Đồ án tốt nghiệp: THIẾT KẾ GIẢ LẬP MỘT HỆ THỐNG 3G

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC
Chương 1..........................................................................................................1
TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ................................................1
Thủ tục thu/ phát tín hiệu........................................................................................20

........................................................................................................................ 22
Chương3.........................................................................................................22
CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ BA W-CDMA..........................................23
Chương 4........................................................................................................42
CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRONG WCDMA...........................................42
Chương 5........................................................................................................65
THIẾT KẾ GIẢ LẬP MỘT HỆ THỐNG 3G...................................................65

Trần Việt Hùng

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ
1.1 Lịch sử hệ thống thông tin di động
1.1.1 Giới thiệu
Ra đời đầu tiên vào cuối năm 1940, đến nay thông tin di động đã trải
qua nhiều thế hệ.Thế hệ không dây thứ 1 là thế hệ thông tin tương tự sử dụng
công nghệ đa truy cập phân chia phân chia theo tần số (FDMA).Thế hệ thứ 2
sử dụng kỹ thuật số với công nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian

(TDMA) và phân chia theo mã (CDMA).Thế hệ thứ 3 ra đời đánh giá sự nhảy
vọt nhanh chóng về cả dung lượng và ứng dụng so với các thế hệ trước đó, và
có khả năng cung cấp các dịch vụ đa phương tiện gói là thế hệ đang được
triển khai ở một số quốc gia trên thế giới.
Quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới được
thể hiện sự phát triển của hệ thống điện thoại tổ ong (CMTS : Cellular Mobile
Telephone System) và nhắn tin (PS : Paging System) tiến tới một hệ thống
chung toàn cầu trong tương lai.
Hình 1.1 thể hiện một mạng điện thoại di động tổ ong bao gồm các trạm

gốc(BTS).
Hình 1.1: Hệ thống điện thoại di động
1.1.2 Hệ thống thông tin di động thứ nhất
Trần Việt Hùng

1

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
Phương pháp đơn giản nhất về truy nhập kênh là đa truy nhập phân chia
tần số . Hệ thống di động thế hệ 1 sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia
theo tần số (FDMA) và chỉ hổ trợ các dịch vụ thoại tương tự và sử dụng kỹ
thuật điều chế tương tự để mang dữ liệu thoại của mỗi người sử dụng .Với
FDMA , khách hàng được cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh
trong lĩnh vực tần số. Sơ đồ báo hiệu của hệ thống FDMA khá phức tạp, khi
MS bật nguồn để hoạt động thì nó dò sóng tìm đến kênh điều khiển dành
riêng cho nó. Nhờ kênh này, MS nhận được dữ liệu báo hiệu gồm các lệnh về
kênh tần số dành riêng cho lưu lượng người dùng . Trong trường hợp nếu số

thuê bao nhiều hơn so với các kênh tần số có thể, thì một số người bị chặn lại
không được truy cập.
Đa truy nhập phân chia theo tần số nghĩa là nhiều khách hàng có thể sử
dụng được dãi tần đã gán cho họ mà không bị trùng nhờ việc chia phổ tần ra
thành nhiều đoạn .Phổ tần số quy định cho liên lạc di dộng được chia thành 2N
dải tần số kế tiếp, và được cách nhau bằng một dải tần phòng vệ. Mỗi dải tần
số được gán cho một kênh liên lạc. N dải kế tiếp dành cho liên lạc hướng
lên, sau một dải tần phân cách là N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc
hướng xuống .
Đặc điểm :
-Mỗi MS được cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến
-Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng kể.
-BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS.
Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di dộng tiên tiến
(Advanced Mobile phone System - AMPS).
Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 sử dụng phương pháp đa truy
cập đơn giản. Tuy nhiên hệ thống không thoả mãn nhu cầu ngày càng
tăng của người dùng về cả dung lượng và tốc độ. Vì các khuyết điểm trên
mà nguời ta đưa ra hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2 ưu điểm hơn thế
hệ 1 về cả dung lượng và các dịch vụ được cung cấp.
1.1.3 Hệ thống thông tin di động thứ hai
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của thuê bao cả về số lượng và
chất lượng, hệ thống thông tin di động thế hệ 2 được đưa ra để đáp ứng kịp
thời số lượng lớn các thuê bao di động dựa trên công nghệ số .
Tất cả hệ thống thông tin di động thế hệ 2 sử dụng điều chế số .Và
chúng sử dụng 2 phương pháp đa truy cập :
• Đa truy cập phân chia theo thời gian (Time Division Multiple
Access -TDMA).
• Đa truy cập phân chia theo mã (Code Division Multiple
Access -CDMA).

Trần Việt Hùng

2

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
1.1.3.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA.
Với phương pháp truy cập TDMA thì nhiều người sử dụng một sóng
mang và trục thời gian được chia thành nhiều khoảng thời gian nhỏ để dành
cho nhiều người sử dụng sao cho không có sự chồng chéo. Phổ quy định cho
liên lạc di động được chia thành các dải tần liên lạc, mỗi dải tần liên
lạc này dùng chung cho N kênh liên lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe
thời gian trong chu kỳ một khung. Các thuê bao khác dùng chung kênh
nhờ cài xen thời gian, mỗi thuê bao được cấp phát cho một khe thời gian
trong cấu trúc khung .
Đặc điểm :
-Tín hiệu của thuê bao được truyền dẫn số.
-Liên lạc song công mỗi hướng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau,
trong đó một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ trạm gốc
đến các máy di động và một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ
máy di động đến trạm gốc. Việc phân chia tần như vậy cho phép các máy
thu và máy phát có thể hoạt động cùng một lúc mà không sợ can nhiễu
nhau.
-Giảm số máy thu phát ở BTS.
-Giảm nhiễu giao thoa.
Hệ thống TDMA điển hình là hệ thống thông tin di động toàn cầu
(Global System for Mobile Communications - GSM).
Máy điện thoại di động kỹ thuật số TDMA phức tạp hơn kỹ thuật

FDMA. Hệ thống xử lý số đối với tín hiệu trong MS tương tự có khả
năng xử lý không quá 106 lệnh trong 01 giây, còn trong MS số TDMA
phải có khả năng xử lý hơn 50x106 lệnh trên giây.
1.1.3.2 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA.
Với phương pháp đa truy cập CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho
nên nhiều người sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời
tiến hành các cuộc gọi mà không sợ gây nhiễu lẫn nhau. Những người
sử dụng nói trên được phân biệt với nhau nhờ dùng một mã đặc trưng
không trùng với bất kỳ ai. Kênh vô tuyến CDMA được dùng lại mỗi
cell trong toàn mạng, và những kênh này cũng được phân biệt nhau nhờ
mã trải phổ giả ngẫu nhiên (Pseudo Noise - PN).
Đặc điểm của CDMA:
-Dải tần tín hiệu rộng hàng MHz.
-Sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp.
-Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cường
độ trường rất nhỏ và chống fading hiệu quả hơn FDMA, TDMA..

Trần Việt Hùng

3

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
-Việc các thuê bao MS trong cell dùng chung tần số khiến cho
thiết bị truyền dẫn vô tuyến đơn giản, việc thay đổi kế hoạch tần số
không còn vấn đề, chuyển giao trở thành mềm, điều khiển dung lượng
cell rất linh hoạt.

1.2 Tổng quan về thế hệ thông tin di động thế hệ thứ ba( 3G)
Công nghệ thông tin di động số thế hệ ba. Công nghệ này liên quan đến
những cải tiến đang được thực hiện trong lĩnh vực truyền thông không dây cho
điện thoại và dữ liệu thông qua bất kỳ chuẩn nào trong những chuẩn hiện nay.
Đầu tiên là tăng tốc độ bit truyền từ 9.5Kbps lên 2Mbps. Khi số lượng thiết
bị cầm tay được thiết kế để truy cập Internet gia tăng, yêu cầu đặt ra là phải có
được công nghệ truyền thông không dây nhanh hơn và chất lượng hơn. Công
nghệ này sẽ nâng cao chất lượng thoại, và dịch vụ dữ liệu sẽ hỗ trợ việc gửi
nội dung video và multimedia đến các thiết bị cầm tay và điện thoại di động.
Các hệ thống thông tin di động số hiện nay đang ở giai đoạn chuyển từ
thế hệ 2.5G sang thế hệ 3 (3 - Generation). Để đáp ứng nhu cầu ngày càng
tăng và các dịch vụ thông tin di động, ngay từ đầu những năm đầu của thập kỷ
90 người ta đã tiến hành nghiên cứu hoạch định hệ thống thông tin di động thế
hệ ba. ITU-R đang tiến hành công tác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thông tin di
động toàn cầu IMT-2000. Ở châu Âu ETSI đang tiến hành tiêu chuẩn hóa
phiên bản này với tên gọi là UMTS (Universal Mobile Telecommunnication
System). Hệ thống mới này sẽ làm việc ở dải tần 2GHz. Nó sẽ cung cấp nhiều
loại hình dịch vụ bao gồm các dịch vụ thoại và số liệu tốc độ cao, video và
truyền thanh. Tốc độ cực đại của người sử dụng có thể lên đến 2Mbps. Người
ta cũng đang tiến hành nghiên cứu các hệ thống vô tuyến thế hệ thứ tư có tốc
độ lên đến 32Mbps.
Những ưu điểm chủ yếu của mạng 3G:
• Cải thiện hệ thống thông tin di động thế hệ 2, cải thiện dung lượng, chất
lượng, vùng phủ song.
• Tính linh hoạt cao của dịch vụ.
• Thực hiện truy nhập gói tin hiệu quả và tin cậy.

Trần Việt Hùng

4

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
• Tính linh hoạt cao trong vận hành, hỗ trợ hoạt động không đồng bộ
giữa các trạn gốc nên triển khai thuận lợi trong nhiều môi trường, sử
dụng các kỹ thuật tiên tiến như anten thông minh.
1.2.1 Yêu cầu đối với hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba
Thông tin di động thế hệ ba phải là hệ thống thông tin di động cho các
dịch vụ di động truyền thông cá nhân đa phương tiện. Hộp thư thoại sẽ đựợc
thay thế bằng bưu thiếp điện tử được lồng ghép với hình ảnh và các cuộc thoại
thông thường trước đây sẽ được bổ xung các hình ảnh để trở thành thoại có
hình.
Yêu cầu đối với thông tin di động thế hệ thứ ba:
+ Mạng phải là băng rộng và có khả năng truyền thông đa phương tiện,
nghĩa là mạng phải đảm bảo tốc độ bít lên tới 2Mbs phụ thuộc vào tốc độ di
chuyển của máy đầu cuối, 2Mbps dự kiến cho các dịch vụ cố định, 384kbps
khi đi bộ và 144kbps khi đang di chuyển tốc độ cao.
+ Mạng phải có khả năng cung cấp độ rộng băng tần, dung lựợng theo
yêu cầu. Điều này xuất phát từ việc thay đổi tốc độ bit của các dịch vụ khác
nhau. Ngoài ra cần đảm bảo đường tuyền vô tuyến không đối xứng, chẳng hạn
với tốc độ bit cao ở đường xuống và tốc độ bit thấp ở đường lên hoặc ngược
lại.
+ Mạng phải cung cấp thời gian truyền dẫn theo yêu cầu, nghĩa là phải
đảm bảo các kết nối chuyển mạch cho thoại, các dịch vụ Video và các khả
năng số liệu gói cho các dịch vụ số liệu.
+ Chất lượng dịch vụ phải không thua kém chất lượng dịch vụ cố định,
nhất là đối với thoại.
+ Mạng phải có khả năng sử dụng toàn cầu, nghĩa là bao gồm cả thông tin

vệ tinh.
Bộ phận tiêu chuẩn của ITU-R đã xây dựng các tiêu chuẩn cho IMT2000.. Thông tin di động thế hệ thứ ba xây dựng trên cơ sở IMT-2000 đã được
đưa vào hoạt động từ năm 2001. Các hệ thống 3G cung cấp rất nhiều dịch vụ viễn
thông bao gồm: thoại, số liệu tốc độ bit thấp và bit cao, đa phương tiện, video cho
người sử dụng làm việc cả ở môi trường công cộng lẫn tư nhân, vùng cơ sở, vùng
dân cư, phương tiện vận tải…
1.2.2 Các tiêu chí chung để xây dựng IMT-2000
+ Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2Ghz:
Trần Việt Hùng

5

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
• Đường lên: (1885 – 2025) Mhz.
• Đường xuống: (2110 – 2200) Mhz.
+ Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình vô tuyến:
• Tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến.
• Tương tác với mọi dịch vụ viễn thông.
+ Sử dụng các môi trương khai thác khác nhau:
• Trong công sở.
• Ngoài đường.
• Trên xe.
• Vệ tinh.
+ Có thể hỗ trợ các dịch vụ như:
• Môi trường thương chú ảo (VHE) trên cơ sở mạng thông minh, di
động cá nhân và chuyển mạch toàn cầu.
• Đảm bảo chuyển mạch quốc tế.

• Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho thoại, số liệu
chuyển mạch theo kênh và số liệu chuyển mạch theo gói.
+ Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới xuất hiện.
Môi trường hoạt động của IMT-2000 đựoc chia thành bốn vùng với các
tốc độ bit Rb phục vụ như sau:
• Vùng 1: Trong nhà, picocell, Rb ≤ 2Mbps.
• Vùng 2: Thành phố, microcell, Rb ≤ 384Kbps.
• Vùng 3: Ngoại ô, macrocell, Rb ≤ 144Kbps.
• Vùng 4: Toàn cầu, Rb = 9.6Kbps.
Có thể tổng kết các dịch vụ do IMT-2000 cung cấp ở bảng dưới đây:
Bảng 1.1 Phân loại các dịch vụ ở IMT-2000
Kiểu
Dịch vụ di
động.

Phân loại
Dịch vụ di động.

Dịch vụ chi tiết
Di động đầu cuối di động cá nhân/
di động dịch vụ.
Theo dõi di động/ theo dõi di động
thông minh.
- Dịch vụ âm thannh chất lượng
cao (16 - 64 Kbps).
- Dịch vụ truyền thanh AM (32 64 kbps)
- Dịch vụ truyền hình FM (64 -

Dịch vụ thông tin
định vị.

Dịch vụ âm thanh.

Trần Việt Hùng

6

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
Dịch vụ viễn
thông.

Dich vụ Internet đơn
giản.

144 kbps)
- Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình
(64 - 144 kbps)
- Dịch vụ số liệu tốc độ tương đối
cao (144 kbps – 2Mbps)
- Dịch vụ số liệu tốc độ cao (≥ 2
Mbps)
- Dịch vụ Video (384 kbps)
- Dịch vụ ảnh động (384 kbps - 2
Mbps)
- Dịch vụ ảnh động thời gian thực
( ≥ 2Mbps)
Dịch vụ truy nhập Web (384 kbps

- 2 Mbps)

Dich vụ Internet thời
gian thực.
Dịch vụ Internet đa
phương tiện.

Dịch vụ Internet (384 kbps 2Mbps)
Dịch vụ Website đa phương tiện
thời gian thực (≥ 2Mbps)

Dịch vụ số liệu.

Dịch vụ đa phương
tiện.

Dịch vụ
Internet.

Để xây dựng tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ ba, các tổ
chức quốc tế sau đây được hình thành dưới sự điều hành chung của ITU:
• 3GPP: bao gồm các thành viên sau:
- ESTI: Châu Âu.
- TTA: Hàn Quốc.
- ARIB, TTC: Nhật.
- T1P1: Mỹ.
• 3GPP2: bao gồm các thành viên sau:
- TIA, T1P1: Mỹ.
- TTA: Hàn Quốc.
- ARIB, TTC: Nhật.

Hiện nay hai tiêu chuẩn đã được chấp thuận cho IMT-2000 là:
- WCDMA được xây dựng từ 3GPP.
- Cdma2000 được xây dựng từ 3GPP2.
Hai hệ thống này đã bắt đầu đựợc đưa vào hoạt động trong những năm
đầu của thập kỷ 2000. Các hệ thống này đều sử dụng công nghệ CDMA, điều
này cho phép thực hiện tiêu chuẩn toàn thế giới cho giao diện vô tuyến của hệ
thống thông tin di động thế hệ ba.

Trần Việt Hùng

7

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
WCDMA là sự phát triển tiếp theo của hệ thống thông tin di động thế
hệ thứ hai sử dụng công nghệ TDMA như GSM, PDC, IS-136. Cdma2000 là
sự phát triển tiếp theo của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai sử dụng
công nghệ CDMA: IS-95.
Mô hình tổng quát của mạng IMT-2000:

Hình 1.2 : Mô hình mạng IMT-2000.

Ký hiệu:

- TE (Terminal Equipment) : Thiết bị đầu cuối.
- UI ( User Interface)

: Giao diện người sử dụng.

Phân bố tần số cho IMT-2000 trên thế giới:

Trần Việt Hùng

8

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.3 : Phân bổ tấn số cho IMT-2000 trên thế giới.
Châu Âu sử dụng hệ thống thế hệ hai là DCS 1800 ở băng tần (17101755) Mhz cho đường lên và (1805-1850) cho đường xuống. Ở Châu Âu và
hầu hết các nước Châu Á băng tần IMT-2000 là 2x60 Mhz (1920-1980 Mhz
cống với 2110-2170 Mhz) có thể sử dụng cho WCDMA FDD. Băng tần sử
dụng cho TDD ở Châu Âu thay đổi, băng tần được cấp theo giấy phép có thể
là 25Mhz cho sử dụng TDD ở (1900-1920)Mhz và (2020-2025)Mhz. Băng tần
cho các ứng dụng TDD không cần xin phép (SPA – Self Provided Application:
ứng dụng tự cấp) có thể là (2010-2020)MHz. Các hệ thống FDD sử dụng các
băng tần khác nhau cho đường lên và đường xuống với phân cách là khoảng
cách song công, còn hệ thống TDD sử dụng cùng tần số cho cả đường lên và
đường xuống.
Nhật sử dụng hệ thống thế hệ hai là PDC, còn Hàn Quốc sử dụng hệ
thống thế hệ hai là IS-95 cho cả khai thác tổ ong lẫn PCS. Ẩn định phổ PCS ở
Hàn Quốc khác với ấn định phổ PCS ở Mỹ, vì thế Hàn Quốc có thể sử dụng
toàn bộ phổ tần quy định của IMT-2000. Ở Nhật một phần phổ của IMT-2000
TDD đã được sử dụng cho PHS (hệ thống điện thoại cầm tay cá nhân).
Ở Mỹ không còn phổ mới cho các hệ thống thông tin di động thế hệ ba.
Các dịch vụ của thế hệ ba sẽ được thực hiện trên cơ sở thay thế phổ tần của hệ
thống thông tin thế hệ ba bằng phổ tần của hệ thống PCS thế hệ hai hiện tại.

Ở Trung Quốc phổ tần dành trước cho PCS và WLL sử dụng một phần phổ
tần của IMT-2000 mặc dù chúng chưa được ấn định cho hãng khai thác nào. Theo
quyết định về phân bố tần số, sẽ có đến 2x60 Mhz được sử dụng cho WCDMA ở
Trung Quốc. Phổ tần TDD cũng sẽ được sử dụng ở Trung Quốc.
Các nước đã bắt đầu xin giấy phép cho sử dụng phổ tần của IMT-2000.
Giấy phép đầu tiên được cấp cho Phần Lan vào 03/1999, sau đó là Tây Ba
Nha. Một số nước cũng có thể đi theo quan điểm cấp phép giống như GSM
được cấp phép ở Châu Âu. Tuy nhiên, một số nước bán đấu giá phổ tần cho
IMT-2000 giống như Mỹ bán đấu giá cho PSC.

1.3 Kết luận chương
Chương này đã giới thiệu tổng quan về quá trình phát triển của hệ thống
thông tin di động. Với nhu cầu không ngừng tăng lên của người sử dụng cả về
chất lượng và số lượng, nhu cầu trao đổi thông tin ở trình độ cao và đa dạng sự
phát triển ấy là tất yếu. Hiện nay công nghệ 3G đang được ứng dụng một cách
Trần Việt Hùng

9

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
mạnh mẽ trên thế giới với các dịch vụ tiện ích như điện thoại truyền hình, truy
cập internet…

Chương 2

GIỚI THIỆU CÁC CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG 2G, 2.5G,
CDMA

2.1 Công nghệ di động 2G, 2.5G trong hệ thống GSM
2..1.1 Giới thiệu lịch sử phát triển
Lịch sử hình thành GSM bắt đầu từ một đề xuất vào năm 1982 của
Nordic Telecom và Netherlands tại CEPT (Conference of European Post and
Telecommunication) để phát triển một chuẩn tế bào số mới đáp ứng với nhu
cầu ngày càng tăng của mạng di động Châu Âu.
Ủy ban Châu Âu (EC) đưa ra lời hướng dẫn yêu cầu các quốc gia thành
viên sử dụng GSM cho phép liên lạc di động trong băng tần 900MHz. Viện
tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI) định nghĩa GSM khi quốc tế chấp nhận
tiêu chuẩn hệ thống điện thoại tế bào số.
Lời đề xuất có kết quả vào tháng 9 năm 1987, khi 13 nhà điều hành và
quản lý của nhóm cố vấn CEPT GSM thỏa thuận ký hiệp định GSM MoU
“Club”, với ngày khởi đầu là 1 tháng 7 năm 1991.
GSM là từ viết tắt của Global System for Mobile Communications (hệ
thống thông tin di động toàn cầu), trước đây có tên là Groupe Spécial Mobile.
Hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM là hệ thống thông tin tế bào số
tích hợp và toàn diện, được phát triển đầu tiên ở Châu Âu và đã nhanh chóng
phát triển trên toàn thế giới. Mạng được thiết kế phù hợp với hệ thống ISDN
và các dịch vụ mà GSM cung cấp là một hệ thống con của dịch vụ ISDN
chuẩn.

Trần Việt Hùng

10

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.1
GSM đầu tiên được thiết kế hoạt động ở dải tần 890-915 MHz và 935960 MHz, hiện nay là 1.8GHz. Một vài tiêu chuẩn chính được đề nghị cho hệ
thống :
•

Chất lượng âm thoại chính thực sự tốt.

•

Giá dịch vụ và thuê bao giảm.

•

Hỗ trợ liên lạc di động quốc tế.

•

Khả năng hỗ trợ thiết bị đầu cuối trao tay.

•

Hỗ trợ các phương tiện thuận lợi và dịch vụ mới.

•

Năng suất quang phổ.

•

Khả năng tương thích ISDN.

Tiêu chuẩn được ban hành vào tháng giêng năm 1990 và những hệ thống
thương mại đầu tiên được khởi đầu vào giữa năm 1992. Tổ chức MoU
(Memorandum of Understanding) thành lập bởi nhà điều hành và quản lý
GSM được cấp phép đầu tiên, lúc đó có 13 hiệp định được ký kết và đến nay
đã có 191 thành viên ở khắp thế giới. Tổ chức MoU có quyền lực tối đa, được
quyền định chuẩn GSM.
2..1.2 Cấu trúc mạng GSM/GPRS/EDGE
2.1.2.1 Cấu trúc mạng GSM
Mạng GSM gồm nhiều khối chức năng khác nhau. Hình dưới cho thấy
cách bố trí của mạng GSM tổng quát. Mạng GSM có thể chia thành bốn phần
chính. Trạm di động (Mobile Station_MS) do thuê bao giữ. Phân hệ trạm gốc
(Base Station Subsystem_BSS) điều khiển liên kết với trạm di động. Mạng và
phân hệ chuyển mạch (Network anh Switching Subsystem_NSS) là phần
Trần Việt Hùng

11

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
chính của trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC (Mobile services
Switching Center), thực hiện chuyển mạch cuộc gọi giữa những người sử dụng
điện thoại di động, và giữa di động với thuê bao mạng cố định. MSC xử lý
các hoạt động quản lý di động. Trung tâm vận hành và bảo dưỡng (Operations
and Maintenance Center_OMC), giám sát điều hành và cơ cấu của mạng.
Trạm di động và hệ thống trạm con gốc thông tin dùng giao tiếp Um, còn được
gọi là giao tiếp không trung hay liên kết vô tuyến. Hệ thống trạm con gốc liên
lạc với trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động dùng giao tiếp A.

Trạm di động
Trạm di động (Mobile Station_MS) gồm có thiết bị di động (đầu cuối) và
một card thông minh gọi là module nhận dạng thuê bao (Subscriber Identity
Module_SIM). SIM cung cấp thông tin cá nhân di động, vì thế người sử dụng
truy cập vào các dịch vụ thuê bao không phụ thuộc vào loại thiết bị đầu cuối.
Bằng cách gắn SIM vào đầu cuối GSM, người sử dụng có thể nhận, gọi và
nhận các dịch vụ thuê bao khác trên thiết bị đầu cuối này.
Thiết bị di động được nhận dạng duy nhất bằng số nhận dạng thiết bị di
động quốc tế (International Mobile Equipment Identity_IMEI). SIM card
Trần Việt Hùng

12

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
chứa số nhận dạng thuê bao di động quốc tế (International Mobile Subscriber
Identity_IMSI) sử dụng để nhận dạng thuê bao trong hệ thống, dùng để xác
định chủ quyền và thông tin khác. Số IMEI và IMSI độc lập nhau. SIM card
có thể được bảo vệ chống lại việc sử dụng trái phép bằng password hoặc số
nhận dạng cá nhân.
Phân hệ trạm gốc
Hệ thống con trạm gốc gồm hai phần: trạm thu phát gốc (BTS) và
trạm gốc điều khiển (BSC). Hai hệ thống này liên kết dùng giao tiếp Abis
chuẩn hoá, cho phép điều hành các bộ phận cung cấp bởi các nhà sản xuất
khác nhau.
Trạm thu phát gốc là nơi máy thu phát vô tuyến phủ một cell và điều
khiển các giao thức liên kết vô tuyến với trạm di động. Trong một thành phố

lớn, có nhiều khả năng triển khai nhiều BTS, do đó yêu cầu BTS phải chính
xác, tin cậy, di chuyển được và giá thành thấp.
Trạm gốc điều khiển tài nguyên vô tuyến của một hoặc nhiều BTS. Trạm
điều khiển cách thiết lập kênh truyền vô tuyến, nhảy tần và trao tay. BSC là
kết nối giữa trạm di động và tổng đài di động (MSC).
Mạng và phân hệ chuyển mạch
Thành phần chính của mạng và phân hệ chuyển mạch là tổng đài di động,
hoạt động như một nút chuyển mạch bình thường của PSTN hoặc ISDN, và
cung cấp tất cả các chức năng cần có để điều khiển một thuê bao di động, như
đăng ký, xác nhận, cập nhật tọa độ, trao tay, và định tuyến cuộc gọi cho một
thuê bao liên lạc di động. Những dịch vụ này được cung cấp chung với nhiều
bộ phận chức năng khác, tạo nên hệ thống mạng con. MSC cung cấp kết nối
đến mạng cố định (như PSTN hoặc ISDN). Báo hiệu giữa các bộ phận chức
năng trong hệ thống mạng con là hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) sử dụng cho
báo hiệu trung kế trong mạng ISDN và mở rộng sử dụng trong mạng công
cộng hiện tại.
Bộ ghi định vị thường trú (HLR) và bộ ghi định vị tạm trú (VLR) cùng
với MSC cung cấp định tuyến cuộc gọi và khả năng liên lạc di động của GSM.
Trần Việt Hùng

13

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
HLR chứa tất cả thông tin quản trị của mỗi thuê bao đã đăng ký trong mạng
GSM tương ứng, cùng với vị trí hiện tại của di động. Vị trí của di động
thường ở dưới dạng địa chỉ báo hiệu của VLR chứa trạm di động.
Bộ ghi định vị tạm trú (VLR) chứa thông tin quản trị được chọn từ HLR,

cần thiết cho điều khiển cuộc gọi và cung cấp các dịch vụ thuê bao, cho mỗi
thuê bao hiện tại nằm trong vùng địa lý điều khiển bởi VLR. Mặc dù mỗi bộ
phận chức năng chung có thể được thực hiện độc lập nhưng tất cả các nhà sản
xuất thiết bị chuyển mạch cho đến nay đều sản xuất VLR với MSC, vì thế
vùng địa lý điều khiển bởi MSC sẽ tương ứng với điều khiển bởi VLR đó, do
đó đơn giản hóa báo hiệu cần thiết. Lưu ý rằng MSC không chứa thông tin
các trạm di động – thông tin này lưu trữ trong các thanh ghi vị trí.
Có hai bộ ghi khác sử dụng cho mục đích xác nhận và bảo mật. Bộ ghi
nhận thực thiết bị (EIR) là một cơ sở dữ liệu chứa một danh sách tất cả các
thiết bị di động hợp lệ trên mạng, mỗi trạm di động được xác nhận bằng số
nhận dạng thiết bị di động quốc tế (IMEI). Số IMEI bị đánh dấu là không hợp
lệ nếu được thông báo mất cắp hoặc không được chấp thuận. Trung tâm nhận
thực AuC là cơ sở dữ liệu được bảo vệ chứa bản sao khóa mã trong SIM card
của thuê bao, sử dụng để nhận thực và mã hóa trên kênh vô tuyến.
2.1.2.2 Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS
GPRS được phát triển trên cơ sở mạng GSM sẵn có. Các phần tử của
mạng GSM chỉ cần nâng cấp về phần mềm, ngoại trừ BSC phải nâng cấp phần
cứng. GSM lúc đầu được thiết kế cho chuyển mạch kênh nên việc đưa dịch vụ
chuyển mạch gói vào mạng đòi hỏi phải bổ sung thêm thiết bị mới. Hai node
được thêm vào để làm nhiệm vụ quản lý chuyển mạch gói là node hỗ trợ
GPRS dịch vụ (SGSN) và node hỗ trợ GPRS cổng (GGSN), cả hai node được
gọi chung là các node GSN. Node hỗ trợ GPRS dịch vụ (SGSN) và node hỗ
trợ GPRS cổng (GGSN) thực hiện thu và phát các gói số liệu giữa các MS và
các thiết bị đầu cuối số liệu cố định của mạng số liệu công cộng (PDN). GSN
còn cho phép thu phát các gói số liệu đến các MS ở các mạng thông tin di
động GSM khác.

Trần Việt Hùng

14

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp

• Node hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN)
SGSN có các chức năng chính sau :
- Quản lý việc di chuyển của các đầu cuối GPRS bao gồm việc quản lý
vào mạng, rời mạng của thuê bao, mật mã, bảo mật của người sử dụng, quản
lý vị trí hiện thời của thuê bao v.v…
- Định tuyến và truyền các gói dữ liệu giữa các máy đầu cuối GPRS. Các
luồng được định tuyến từ SGSN đến BSC thông qua BTS để đến MS.
- Quản lý trung kế logic tới đầu cuối di động bao gồm việc quản lý các
kênh lưu lượng gói, lưu lượng nhắn tin ngắn SMS và tín hiệu giữa các máy
đầu cuối với mạng.
- Xữ lý các thủ tục dữ liệu gói PDP (Packet Data Protocol) bao gồm các
thông số quan trọng như tên điểm truy nhập, chất lượng dịch vụ khi kết nối với
một mạng dữ liệu khác bên ngoài hệ thống.
- Quản lý các nguồn kênh tài nguyên BSS.
- Cung cấp các file tính cước dành cho dữ liệu gói.
- Quản lý truy nhập, kiểm tra truy nhập các mạng dữ liệu ngoài bằng mật
mã và sự xác nhận.
• Node hỗ trợ cổng GPRS(GGSN)
Để trao đổi thông tin với mạng dữ liệu ngoài SGSN phải thông qua node
hỗ trợ GPRS cổng là GGSN. Về mặt cấu trúc GGSN có vị trí tương tự như
Trần Việt Hùng

15

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
gate MSC. Thông thường GGSN là một Router mạnh có dung lượng lớn.
Chức năng chính của GGSN là :
- Hỗ trợ giao thức định tuyến cho dữ liệu máy đầu cuối.
- Giao tiếp với các mạng dữ liệu gói IP bên ngoài .
- Cung cấp chức năng bảo mật mạng.
- Quản lý phiên GPRS theo mức IP, thiết lập thông tin đến mạng bên
ngoài.
- Cung cấp dữ liệu tính cước (CDRs).

2.1.2.3 EDGE ( Enhanced Data rate for GSM Evolution)
Giải pháp nâng cấp mạng GSM lên GPRS đã tăng tốc độ truyền dữ liệu
lên đến 170Kbps nhưng vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu của các dịch vụ
truyền thông đa phương tiện. Dịch vụ GPRS tạo ra tốc độ cao chủ yếu nhờ sự
kết hợp của các khe thời gian. Tuy nhiên do vẫn sử dụng kỹ thuật điều chế
nguyên thuỷ GMSK nên tốc độ truyền dữ liệu còn hạn chế. Công nghệ EDGE
sẽ kết hợp việc ghép khe thời gian với việc thay đổi kỹ thuật điều chế GMSK
bằng 8PSK, điều này sẽ giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu trong mạng GPRS lên
2 đến 3 lần.
2..1.3 Phát triển từ mạng GSM lên 3G
2.1.3.1 GSM sẽ được nâng cấp từng bước lên 3G
Để đáp ứng được các dịch vụ mới về truyền thông đa phương tiện trên
phạm vi toàn cầu đồng thời đảm bảo tính kinh tế, hệ thống GSM sẽ được nâng
cấp từng bước lên thế hệ ba. Thông tin di động thế hệ ba có khả năng cung cấp
dịch vụ truyền thông multimedia băng rộng trên phạm vi toàn cầu với tốc độ
cao đồng thời cho phép người dùng sử dụng nhiều loại dịch vụ đa dạng. Việc
nâng cấp GSM lên 3G được thực hiện theo các tiêu chí sau :

- Là mạng băng rộng và có khả năng truyền thông đa phương tiện trên
phạm vi toàn cầu. Cho phép hợp nhất nhiều chủng loại hệ thống tương thích
trên toàn cầu.
Trần Việt Hùng

16

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
- Có khả năng cung cấp độ rộng băng thông theo yêu cầu nhằm hỗ trợ
một dải rộng các dịch vụ từ bản tin nhắn tốc độ thấp thông qua thoại đến tốc
độ dữ liệu cao khi truyền video hoặc truyền file. Đảm bảo các kết nối chuyển
mạch cho thoại, các dịch vụ video và khả năng chuyển mạch gói cho dịch vụ
số liệu. Ngoài ra nó còn hỗ trợ đường truyền vô tuyến không đối xứng để tăng
hiệu suất sử dụng mạng (chẳng hạn như tốc độ bit cao ở đường xuống và tốc
độ bit thấp ở đường lên).
- Khả năng thích nghi tối đa với các loại mạng khác nhau để đảm bảo các
dịch vụ mới như đánh số cá nhân toàn cầu và điện thoại vệ tinh. Các tính năng
này sẽ cho phép mở rộng đáng kể vùng phủ sóng của các hệ thống di động.
- Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để bảo đảm sự
phát triển liên tục của thông tin di động. Tương thích với các dịch vụ trong nội
bộ IMT-2000 và với các mạng viễn thông cố định như PSTN/ISDN. Có cấu
trúc mở cho phép đưa vào dễ dàng các tiến bộ công nghệ, các ứng dụng khác
nhau cũng như khả năng cùng tồn tại và làm việc với các hệ thống cũ.
2.1.3.2 Các giải pháp nâng cấp
Có hai giải pháp nâng cấp GSM lên thế hệ ba : một là bỏ hẳn hệ thống cũ,
thay thế bằng hệ thống thông tin di động thế hệ ba; hai là nâng cấp GSM lên
GPRS và tiếp đến là EDGE nhằm tận dụng được cơ sở mạng GSM và có thời

gian chuẩn bị để tiến lên hệ thống 3G W-CDMA. Giải pháp thứ hai là một giải
pháp có tính khả thi và tính kinh tế cao nên đây là giải pháp được ưa chuộng ở
những nước đang phát triển như nước ta.

Trần Việt Hùng

17

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.5 Các giải pháp nâng cấp hệ thống 2G lên 3G
Giai đoạn đầu của quá trình nâng cấp mạng GSM là phải đảm bảo dịch vụ số
liệu tốt hơn, có thể hỗ trợ hai chế độ dịch vụ số liệu là chế độ chuyển mạch
kênh (CS : Circuit Switched) và chế độ chuyển mạch gói (PS : Packet
Switched). Để thực hiện kết nối vào mạng IP, ở giai đoạn này có thể sử dụng
giao thức ứng dụng vô tuyến (WAP : Wireless Application Protocol). WAP
chứa các tiêu chuẩn hỗ trợ truy cập internet từ trạm di động. Hệ thống WAP
phải có cổng WAP và chức năng kết nối mạng.
Data Speed

WCDMA

2Mbps

GPRS

171.2Kbp

s

HSCSD

9.6Kbps

GSM

Hình 2.6. Quá trình nâng cấp GSM lên W-CDMA
Trong giai đoạn tiếp theo, để tăng tốc độ số liệu có thể sử dụng công nghệ
số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao (HSCSD : High Speed Circuit Switched
Data) và dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS : General Packet Radio Protocol
Services). GPRS sẽ hỗ trợ WAP có tốc độ thu và phát số liệu lên đến
171.2Kbps. Một ưu điểm quan trọng của GPRS nữa là thuê bao không bị tính
Trần Việt Hùng

18

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
cước như trong hệ thống chuyển mạch kênh mà cước phí được tính trên cơ sở
lưu lượng dữ liệu sử dụng thay vì thời gian truy cập.
Dịch vụ GPRS tạo ra tốc độ cao chủ yếu nhờ vào sự kết hợp các khe thời
gian, tuy nhiên kỹ thuật này vẫn dựa vào phương thức điều chế nguyên thuỷ
GMSK nên hạn chế tốc độ truyền. Bước nâng cấp tiếp theo là thay đổi kỹ
thuật điều chế kết hợp với ghép khe thời gian ta sẽ có tốc độ truyền dữ liệu cao
hơn, đó chính là công nghệ EDGE.
EDGE vẫn dựa vào công nghệ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói

với tốc độ tối đa đạt được là 384Kbps nên sẽ khó khăn trong việc hỗ trợ các
ứng dụng đòi hỏi việc chuyển mạch linh động và tốc độ truyền dữ liệu lớn
hơn. Lúc này sẽ thực hiện nâng cấp EDGE lên W-CDMA và hoàn tất việc
nâng cấp mạng GSM lên 3G.

2.2 Công nghệ di động CDMA
2..2.1 Giới thiệu công nghệ CDMA
Lý thuyết về CDMA đã được xây dựng từ những nǎm 1950 và được áp
dụng trong thông tin quân sự từ những nǎm 1960. Cùng với sự phát triển của
công nghệ bán dẫn và lý thuyết thông tin trong những nǎm 1980, CDMA đã
được thương mại hoá từ phương pháp thu GPS và Ommi-TRACS, phương
pháp này cũng đã được đề xuất trong hệ thống tổ ong của Qualcomm - Mỹ vào
nǎm 1990.

Trần Việt Hùng

19

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
T

T/L
Máy phát dùng mã PN để trải phổ
Phổ tín hiệu
đã phát

Phổ tin

f

Trải phổ
Fc

0 1/T
T/L

Fc+T/L

T

Phổ tín hiệu
thu được

Phổ tin tức
Nén phổ

fc

fc+T/L

f
0 1/T

Hình 0.1: Phổ trong quá trình thu và phát CDMA
T/L: là thời hạn cắt.
Trong thông tin CDMA thì nhiều người sử dụng chung thời gian và tần số,
mã PN (tạp âm giả ngẫu nhiên) với sự tương quan chéo thấp được ấn định cho

mỗi người sử dụng. Người sử dụng truyền tín hiệu nhờ trải phổ tín hiệu truyền
có sử dụng mã PN đã ấn định. Đầu thu tạo ra một dãy giả ngẫu nhiên như ở
đầu phát và khôi phục lại tín hiệu dự định nhờ việc trải phổ ngược các tín hiệu
đồng bộ thu được.
Thủ tục thu/ phát tín hiệu
 Tín hiệu số liệu thoại (9,6 Kb/s) phía phát được mã hoá, lặp, chèn
và được nhân với sóng mang f 0 và mã PN ở tốc độ 1,2288 Mb/s
(9,6 Kb/s x 128).
 Tín hiệu đã được điều chế đi qua một bộ lọc bǎng thông có độ rộng
bǎng 1,25 MHZ sau đó phát xạ qua anten.
 Ở đầu thu, sóng mang và mã PN của tín hiệu thu được từ anten
được đưa đến bộ tương quan qua bộ lọc bǎng thông độ rộng bǎng
1,25 MHz và số liệu thoại mong muốn được tách ra để tái tạo lại số
liệu thoại nhờ sử dụng bộ tách chèn và giải mã.
Trần Việt Hùng

20

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
2..2.2 Phát triển từ mạng CDMA lên 3G
Hệ thống cdma2000 gồm một số nhánh hoặc giai đoạn phát triển khác
nhau để hỗ trợ các dịch vụ phụ được tăng cường. Nói chung cdma2000 là một
cách tiếp cận đa sóng mang cho các sóng có độ rộng n lần 1,25MHz hoạt động
ở chế độ FDD. Nhưng công việc chuẩn hoá tập trung vào giải pháp một sóng
mang đơn 1,25MHz (1x) với tốc độ chip gần giống IS-95. cdma2000 được
phát triển từ các mạng IS-95 của hệ thống thông tin di động 2G, có thể mô tả
quá trình phát triển trong hình vẽ sau:

Hình 1- Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh cdma2000.

IS-95B.
IS-95B, hay cdmaOne được coi là công nghệ thông tin di động 2,5G
thuộc nhánh phát triển cdma2000, là một tiêu chuẩn khá linh hoạt cho phép
cung cấp dịch vụ số liệu tốc độ lên đến 115Kbps
cdma2000 1xRTT
Giai đoạn đầu của cdma2000 được gọi là 1xRTT hay chỉ là 1xEV-DO,
được thiết kế nhằm cải thiện dung lượng thoại cua IS-95B và để hỗ trợ khả
năng truyền số liệu ở tốc độ đỉnh lên tới 307,2Kbps. Tuy nhiên, các thiết bị
đầu cuối thương mại của 1x mới chỉ cho phép tốc độ số liệu đỉnh lên tới
153,6kbps. Những cải thiện so với IS-95 đạt được nhờ đưa vào một số công
nghệ tiên tiến như điều chế QPSK và mã hoá Turbo cho các dịch vụ số liệu
cùng với khả năng điều khiển công suất nhanh ở đường xuống và phân tập
phát.
cdma2000 1xEV-DO
1xEV-DO, được hình thành từ công nghệ HDR (High Data Rate) của
Qualcomm, được chấp nhận với tên này như là một tiêu chuẩn thông tin di
động 3G vào tháng 8 năm 2001 và báo hiệu cho sự phát triển của giải pháp
đơn sóng mang đối với truyền số liệu gói riêng biệt.
Nguyên lý cơ bản của hệ thống này là chia các dịch vụ thoại và dịch vụ
số liệu tốc độ cao vào các sóng mang khác nhau. 1xEV-DO có thể được xem
như một mạng số liệu “xếp chồng”, yêu cầu một sóng mang riêng. Để tiến

Trần Việt Hùng

21

ĐT8_K50

Đồ án tốt nghiệp
hành các cuộc gọi vừa có thoại, vừa có số liệu trên cấu trúc “xếp chồng” này
cần có các thiết bị hoạt động ở 2 chế độ 1x và 1xEV-DO.
cdma2000 1xEV-DV
Trong công nghệ 1xEV-DO có sự dư thừa về tài nguyên do sự phân biệt
cố định tài nguyên dành cho thoại và tài nguyên dành cho số liệu. Do đó,
CDG, nhóm phát triển CDMA, khởi đầu pha thứ ba của cdma2000 đưa các
dịch vụ thoại và số liệu quay về chỉ dùng một sóng mang 1,25MHz và tiếp tục
duy trì sự tương thích ngược với 1xRTT. Tốc độ số liệu cực đại của người sử
dụng lên tới 3,1Mbps tương ứng với kích thước gói dữ liệu 3940 bit trong
khoảng thời gian 1,25ms.
Mặc dù kỹ thuật truyền dẫn cơ bản được định hình, vẫn có nhiều đề
xuất công nghệ cho các thành phần chưa được quyết định kể cả tiêu chuẩn cho
đường xuống của 1xEV-DV.
cdma2000 3x(MC- CDMA )
cdma2000 3x, hay 3xRTT, đề cập đến sự lựa chọn đa sóng mang ban
đầu trong cấu hình vô tuyến cdma2000 và được gọi là MC-CDMA (Multi
carrier) thuộc IMT-MC trong IMT-2000. Công nghệ này liên quan đến việc sử
dụng 3 sóng mang 1x để tăng tốc độ số liệu và được thiết kế cho dải tần 5MHz
(gồm 3 kênh 1,25Mhz). Sự lựa chọn đa sóng mang này chỉ áp dụng được trong
truyền dẫn đường xuống. Đường lên trải phổ trực tiếp, giống như WCDMA
với tốc độ chip hơi thấp hơn một chút 3,6864Mcps (3 lần 1,2288Mcps).

Chương3
Trần Việt Hùng

22

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp

CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ BA W-CDMA
3.1 Giới thiệu công nghệ WCDMA
Chương này sẽ giới thiệu về công nghệ W-CDMA, cấu trúc mạng WCDMA, mạng truy nhập vô tuyến UTRAN, các giao diện vô tuyến và đặc
trưng riêng của chúng, ta sẽ có cái nhìn tổng quan về mạng W-CDMA 3G .
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - truy cập đa phân
mã băng rộng) là công nghệ 3G hoạt động dựa trên CDMA và có khả năng hỗ
trợ các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao như video, truy cập Internet, hội
thảo hình... WCDMA nằm trong dải tần 1920 MHz -1980 MHz, 2110 MHz 2170 MHz.
W-CDMA giúp tăng tốc độ truyền nhận dữ liệu cho hệ thống GSM bằng
cách dùng kỹ thuật CDMA hoạt động ở băng tần rộng thay thế cho TDMA.
Trong các công nghệ thông tin di động thế hệ ba thì W-CDMA nhận được sự
ủng hộ lớn nhất nhờ vào tính linh hoạt của lớp vật lý trong việc hỗ trợ các kiểu
dịch vụ khác nhau đặc biệt là dịch vụ tốc độ bit thấp và trung bình.
W-CDMA có các tính năng cơ sở sau :
- Hoạt động ở CDMA băng rộng với băng tần 5MHz.
- Lớp vật lý mềm dẻo để tích hợp được tất cả thông tin trên một sóng
mang.
- Hệ số tái sử dụng tần số bằng 1.
- Hỗ trợ phân tập phát và các cấu trúc thu tiên tiến.
Nhược điểm chính của W-CDMA là hệ thống không cấp phép trong băng
TDD phát liên tục cũng như không tạo điều kiện cho các kỹ thuật chống nhiễu
ở các môi trường làm việc khác nhau.
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba W-CDMA có thể cung cấp các dịch
vụ với tốc độ bit lên đến 2MBit/s. Bao gồm nhiều kiểu truyền dẫn như truyền
dẫn đối xứng và không đối xứng, thông tin điểm đến điểm và thông tin đa

điểm. Với khả năng đó, các hệ thống thông tin di động thế hệ ba có thể cung
cấp dể dàng các dịch vụ mới như : điện thoại thấy hình, tải dữ liệu nhanh,
ngoài ra nó còn cung cấp các dịch vụ đa phương tiện khác.
Trần Việt Hùng

23

ĐT8_K50


Đồ án tốt nghiệp
Đa phương tiện di động

KBit/s
2M
Truyền hình hội
nghị
(Chất lượng cao)

384
Truyền hình hội
nghị
(Chất lượng thấp)

64

Y tế từ xa

Truy
nhập

Internet
WWW

FTP
Đàm thoại hội
nghị

16
9.6

Truy nhập cơ sở dữ liệu

Mua
hàng
theo
Catalog
Video

Video
theo
yêu
cầu

Các dịch
vụ phân
phối thông
tin

Tin tức

Thư
điện tử

32

Quảng bá

Báo
điện
tử

Karaoke
ISDN

Thư tiếng

Điện
thoại
IP

Dự báo
thời tiết

Truyền
hình di
động

Truyền
thanh di
động

Thông tin
lưu lượng

Xuất bản
điện tử

Thông tin
nghỉ ngơi

H.ảnh

vv…

2.4

Số liệu

Điện thoại

Thư điện tử

FAX
Tiếng

1.2
Đối xứng

Không đối xứng
Điểm đến điểm

Đa phương
Đa điểm

Hình 3.1 Các dịch vụ đa phương tiện trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba
Các nhà khai thác có thể cung cấp rất nhiều dịch vụ đối với khách hàng,
từ các dịch vụ điện thoại khác nhau với nhiều dịch vụ bổ sung cũng như các
dịch vụ không liên quan đến cuộc gọi như thư điện tử, FPT…
Công trình nghiên cứu của các nước châu Âu cho W-CDMA bắt đầu từ
đề án CODIT (Code Division Multiplex Testbed : Phòng thí nghiệm đa truy
cập theo mã) và FRAMES (Future Radio Multiplex Access Scheme : Kỹ thuật
đa truy cập vô tuyến trong tương lai) từ đầu thập niên 90. Các dự án này đã
tiến hành thử nghiệm các hệ thống W-CDMA để đánh giá chất lượng đường
truyền.
Theo các chuyên gia trong ngành viễn thông, đường tới 3G của GSM là
WCDMA. Nhưng trên con đường đó, các nhà khai thác dịch vụ điện thoại di
động phải trải qua giai đoạn 2,5G. Thế hệ 2,5G bao gồm những gì? Đó là: dữ
liệu chuyển mạch gói tốc độ cao (HSCSD), dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS
và Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE).

3.2 Cấu trúc mạng WCDMA
Trần Việt Hùng

24

ĐT8_K50