin cậy các ứng dụng, các nhà cung cấp cũng đang phát triển thiết bị thuê bao để có
thể chuyển vùng vào các mạng vô tuyến không dây khác nhau trên toàn thê giới sử dụng một
thiết bị thông tin đơn. Giống như mảng Income Brackets, Mobile Professional yêu cầu các
phương tiện thông tin dữ liệu và thoại phải tin cậy và liên tục. Tính an toàn chung sẽ được
quan tâm và hiệu chỉnh hợp lý trong mảng này. Toàn bộ chức năng sẽ được thêm vào để đảm
bảo tính bảo mật thông tin cho người sử dụng.

Hình 1.4. Các dịch vụ và ứng dụng trong 4G
CÁC TRÌNH ỨNG DỤNG VÀ CÁC DỊCH VỤ CHUNG:
Các trình ứng dụng được định nghĩa như các phần mềm, chương trình hoặc các tính
năng mang lại lợi thế cho các dịch vụ cung cấp bởi nhà khai thác. Nhìn chung có bốn loại dịch
vụ hoặc trình ứng dụng được phát triển và đưa vào sử dụng ở thông tin vô tuyến thế hệ tiếp
theo. Đó là dịch vụ thông tin cá nhân/khoanh vùng, các phương tiện liên lạc, tổ chức, giải trí.
Các ứng dụng và các dịch vụ thông tin cá nhân/ khoanh vùng hướng tới phục vụ hầu hết người


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
sử dụng ở các mảng để cập trước đây nó nói đến nhiều hơn ở các mảng Inernet Usage, Income
Brackets, và Mobile Professional. Các ứng dụng và các dịch vụ thông tin này sẽ cung cấp cho
người sử dụng các bản tin chung, các bản tin tài chính, hướng dẫn vị trí, thương mại di động,
và các dịch vụ du lịch. Các dịch vụ này cho phép người sử dụng xác minh các thông tin đơn lẻ
liên quan tới người sử dụng dù họ ở trong vùng phục vụ hay chuyển vùng sang các hệ thống
khác. Các quốc gia Châu Âu đã có các ứng dụng theo dõi phương tiện giao thông công cộng.
Từ các thông tin giám sát này người sử dụng có thể xác định thời gian xe buýt hay tầu điện

dừng lại ở bến. Kiểu dịch vụ thông tin cá nhân/khoanh vùng này đã được triển khai giới hạn
trong các quốc gia. Dịch vụ này có thể là push-based hoặc pull-based, phụ thuộc vào vị trí
thuê bao muốn thông tin phát tập trung tự động gửi tới thiết bị vô tuyến không giây hoặc nếu
muốn thông tin phát tập trung trên một điểm có nhu cầu.
-Các dịch vụ thông tin (Communication) bao gồm có dịch vụ nhắn tin ngắn (SMS), thư
điện tử, hội thảo truyền hình, fax,…. Mặc dù một số các dịch vụ đã được sẵn sàng trong các
hệ thống không dây ngày nay, nhưng các dịch vụ này sẽ tiếp tục được nâng cao hơn trong thế
hệ tương lai. Trong các dịch vụ này: thoại và độ tin cậy được chú ý nhất trong kế hoạch phát
triển.
-Các dịch vụ Organizational bao gồm các khả năng hỗ trợ số cá nhân (PDA Personal
digital assistant), trao đổi tiền tệ dựa trên cơ sở xác định người sử dụng, và các trình ứng dụng
quản lý cá nhân khác (ví dụ: lịch công tác, quản lý cuộc gọi, sổ lưu địa chỉ). Các dịch vụ và
cách trình ứng dụng Organizational có liên quan tới tất cả các mảng người sử dụng nhưng nó
được hướng tới phục vụ cho các mảng người sử dụng là Income Brackets và Mobile
Professional.
- Các dịch vụ giải trí (Entertainment) được đưa vào tầm ngắm của các nhà cung cấp dịch
vụ và các nhà cung cấp quay trở lại đầu tư vào nó khi nhận thấy nó có một tiềm năng lớn. Các
dịch vụ giải trí có thể gồm có đoạn âm thanh, đoạn video, chat, trao đổi hình ảnh, và chơi
game. Trong thị trường vô tuyến không giây Châu Á 3G đang được phát triển, các dịch vụ giả
trí đang tạo ra lợi nhuận đáng kể. Mảng mà các dịch vụ giải trí hướng tới đó là mảng Age. Một
dịch vụ khác đang tạo ra rất nhiều sự sôi động trong nghành kinh doanh đó là thương mại di
động (M-Commerce). Thương mại di động đưa ra khả năng cho thuê bao đăng ký mua các
món hàng ( ví dụ: mua gas, thức ăn từ các máy bán hàng tự động.v.v) sử dung một thiết bị vô
tuyến không dây. Ví dụ để đăng ký mua một món hàng từ máy bán hàng tự động, mọi người
sử dụng sẽ quay số điện thoại hoặc mã truy nhập liên quan tới món hàng đó và món hàng đó
sẽ được phân phối tới người mua. Trong sự phối hợp này, máy bán hàng tự động sẽ được kết
nối tới mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN) thông qua một modem hoặc một thiết
bị kiểu gateway. Các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến không dây sẽ gửi thông tin tới công ty
bán hàng và công ty này sẽ gửi thông tin tới máy bán hàng tự động để chỉ thị cho máy bán
hàng phân phối món hàng. Tài khoản của người sử dụng dịch vụ không dây sẽ được tính vào

các món hàng mà họ đăng ký, giống như một thẻ tín dụng. Kiểu dịch vụ thương mại di động
này hiện thời đang được thử nghiệm và đã được thực hiện (trên cơ sở còn nhiều hạn chế) trong
các quốc gia ở Châu Âu và Châu á và thực sự đang tiến xa. Thương mại di động có thể được
xem như là một kiểu dịch vụ Information hoặc Organzation.


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
KẾT LUẬN
Các dịch vụ và các trình ứng dụng cho 4G vẫn đang được định nghĩa, nó phát triển và dịch
chuyển theo nhu cầu người sử dụng. Các ứng dụng 4G hướng tới phục vụ cho thị trường
khách hàng có nhu cầu lớn về chất lượng dịch vụ cũng như sự đa dạng của dịch vụ. Với khả
năng của mình, 4G thực sự đáp ứng được các nhu cầu về đa dịch vụ của khách hàng hiện tại
và trong tương lai. Chương này mới chỉ giới thiệu và đưa ra một số loại hình dịch vụ điển hình
và một số ví dụ về các ứng dụng trong 4G theo một khía cạnh quan điểm chung. Phần dịch vụ
và mô hình cụ thể của nó sẽ được giới thiệu kỹ hơn trong chương 3. Định hướng phát triển các
dịch vụ cho 4G dựa trên nền tảng của 3G nhưng với độ tin cậy và tính an toàn cao hơn, mô
hình dưới đây có thể là các dịch vụ cụ thể cho 4G :

Hình 1.5. Mô hình các dịch vụ trong mạng 4G


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL

CHƯƠNG 2:
MÔ HÌNH CẤU TRÚC MẠNG 4G
2.1. CÁC YÊU CẦU VỀ CẤU TRÚC MẠNG 4G
Mạng 4G ra đời là cuộc cách mạng về tốc độ truyền dữ liệu, khả năng tương tác,
giao tiếp giữa các mạng khác nhau. Nó là sự kết hợp giữa các mạng khác nhau dựa trên nền
IP. Mục đích chính của mạng là cho phép người dùng có thể truy nhập và khai thác các dịch
vụ trong mạng với tốc độ cao, chất lượng tốt, an toàn, bảo mật. Vì vậy, để đáp ứng được các

nhu cầu và các dịch vụ đó, mạng 4G phải đáp ứng được các yêu cầu sau:
a) Mạng 4G phải đáp ứng được yêu cầu tích hợp được các mạng khác như các mạng
di động thế hệ 2, thế hệ 3, thế hệ 3,5G,… và WLAN, WiMAX, và các mạng không dây
khác.

Hình 2.1: Sự phát triển của các mạng khác nhau dẫn đến 4G
Mạng 4G có khả năng kết hợp với các mạng khác nhau dựa trên nền giao thức IP,
với tốc độ cao, nó cung cấp các dịch vụ đa dạng thời gian thực, các ứng dụng chất lượng
cao,… Đây là yếu tố rất quan trọng giúp cho một mạng, công nghệ mới đạt được thành
công. Với sự kết hợp này, người sử dụng có khả năng kết nối tới nhiều mạng, có thể sử
dụng nhiều dạng dịch vụ khác nhau như PSTN, ISDN, internet, WLAN, WiMAX,…vv, mà
không cần quan tâm tới dạng thiết bị đang sử dụng cũng như việc họ đang ở đâu.


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL

Hình 2.2: Sự kết hợp các mạng khác nhau
b). Mạng có tính mở
Xem xét các ứng dụng, dịch vụ mạng hiện nay, chúng ta thấy rằng các hệ thống
mạng hiện nay vẫn đang phát triển như là các hệ thống đóng. Trong mạng thế hệ hai, dịch
vụ cung cấp chỉ là những dịch vụ đơn giản như tin nhắn SMS, MMS,… Các mạng di động
thế hệ ba đã bắt đầu cung cấp một số ứng dụng, dịch vụ nhưng còn rất ít, chất lượng chưa
cao. Các nhà cung cấp dịch vụ cũng chỉ trong phạm vi là “third-party” trong mạng. Điều
này có thể được khắc phục trong mạng 4G. Cấu trúc mở của mạng 4G cho phép cài đặt các
thành phần mới với các giao diện mới giữa các cấu trúc khác nhau trên các lớp. Đây là điều
rất quan trọng, đặc biệt cho các dịch vụ tối ưu trong mạng di động với liên kết không dây và
các đặc tính di động. Mô hình được xây dựng ra phải có tính mở. Điều này giúp cho hệ
thống trở nên linh hoạt trong quá trình phát triển. Yêu cầu về mở rộng, nâng cấp hệ thống
hay thêm vào các ứng dụng, dịch vụ mới luôn là một đòi hỏi đối với các mạng viễn thông
hiện nay. Do đó mạng phải đảm bảo cho khả năng đáp ứng các nhu cầu này ngay từ thời

điểm hiện tại cho đến tương lai.


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL

Hình 2.3: Người dùng ở các mạng khác nhau có thể truy nhập vào hệ thống
c) Đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các ứng dụng đa phương tiện trên nền IP:
Để đảm bảo chất lượng dịch vụ, cần sự kết hợp chặt chẽ giữa các lớp truy nhập,
truyền tải và các dịch vụ Internet. Đặc biệt đối với các vấn đề về độ trễ mạng, băng thông
dịch vụ…vv. Mạng 4G yêu cầu tốc độ truyền dữ liệu cao, độ trễ nhỏ, dịch vụ thời gian thực,
chất lượng cao.
d) Đảm bảo tính an toàn, bảo mật thông tin
Đây là yêu cầu quan trọng hàng đầu của hệ thống. Hệ thống thông tin càng phát triển, càng
có nhiều người dùng ở các mạng khác nhau cung truy nhập vào hệ thống thì thông tin bí
mật của người dùng càng không đảm bảo an toàn. Tính an toàn của hệ thống được đánh giá
qua khả năng bảo mật trong truyền thông, tính đúng đắn và riêng tư của các dữ liệu người
sử dụng cũng như khả năng quản lý, giám sát hệ thống. Bảo mật là yêu cầu
chung đối với tất cả các hệ thống viễn thông.
e) Mạng đảm bảo tính di động:
Một trong những vấn đề quan trọng của 4G đó là cách để truy nhập nhiều mạng di
động và không dây khác nhau. Có ba khả năng: Sử dụng thiết bị đa chế độ, vùng phủ đa
dịch vụ, hoặc sử dụng giao thức truy nhập chung.
Các thiết bị đa chế độ:
Thiết bị đa chế độ có nhiều chế độ hoạt động khác nhau, ví dụ như đa truy nhập


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
phân chia theo mã, thông tin di động toàn cầu GSM, chế độ truy nhập vệ tinh,… Do đó, khi
thiết bị nằm ngoài vùng phủ của mạng mình thì nó vẫn có thể truy nhập được vào thống
thông qua các mạng khác. Đối với loại thiết bị này thì vấn đề chất lượng dịch vụ yêu cầu

phải được xử lý tốt. (Xem hình 2.4 – a)
Vùng phủ đa dịch vụ:
Trong kiến trúc này, người dùng truy nhập vào vùng phủ đa dịch vụ gồm nhiều điểm
truy chung (UAP: Universal Access Point). Những UAP này kích hoạt để chọn mạng dựa
trên những cái có sẵn, đặc điểm chất lượng, và sự lựa chọn thông thường của người dùng.
Người dùng, thiết bị có thể chuyển dịch vụ khi di chuyển từ UAP này sang UAP khác.
(Xem hình 2.4 – b)
Giao thức truy nhập chung:
Trong trường hợp này các mạng không dây có thể hỗ trợ một hoặc hai giao thức truy
nhập chuẩn. Khi đó thiết bị có thể chuyển mạng có cùng giao thức truy nhập khi không truy
nhập được vào mạng của mình. (Xem hình 2.4 – c)

Hình 2.4: Tính di động của mạng


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
f) Mạng phải đảm bảo về tốc độ:
Mạng mới ra đời phải có tốc độ truyền dữ liệu cao, đáp ứng được yêu cầu của người
sử dụng. Tốc độ truyền dữ liệu trong mạng mới có thể lên đến 100Mbps, và 160Mbps khi
sử dụng MIMO (Nhiều đầu vào - Nhiều đầu ra)

Hình 2.5: Tốc độ truyền dữ liệu trong mạng 4G
2.2. MÔ HÌNH MẠNG 4G
2.2.1. Ưu nhược điểm của cấu trúc mạng 3G và 3,5G
a) Mạng thông tin di động thế hệ ba WCDMA
Mạng thông tin di động thế hệ ba ra đời đã khắc phục được các nhược điểm của các
mạng thông tin di động thế hệ trước đó. Với việc cấu trúc mạng dùng giao thức IP kết hợp
với công nghệ ATM, cùng với việc hỗ trợ tốc độ lên tới 2Mbps, mạng thông tin di động thế
hệ ba WCDMA có thể hỗ trợ người dùng các dịch vụ như: hội nghị truyền hình, truy cập
internet tốc độ cao, download các file dữ liệu nhỏ,…

Tuy nhiên, mạng di động này cũng có một số nhược điểm như: Tốc độ truyền dữ liệu
lớn nhất là 2Mbps, vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của người dùng, khả
năng đáp ứng các dịch vụ thời gian thực như hội nghị truyền hình là chưa cao, rất khó trong
việc download các file dữ liệu lớn,…
Mạng thông tin di động thế hệ ba WCDMA chưa đáp ứng được các yêu cầu như: khả
năng tích hợp với các mạng khác (Ví dụ: WLAN, WiMAX,…) chưa tốt, tính mở của mạng
chưa cao, khi đưa một dịch vụ mới vào mạng sẽ gặp rất nhiều vấn đề do tốc độ mạng thấp,
tài nguyên băng tần ít,…
b) Mạng thông tin di động thế hệ 3,5G HSDPA và HSUPA


ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4G CHO MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL
Cuộc cách mạng của thị trường thông tin di động đưa ra các yêu cầu nâng cấp cải
tiến về cả dung lượng hệ thống lẫn tốc độ truyền dẫn dữ liệu. Mạng thông tin di động thế hệ
ba WCDMA ra đời là một bước phát triển mạnh mẽ về tốc độ và chất lượng dịch vụ. Tuy
nhiên, tốc độ dữ liệu tối đa trong WCDMA chỉ đạt tới 2Mbps. Để tăng khả năng hỗ trợ cho
các dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói, đặc biệt là nâng cao tốc độ truyền dữ liệu, mà trước
hết là tốc độ đường xuống, 3GPP đã phát triển và chuẩn hóa trong phiên bản Release 5 một
công nghệ mới, đó là công nghệ truy nhập gói đường xuống tốc độ cao (HSDPA) với những
tính năng mới được đề cập trong các phiên bản R5 của 3GPP cho hệ thống truy nhập vô
tuyến WCDMA/UTRA –FDD và được xem như là một trong những công nghệ tiên tiến cho
hệ thống thông tin di động 3,5G. HSDPA bao gồm một tập các tính năng mới kết hợp chặt
chẽ với nhau để cải thiện dung lượng mạng, và tăng tốc độ dữ liệu đỉnh trên 10 Mbps đối
với lưu lượng gói đường xuống. Những cải tiến về mặt kỹ thuật cho phép các nhà khai thác
có thể đưa ra nhiều dịch vụ tốc độ bit cao, cải thiện chất lượng dịch vụ (QoS) của các dịch
vụ hiện có, và đạt chi phí thấp nhất. Khả năng hỗ trợ tốc độ dữ liệu và tính di động của
HSDPA là chưa từng có trong các phiên bản trước đây của 3GPP.
Mục đích của HSDPA là hỗ trợ truy nhập gói đường xuống tốc độ cao bằng cách sử
dụng một kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH) và hỗ trợ thoại được tích hợp
trên kênh DCH và dữ liệu tốc độ cao trên kênh HS-DSCH trên cùng một sóng mang (tương

tự như DSCH trong Release 99).
Lợi ích của HSDPA cho đường xuống khi hầu hết lưu thông dữ liệu 3G được trông
đợi đầu tiên là đường xuống. Release 6 sẽ nói về cải tiến, nâng cấp đường lên, được gọi là
nâng cấp đường lên HSUPA (HSUPA: High Speed Uplink Packet Access). HSUPA sử dụng
tương tự các đặc điểm chính như HSDPA, nhưng thay vì áp dụng cho đường xuống thì nó
lại áp dụng cho đường lên. Điều này sẽ làm tăng tốc độ truyền đường xuống.
c) Nhận xét:
Các mạng thông tin di động thế hệ 3 WCDMA và thế hệ 3,5G HSDPA và HSUPA ra
đời đã phần nào đáp ứng được nhu cầu của người dùng như: tốc độ truyền dữ liệu lên tới
2Mbps đối với mạng WCDMA, 10Mbps đường xuống đối với công nghệ 3,5G, có thể truy
nhập được nhiều dịch vụ như: truyền hình hội nghị, truy nhập Internet tốc độ cao,…
Tuy nhiên, các mạng di động này còn nhiều nhược điểm như: tốc độ truyền dữ liệu
chưa cao, do đó chất lượng của các dịch vụ thời gian thực chưa cao, tốc độ truyền dữ liệu
vẫn còn thấp, đặc biệt là tính di động kém. Khi người dùng đi vào vùng phủ của loại mạng
khác ví dụ như mạng WLAN, WiMAX,… mà không nằm trong vùng phủ sóng của mình thì