Nghiên cứu giải pháp đảm bảo chất lượng cho mạng thông tin di động viettel thế hệ thứ 3

CT
N U N
C
T U TC N

TRƯỜN

N U ỄN T Ị

N
N CỨU
M N T
N

N

P

ƯƠN

Ả P P ẢM BẢO C ẤT LƯỢN C O
T N D ỘN V ETTEL T Ế
T Ứ3

LU N VĂN T C SĨ
OA
T U T V ỄN T
N

T

N

- Năm 2020

C


LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan, nội dung luận văn này là cơng trình nghiên cứu đƣợc thực
hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, thực hành thực tế và tổng hợp từ nhiều nguồn tài
liệu tham khảo khác nhau. Qua số liệu thực tế đƣợc thực hiện tại Trƣờng Đại học Kỹ
thuật Công nghiệp và một số vùng lân cận ví dụ nhƣ huyện Phú Bình, dƣới định hƣớng
và sự hƣớng dẫn tận tình của PGS. TS. Đào Huy Du luận văn của em đã hoàn thiện với
các số liệu xuất phát từ thực tiễn, kết quả trung thực và có nguồn gốc rõ ràng.
Thái Nguyên, ngày 06 tháng 9 năm 2019
Học viên

Nguyễn Thị Hƣơng

i


LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các Thầy Cô trong Khoa Điện tử
đã tận tâm truyền đạt những kiến thức chuyên môn trong suốt q trình học tập, nghiên
cứu và góp ý sâu sắc để em có thể hồn thiện những nội dung cơ bản phục vụ cho luận
văn của mình.
Với lịng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất, em xin trân trọng cảm ơn

PGS.TS. Đào Huy Du - ngƣời Thầy đã trực tiếp chỉ bảo, hƣớng dẫn, giúp đỡ và tạo
điều kiện thuận lợi nhất cho em trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện nội dung
luận văn này.
Tuy đã có nhiều cố gắng và nỗ lực nhƣng do thời gian, kiến thức cũng nhƣ kinh
nghiệm còn nhiều hạn chế nên trong quá trình thực hiện nội dung luận văn khơng thể
tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận đƣợc sự góp ý, chỉ dẫn từ Q Thầy Cơ,
đồng nghiệp để em tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện hơn nữa.
Thái Nguyên, ngày 06 tháng 9 năm 2019
Học viên

Nguyễn Thị Hƣơng

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................ii
MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................................... viii
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG .......................................... 3
1.1. Giới thiệu ....................................................................................................................... 3
1.1.1. Hệ thống thông tin di động thứ nhất – 1G ............................................................ 4
1.1.2. Hệ thống thông tin di động thứ hai – 2G .............................................................. 5
1.1.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ 2.5 G ............................................................... 6
1.1.4. Hệ thống thông tin di động thứ ba – 3G................................................................ 6
1.1.5. Hệ thống thông tin di động thứ tƣ – 4G ................................................................. 8

1.2. Hệ thống thông tin di động 3G - UMTS ....................................................................... 9
1.3. Kiến trúc mạng 3G-UMTS ........................................................................................ 10
1.3.1. Thiết bị ngƣời sử dụng (UE – User Equipment) .................................................. 11
1.3.2. Mạng truy cập vô tuyến UMTS .......................................................................... 12
1.3.3. Mạng lõi (CN) ...................................................................................................... 13
1.3.4. Hệ thống hỗ trợ, vận hành vô tuyến và lõi (OSS-RC) ......................................... 15
1.4. Các giao diện chính trong mạng UMTS .................................................................... 16
1.5. Các lớp chất lƣợng ..................................................................................................... 16
1.6. Tổ chức kênh trong hệ thống UMTS ......................................................................... 18
1.6.1. Các kênh logic ..................................................................................................... 18
1.6.2. Các kênh truyền tải............................................................................................... 19
1.6.3. Các kênh vật lý ..................................................................................................... 19
1.7. Các kỹ thuật sử dụng trong hệ thống ........................................................................... 20
1.7.1. Điều khiển công suất WCDMA ........................................................................... 20
iii


1.7.1.1. Điều khiển cơng suất vịng hở (OLPC) ................................................................. 21
1.7.1.2. Điều khiển cơng suất vịng lặp đóng (CLPC)........................................................ 22
1.7.2. Trải phổ ................................................................................................................ 23
1.8. Tổng kết chƣơng ......................................................................................................... 25
CHƢƠNG 2 ........................................................................................................................ 26
TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP TỐI ƢU VÀ CÁC THAM SỐ KPI MẠNG 3G ..... 26
2.1. Khái niệm về tối ƣu ................................................................................................... 26
2.2. Mục tiêu và các vấn đề cần tối ƣu ............................................................................. 28
2.2.1. Mục tiêu tối ƣu ..................................................................................................... 28
2.2.2. Các vấn đề cần tối ƣu .......................................................................................... 29
2.3. Tham số đánh giá chất lƣợng mạng 3G ....................................................................... 31
2.3.1. Định nghĩa, đặc điểm của KPI ............................................................................. 31
2.3.2. Mục đích của việc sử dụng KPI ........................................................................... 32

2.3.3. Phân loại tham số KPI .......................................................................................... 33
2.4. Các tham số KPI chính trong mạng UMTS ................................................................ 33
2.5. Quy trình thực hiện đo kiểm tối ƣu ............................................................................. 36
2.6. Một số công cụ tối ƣu .................................................................................................. 38
2.6.1.TEMS...................................................................................................................... 38
2.6.2. Một số thao tác cơ bản ........................................................................................ 39
2.6.3. Các thao tác cơ bản trên Tems Investigation ...................................................... 40
2.7. Tổng kết chƣơng ......................................................................................................... 42
CHƢƠNG 3 ........................................................................................................................ 43
ĐÁNH GIÁ, TỐI ƢU MẠNG VÔ TUYẾN CHO MẠNG 3G – VIETTEL ..................... 43
3.1. Khu vực thực hiện 1 ................................................................................................... 43
3.2. Thời gian và phƣơng án thực hiện ............................................................................. 43
3.2.1. Thu thập số liệu ................................................................................................... 43
3.2.2. Driver Test........................................................................................................... 44
3.2.3. Phân tích tối ƣu ................................................................................................... 44
3.3. Thực hiện Driver Test ................................................................................................ 45
iv


3.3.1. Chuẩn bị .............................................................................................................. 45
3.3.2. Thiết lập bài đo .................................................................................................... 46
3.4. Đánh giá kết quả đo ..................................................................................................... 49
3.4.1. Đánh giá bài đo vùng phủ .................................................................................... 49
3.4.1.1. Tiêu chuẩn đánh giá............................................................................................... 49
3.4.1.2. Khảo sát vùng phủ ................................................................................................. 50
3.4.1.3. Kết quả đo vùng phủ.............................................................................................. 52
3.4.2. Đánh giá bài đo thoại ........................................................................................... 56
3.5. Tổng hợp kết quả đo đạc............................................................................................ 59
Ngoài ra sau khi thực hiện đo tại khu vực Trƣờng Đại học Kỹ thuật công nghiệp tác giả
thực hiện luận văn cũng thực hiện đo kiểm tại khu vực Huyện Phú Bình với 1 số hình

ảnh và kết quả đo nhƣ sau: ................................................................................................. 59
Đánh giá kết quả đo vùng phủ........................................................................................ 61
Kết quả đo vùng phủ........................................................................................................... 63
3.6. Tổng kết chƣơng ........................................................................................................... 70
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN LUẬN VĂN .................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 71

v


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: Lịch sử phát triển của mạng thông tin di động qua các thế hệ ............................ 4
Hình 1. 2: Kiến trúc mạng UMTS ...................................................................................... 10
Hình 1. 3: Cấu trúc UE ....................................................................................................... 11
Hình 1. 4: Kiến trúc UTRAN ............................................................................................. 12
Hình 1. 5: Kiến trúc mạng lõi ............................................................................................. 13
Hình 1. 6: Các kênh UMTS ................................................................................................ 18
Hình 1. 7: Thứ tự các loại điều khiển công suất ................................................................. 21
Hình 1. 8: Các cơ chế điều khiển cơng suất trong W-CDMA ............................................ 22
Hình 1. 9: Thủ tục điều khiển cơng suất vịng trong và vịng ngồi .................................. 23
Hình 1. 10: Trải phổ DS-CDMA với 3 ngƣời dùng ........................................................... 23
Hình 1. 11: Mơ hình điều chế và giải điều chế................................................................... 24
Hình 1. 12: Cây mã OVSF ................................................................................................. 24
Hình 2. 1: Quy trình vận hành mạng .................................................................................. 27
Hình 2. 2: Quy trình thực hiện quản lý chất lƣợng mạng .................................................. 28
Hình 2. 3: Sử dụng KPI trong tối ƣu mạng ........................................................................ 32
Hình 2. 4: Thiết bị đo TEMS .............................................................................................. 39
Hình 2. 5: Giao diện phần mềm TEMS Investigation ........................................................ 39
Hình 2. 6: Load Cellfile ...................................................................................................... 40
Hình 2. 7: Mở cửa số Command Sequence ........................................................................ 41

Hình 2. 8: Ví dụ về Command Sequence đã đƣợc thiết lập ............................................... 42
Hình 3. 1: Khu vực thực hiện ............................................................................................. 43
Hình 3. 2: Thơng số của cellfile ......................................................................................... 44
Hình 3. 3: Thử nghiệm Driver Test .................................................................................... 45
Hình 3. 4: Google Earth Pro ............................................................................................... 46
Hình 3. 5: Vị trí cell của các trạm BTS tại ĐHKTCNTN và khu vực lân cận ................... 50
Hình 3. 6: Cƣờng độ trƣờng RSCP của ĐHKTCNTN và khu vực lân cận........................ 52
Hình 3. 7: Khu vực có vùng phủ kém ................................................................................ 52
Hình 3. 8: Biểu đồ thể hiện chất lƣợng của CPICH RSCP sau khi tạo report từ logfile.... 53
Hình 3. 9: Biểu đồ thể hiển chất lƣợng của Ec/No sau khi tạo report từ logfile ................ 53
Hình 3. 10: Mức thu cƣờng độ tín hiệu thấp ...................................................................... 54
Hình 3. 11: Kết quả bài đo chất lƣợng thoại ...................................................................... 56
Hình 3. 12: Rxlev thấp, Rxqual thấp, FER thấp ................................................................. 58
vi


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1 Các kênh logic UMTS........................................................................................ 18
Bảng 1. 2 Các kênh truyền tải UMTS ................................................................................ 19
Bảng 1. 3 Các kênh vật lý UMTS....................................................................................... 19
Bảng 2. 1 Phân loại KPI ..................................................................................................... 33
Bảng 2. 2 Các tham số chất lƣợng mạng 3G ...................................................................... 33
Bảng 3. 1 Tiêu chuẩn vùng phủ tốt..................................................................................... 50
Bảng 3. 2 Tiêu chuẩn chất lƣợng RSCP ............................................................................. 50
Bảng 3. 3 Tiêu chuẩn chất lƣợng tín hiệu Ec/No ............................................................... 51
Bảng 3. 4 Thể hiện kết quả đo lƣờng các KPI CSSR, CDR, SHOSR ................................ 57
Bảng 3. 5 Thống kê các KPI đo đạc ................................................................................... 59

vii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

A
AMPS

Advanced Mobile Phone
Service

Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến

C
CDMA

Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã

CN

Core Network

Mạng lõi

CLPC

Closed Loop Power Control

Điều khiển cơng suất vịng đóng

CPICH

Common Pilot Channel

Kênh thí điểm chung

CDR

Call Drop Rate

Tỷ lệ cuộc gọi bị rớt

CSSR

Call Setup Successful Rate

Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công

Frequency Division Multiple
Access

Đa truy nhập phân chia theo tần số

GSM

Global Systems for Mobile
Communication

Hệ thống truyền thơng di động tồn
cầu

GPRS

General Packet Radio Service

Địch vụ vơ tuyến gói chung

HSDPA

High-Speed Downlink Packet
Access

Truy cập gói đƣờng xuống tốc độ
cao

HSUPA

High-Speed Upnlink Packet
Access

Truy cập gói đƣờng lên tốc độ cao

Key Performance Indicator

Tham số chất lƣợng điển hình

Public Switched Telephone
Network

Mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng.

F
FDMA
G

H

K
KPI
P
PSTN

viii


R
Radio Netwwork Control

Bộ điều khiển tài nguyên vô
tuyến

TACS

Total Access Communication
System

Hệ thống cellular truy cập tổng thể

TDMA

Time Division Multiple Access

RNC
T

Đa truy nhập phân chia theo thời
gian

U
UMTS

Universal Mobile
Telecommunication System

Hệ thống viễn thông di động
toàn cầu

W

WCDMA

Wideband Code Division
Multiple Access

ix

Đa truy nhập phân chia theo mã
băng rộng


MỞ ĐẦU

1. Giới thiệu chung
Trong những năm gần đây, lĩnh vực thơng tin di động trong nƣớc đã có những
bƣớc phát triển vƣợt bậc về hạ tầng cũng nhƣ chất lƣợng của dịch vụ để đáp ứng nhu cầu
về các dịch vụ viễn thông ngày các phát triển một cách nhanh chóng.
Phát triển từ hệ thống thơng tin di động tƣơng tự 1G, các hệ thống thông tin di
động số thế hệ 2 ra đời đánh dấu sự thành công của công nghệ GSM với hơn 70% thị
phần thông tin di động trên toàn cầu. Tuy nhiên, GSM chỉ đáp ứng tốt dịch vụ thoại trong
khi nhu cầu dịch vụ số liệu ngày một gia tăng. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 ra
đời và ngày một hoàn thiện đã đáp ứng đƣợc phần nào các nhu cầu đó.
Nếu 1G (The first Generation) của điện thoại di động là những thiết bị analog, chỉ
có khả năng truyền thoại. 2G (The Second Generation) của điện thoại di động gồm 2
công năng là truyền thoại và dữ liệu giới hạn dựa trên kỹ thuật số. Trƣớc hồn cảnh đó từ
những thập niên 1990 hiệp hội viễn thông quốc tế ITU đã ngiên cứu và đƣa ra đề án tiêu
chuẩn hố để xây dựng hệ thống thơng tin di động thế hệ ba với với tên gọi là IMT- 2000.
Đồng thời các cơ quan về tiêu chuẩn hoá xúc tiến việc xây dựng một tiêu chuẩn
hoá áp dụng cho IMT- 2000 thông qua dự án 3GPP. Hệ thống thông tin di động thế hệ ba
đƣợc ra đời từ dự án 3GPP đƣợc gọi là hệ thống thông tin di động UMTS/WCDMA đang
ngày một hoàn thiện và trở nên phổ biến trên toàn thế giới.
Để nâng cao chất lƣợng dịch vụ, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng,
nhà khai thác phải có các phƣơng án, giải pháp kĩ thuật đúng đắn, thích hợp. Cùng với
qui hoạch mạng, tối ƣu hóa là giải pháp đảm bảo chất lƣợng cho mạng, là công tác
thƣờng xuyên cần đƣợc thực hiện để đáp ứng yêu cầu nói trên.
Xuất phát từ thực tiễn, em chọn tên luận văn “Nghiên cứu giải pháp đảm bảo
chất lƣợng cho mạng thông tin di động Viettel thế hệ thứ 3”.

1


2. Đặt vấn đề
Các nhà mạng đƣợc cấp giấy phép cấp triển khai 3G cơng nghệ WCDMA đều đã có

sẵn hạ tầng mạng thông tin di động 2G công nghệ GSM. Mạng GSM tại Việt Nam đã
phát triển và khai thác dịch vụ trong một thời gian dài ổn định, việc tiến hành xây dựng
triển khai mạng 3G đều đƣợc thực hiện trên trên cơ sở hạ tầng mạng 2G đã có sẵn, do đó
việc triển khai mạng 3G gây ra rất nhiều vấn đề về kỹ thuật cần khắc phục nhƣ can nhiễu
giữa băng tần 2G và 3G, phân bố lƣu lƣợng tải, chuyển giao Handover trong cùng một hệ
thỗng 2G và 3G hoặc giữa hai hệ thống, trong đó trọng tâm là các vấn đề xảy ra trong
mạng truy nhập vô tuyến. Công việc tối ƣu mạng phải thực hiện liên tục và song song với
quá trình lắp đặt triển khai hạ tầng mạng 3G để đảm bảo chất lƣợng dịch vụ cho khách
hàng.
Một trong những vấn đề sống cịn đối với mạng thơng tin di động nói chung và 3G
nói riêng là chất lƣợng, bao gồm cả chất lƣợng dịch vụ và chất lƣợng mạng. Để nâng cao
chất lƣợng chung của toàn hệ thống, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng, nhà
khai thác phải có các phƣơng án, giải pháp kĩ thuật đúng đắn, thích hợp để đảm bảo chất
lƣợng mạng.
3. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết, tìm hiểu các tham số liên quan đến tối ƣu mạng vô tuyến
WCDMA nhƣ: tham số vùng phủ sóng, tham số chất lƣợng mạng.
Khảo sát vùng phủ sóng theo u cầu thực tế cũng nhƣ tình hình kinh tế, xã hội, tình
hình phát triển mạng viễn thông trong khu vực trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, kết
hợp với định hƣớng phát triển và hiện trạng của mạng 3G. Trên cơ sở đó, dự báo và đƣa
ra các kế hoạch cũng nhƣ các phƣơng pháp tối ƣu cho mạng để đảm bảo chất lƣợng mạng.

2


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1 . Giới thiệu
Trong những năm cuối của thập niên 80, mạng điện thoại di động tế bào số TDMA
đƣợc sử dụng rộng rãi, điển hình là hệ thống thơng tin di động tồn cầu GSM. Ngồi các

dịch vụ truyền thơng thì GSM còn cung cấp nhiều loại dịch vụ mới nhƣ truyền fax, truyền
số liệu, truyền tin nhắn. Do những ƣu điểm vƣợt trội mà hệ thống GSM đã đƣợc phát triển
nhƣ một dịch vụ số hóa hồn tồn có thể dùng đƣợc ở Châu Âu và nhiều nƣớc khác trên
thế giới.
Hiện nay, việc các thế hệ di động đƣợc cải tiến và phát triển là điều tất yếu. Ở Việt
Nam cũng vậy, chúng ta đã triển khai rất tốt công nghệ 3G (hệ thống thông tin di động thế
hệ thứ 3) và đang trong thời kỳ chuẩn bị cho thế hệ thứ tƣ (4G) đi vào thực tế. Những hệ
thống viễn thông này đã, đang và sẽ đáp ứng mọi tiện ích, nhu cầu mà ngƣời sử dụng có
thể yêu cầu ở nhà cung cấp dịch vụ viễn thơng. Chính vì điều đó việc duy trì và phát triển
của hệ thống mạng viễn thông sẽ luôn là những công việc đầy khó khăn đối với các nhà
quản lý.[1]
 Các đặc điểm cơ bản của hệ thống thông tin di động [1]:
+ Đảm bảo an tồn thơng tin tốt nhất. Mơi trƣờng truyền dẫn vô tuyến là môi
trƣờng dễ bị nghe trộm và sử dụng trộm đƣờng truyền nên để đảm bảo quyền lợi, thuê bao
cần giữ bí mật số nhận dạng thuê bao và kiểm tra tính hợp lệ của họ khi thâm nhập mạng.
Để chống nghe trộm cần phải mật mã để mã hóa thơng tin ngƣời sử dụng.
+ Sử dụng hiệu quả băng tần đƣợc cấp phát để đạt đƣợc dung lƣợng cao do sự
hạn chế của dải tần vô tuyến sử dụng cho thông tin di động.
+ Đảm bảo chất lƣợng truyền dẫn theo yêu cầu: do đặc điểm của mạng thông tin
di động là sự truyền dẫn đƣợc thực hiện bằng giao diện vơ tuyến nên tín hiệu dễ bị ảnh
hƣởng của nhiễu và pha-ding. Các hệ thống thơng tin di động phải có khả năng hạn chế
tối đa các ảnh hƣởng này. Ngoài ra để tiết kiệm băng tần ở mạng thông tin di động số có
thể sử dụng các CODER (Coder and Decoder) tốc độ thấp. Nên phải thiết kế các CODER
này theo công nghệ đặc biệt để đạt đƣợc chất lƣợng truyền dẫn cao.
+

Cho phép triển khai các dịch vụ mới nhất là các dịch vụ phi thoại, internet.

+ Hạn chế tối đa rớt cuộc gọi khi thuê bao chuyển từ vùng phủ sóng này sang
vùng phủ sóng khác.

3


+ Cho phép chuyển mạng quốc tế, đảm bảo liên lạc thông suốt ở mọi nơi
(Internationnal Roaming).
+ Các thiết bị cầm tay gọn nhẹ yêu cầu tiêu tốn ít năng lƣợng và phù hợp với tính
linh hoạt của một thiết bị di động.

Hình 1. 1: Lịch sử phát triển của mạng thông tin di động qua các thế hệ
1.1.1. Hệ thống thông tin di động thứ nhất – 1G
Nhật Bản dẫn đầu trong việc phát triển công nghệ di động, triển khai mạng di động
đầu tiên đƣợc thực hiện ở Tokyo. Trong vòng một vài năm, NMT (Nordic Mobile
Telephony – Điện thoại di động Bắc Âu) bắt đầu bằng các hoạt động di động ở châu Âu.
Cùng với nó, các hệ thống nhƣ AMPS (Advanced Mobile Phone Service – Hệ thống thoại
di động tiên tiến) đƣợc bắt đầu ở Mỹ, trong khi TACS (Total Access Communication
System – Toàn bộ các hệ thống phƣơng tiện truy nhập) bắt đầu ở Anh. Đây là một phần
của "Hệ thống di động thế hệ đầu tiên", phục vụ cho các dịch vụ thoại và đƣợc dựa trên
kỹ thuật truyền dẫn tƣơng tự.

4


Đối với hệ thống này chỉ hỗ trợ các dịch vụ thoại tƣơng tự và sử dụng kỹ thuật điều
chế tƣơng tự để mang dữ liệu thoại của mỗi ngƣời và sử dụng phƣơng pháp đa truy nhập
phân chia theo tần số FDMA. Với FDMA, khách hàng đƣợc cấp phát một kênh trong tập
hợp các kênh tần số. [2]


Với hệ thống này có 1 vài đặc điểm sau:

 Mỗi UE đƣợc 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.
 Trạm thu phát gốc phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi UE trong cellular.
 Phân bổ tần số rất hạn chế, dung lƣợng nhỏ.
 Tiếng ồn khó chịu và nhiễu xảy ra khi máy di động chuyển dịch trong môi trƣờng
pha-ding đa tia.
 Không cho phép giảm đáng kể giá thành của thiết bị di động và cơ sở hạ tầng.
 Khơng đảm bảo tính bí mật của các cuộc gọi.
 Khơng tƣơng thích giữa các hệ thống khác nhau, đặc biệt ở Châu Âu, làm cho
thuê bao không sử dụng đƣợc máy di động của mình ở các nƣớc khác.

 Chất lƣợng thấp và vùng phủ sóng hẹp.
 Băng tần sử dụng: Sử dụng tần số chỉ từ 150 MHz.
 Công nghệ: Hệ thông thông tin di động 1G sử dụng công nghệ analog gọi là đa truy
nhập phân chia theo tần số (FDMA) để truyền kênh thoại trên sóng vô tuyến đến thuê
bao điện thoại di động.
1.1.2. Hệ thống thông tin di động thứ hai – 2G
Xuất phát từ sự khơng tƣơng thích giữa các hệ thống là khác nhau, Ủy ban châu
Âu đã bắt đầu một loạt các cuộc thảo luận để cố gắng thay đổi quy định viễn thơng hiện
hành, tạo ra một mơi trƣờng hài hịa hơn, đó là kết quả của sự phát triển các thiết bị và
dịch vụ viễn thông trong một thị trƣờng chung. Vào đầu những năm 1990, kỹ thuật truyền
dẫn số có sức ảnh hƣởng lớn mang đến một hệ thống thế hệ tiếp theo đƣợc gọi là:
‘Second Generation Mobile System’ – hệ thống di động thế hệ thứ 2. [2]
Với hệ thống này có 1 vài đặc điểm sau:
 Ƣu điểm: Do tính chuẩn hóa và tƣơng thích quy mơ vùng mà nhiều mạng 2G đã gặt
hái đƣợc thành công đáng kể về cả giải pháp kỹ thuật cũng nhƣ hiệu quả kinh
doanh.
 Nhƣợc điểm: Mặc dù hệ thống thông tin di động 2G đã có những tiến bộ đáng kể
song vẫn gặp phải các hạn chế sau:
5

 Tốc độ thấp và tài nguyên còn hạn hẹp.
 Tín hiệu kỹ thuật số cịn yếu, đƣờng cong bị phân rã góc.
 Giảm phạm vi truyền âm thanh.
 Là hệ thống thông tin di động số sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo
thời gian (TDMA) đầu tiên trên thế giới đƣợc ra đời ở Châu Âu và có tên gọi là
GSM (Global System for Mobile).
 Băng tần sử dụng: Hệ thống GSM sử dụng băng tần 900MHz, 1800MHz.
 Công nghệ: Tất cả hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 2 đều sử dụng kỹ thuật điều
chế số và chúng sử dụng 2 phƣơng pháp đa truy nhập:
 Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA.
 Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA.
1.1.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ 2.5 G
Đề thực hiện sự chuyển đổi từ 2G lên 3G các nhà mạng có nhiều cách triển khai khác
nhau, trong đó xuất hiện hệ thống thông tin di động 2,5G. Là thế hệ kết nối thông tin di
động bản lề giữa 2G và 3G. Chữ số 2.5G chính là biểu tƣợng cho việc mạng 2G đƣợc
trang bị hệ thống chuyển mạch gói bên cạnh hệ thống chuyển mạch theo kênh truyền
thống. Nó khơng đƣợc định nghĩa chính thức bởi bất kỳ nhà mạng hay tổ chức nào và chỉ
mang mục đích duy nhất là tiếp thị công nghệ mới theo mạng 2G.
Mạng 2.5G cung cấp một số lợi ích tƣơng tự mạng 3G và có thể dùng cơ sở hạ tầng có
sẵn của các nhà mạng 2G trong các mạng GSM và CDMA. Và tiến bộ duy nhất chính là
GPRS - công nghệ kết nối trực tuyến, lƣu chuyển dữ liệu đƣợc dùng bởi các nhà cung cấp
dịch vụ viễn thông GSM. Bên cạnh đó, một vài giao thức, chẳng hạn nhƣ EDGE cho
GSM và CDMA2000 1x-RTT cho CDMA, có thể đạt đƣợc chất lƣợng gần nhƣ các dịch
vụ cơ bản 3G (bởi vì chúng dùng một tốc độ truyền dữ liệu chung là 144 kbit/s), nhƣng
vẫn đƣợc xem nhƣ là dịch vụ 2.5G (hoặc là nghe có vẻ phức tạp hơn là 2.75G) bởi vì nó
chậm hơn vài lần so với dịch vụ 3G thực sự.
1.1.4. Hệ thống thông tin di động thứ ba – 3G
3G đƣợc phát triển với mục đích cung cấp dữ liệu tốc độ cao và kết nối đa phƣơng tiện

cho thuê bao. Liên minh viễn thông quốc tế (ITU) theo sáng kiến của IMT- 2000 đã xác
định các hệ thống 3G có khả năng hỗ trợ các dải dữ liệu tốc độ cao từ 144kbps đến hơn
2Mbps. Một số cơng nghệ có thể đáp ứng các tiêu chuẩn của IMT (International Mobile
Telecommunications – Viễn thông di động quốc tế), nhƣ là CDMA, UMTS và một số
biến thể của GSM nhƣ EDGE.[2]
6


 Đặc điểm: Là hệ thống thông tin di động tồn cầu cho các loại hình thơng tin vơ
tuyến, tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến, đồng thời tƣơng tác với mọi
loại dịch vụ viễn thông. Nó cho phép ngƣời dùng di động truyền tải cả dữ liệu thoại và
dữ liệu ngoài thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh, âm thanh, video
clips).
 Là mạng băng rộng và có khả năng truyền thơng đa phƣơng tiện, và mạng phải
đảm bảo đƣợc tốc độ bít của ngƣời sử dụng lên đến 2Mbit/s.
 Có khả năng cung cấp độ rộng băng tần (dung lƣợng) theo yêu cầu và đảm bảo
đƣờng truyền vô tuyến không đối xứng nhƣ tốc độ bit cao ở đƣờng xuống, tốc độ
bit thấp ở đƣờng lên và ngƣợc lại.
 Mạng cung cấp thời gian truyền dẫn theo các yêu cầu.
 Chất lƣợng dịch vụ không thua kém chất lƣợng dịch vụ mạng cố định.
 Mạng có khả năng sử dụng tồn cầu, nghĩa là bao gồm cả thông tin vệ tinh.
 Băng tần sử dụng: Cơng nghệ 3G dùng sóng mang 5MHz chứ khơng phải là sóng
mang 200 KHz nhƣ của GSM. Và hiện tại hệ thơng 3G có thể sử dụng dải tần ở
1800MHz và 2100MHz.
 Công nghệ: Sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã. Với sóng mang
5MHz nên 3G nhanh hơn rất nhiều so với công nghệ 2G và 2.5G. Tốc độ truyền dẫn
lên tới 2,05Mbps cho ngƣời dùng tĩnh, 384Kbps cho ngƣời dùng di chuyển chậm và
128Kbps cho ngƣời sử dụng trên ô tô.
Công nghệ 3G cũng đƣợc nhắc đến nhƣ là một chuẩn IMT-2000 của Tổ chức Viễn
thông Thế giới (ITU). Ban đầu 3G đƣợc dự kiến là một chuẩn thống nhất trên thế

giới, nhƣng trên thực tế thế giới 3G đã bị chia thành 4 thành phần riêng biệt:
UMTS (W-CDMA)


UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), dựa trên công nghệ truy
cập vô tuyến W-CDMA, là giải pháp nói chung thích hợp với các nhà khai thác
dịch vụ di động (Mobile network operator) sử dung GSM, tập trung chủ yếu ở châu
Âu và một phần châu Á (trong đó có Việt Nam). UMTS đƣợc tiêu chuẩn hóa bởi tổ
chức 3GPP, cũng là tổ chức chịu trách nhiệm định nghĩa chuẩn cho GSM, GPRS
và EDGE.



FOMA, thực hiện bởi công ty viễn thông NTT DoCoMo Nhật Bản năm 2001,
đƣợc coi nhƣ là một dịch vụ thƣơng mại 3G đầu tiên. Tuy là dựa trên công nghệ

7


W-CDMA, nhƣng cơng nghệ này vẫn khơng tƣơng thích với UMTS (mặc dù có
các bƣớc tiếp hiện thời để thay đổi lại tình thế này).
CDMA 2000


Là thế hệ kế tiếp của các chuẩn 2G CDMA và IS-95. Các đề xuất của CDMA2000
đƣợc đƣa ra bàn thảo và áp dụng bên ngồi khn khổ GSM tại Mỹ, Nhật Bản và
Hàn Quốc. CDMA2000 đƣợc quản lý bởi 3GPP2 – một tổ chức độc lập với 3GPP.
Và đã có nhiều cơng nghệ truyền thông khác nhau đƣợc sử dụng trong CDMA2000
bao gồm 1xRTT, CDMA2000-1xEV-DO và 1xEV-DV.



CDMA 2000 cung cấp tốc độ dữ liêu từ 144 kbit/s tới trên 3 Mbit/s. Chuẩn này đã
đƣợc chấp nhận bởi ITU.



Ngƣời ta cho rằng sự ra đời thành công nhất của mạng CDMA-2000 là tại KDDI
của Nhận Bản, dƣới thƣơng hiệu AU với hơn 20 triệu thuê bao 3G. Kể từ năm
2003, KDDI đã nâng cấp từ mạng CDMA2000-1x lên mạng CDMA2000-1xEVDO với tốc độ dữ liệu tới 2.4 Mbit/s. Năm 2006, AU nâng cấp mạng lên tốc độ 3.6
Mbit/s. SK Telecom của Hàn Quốc đã đƣa ra dịch vụ CDMA2000-1x đầu tiên năm
2000, và sau đó là mạng 1xEV-DO vào tháng 2 năm 2002.

TD-SCDMA
Chuẩn đƣợc ít đƣợc biết đến hơn là TD-SCDMA, đƣợc phát triển riêng tại Trung
Quốc bởi công ty Datang và Siemens.
WidebandCDMA
Hỗ trợ tốc độ giữa 384 kbit/s và 2 Mbit/s. Giao thức này đƣợc dùng trong một
mạng diện rộng WAN, tốc độ tối đa là 384 kbit/s. Khi nó dùng trong một mạng cục bộ
LAN, tốc độ tối đa chỉ là 1,8 Mbit/s. Chuẩn này cũng đƣợc công nhận bởi ITU.
1.1.5. Hệ thống thông tin di động thứ tƣ – 4G
4-G là công nghệ truyền thông không dây thế hệ thứ tƣ, cho phép truyền tải dữ liệu
với tốc độ tối đa trong điều kiện lý tƣởng lên tới 1 - 1,5 Gbit/s. Cách đây khơng lâu thì
một nhóm gồm 26 cơng ty trong đó có Vodafone (Anh), Siemens (Đức), Alcatel (Pháp),
NEC và DoCoMo (Nhật Bản), đã ký thỏa thuận cùng nhau phát triển một tiêu chí cao cấp
cho ĐTDĐ, một thế hệ thứ 4 trong kết nối di động – đó chính là nền tảng cho kết nối 4G
sắp tới đây.
Công nghệ 4G đƣợc hiểu là chuẩn tƣơng lai của các thiết bị không dây. Các nghiên
cứu đầu tiên của NTT DoCoMo cho biết, điện thoại 4G có thể nhận dữ liệu với tốc độ 100
8

Mbit/s khi di chuyển và tới 1 Gbit/s khi đứng yên, cũng nhƣ cho phép ngƣời sử dụng có
thể tải và truyền lên các hình ảnh, video clips chất lƣợng cao. Mạng điện thoại 3G hiện tại
của DoCoMo có tốc độ tải là 384 Kbit/s và truyền dữ liệu lên với tốc độ 129 Kbit/s.
Trong tƣơng lai, mạng di động LTE Advance, WiMax (nhánh khác của 4G)… sẽ là
những thế hệ tiến bộ hơn nữa, cho phép ngƣời dùng truyền tải các dữ liệu HD, xem tivi
tốc độ cao, trải nghệm web tiên tiến hơn cũng nhƣ mang lại cho ngƣời dùng nhiều tiện lợi
hơn nữa từ chính chiếc di động của mình.
1.2. Hệ thống thơng tin di động 3G - UMTS
Hệ thống viễn thơng di động tồn cầu (Universal mobile Telecommunication
system, viết tắt là UMTS) là một trong các công nghệ viễn thông di động thế hệ
thứ 3 (3G-Third Generation) ). UMTS dựa trên nền tảng CDMA băng rộng (W-CDMA),
W-CDMA đƣợc phát triển bởi nhà cung cấp dịch vụ viễn thông di động Nhật Bản NTT
DoCoMo là giao diện không gian cho mạng 3G với dịch vụ FOMA (Freedom of Mobile
Multimedia Access). Sau đó các đặc điểm của nó đã đƣợc gửi tới Liên Minh Viễn Thông
Quốc Tế (ITU) để xem xét nhƣ là một ứng cử viên cho tiêu chuẩn quốc tế 3G có tên là
IMT-2000. ITU cuối cùng đã chấp nhận W-CDMA nhƣ là một phần của tiêu chuẩn IMT2000 (3G).
Sau đó, W-CDMA đƣợc chọn làm giao diện không gian cho UMTS, ngƣời kế
nhiệm 3G cho GSM. Một số tính năng chính bao gồm hỗ trợ cho 2 chế độ cơ bản FDD và
TDD, tốc độ truyền dẫn không đồng bộ, vận hành không đồng bộ intercell, điều khiển
cơng suất thích nghi, tăng phạm vi phủ sóng và dung lƣợng, v.v. W - CDMA cũng sử
dụng kỹ thuật ghép kênh CDMA do lợi thế của nó so với các kỹ thuật truy nhập đa dạng
khác nhƣ TDMA.
W-CDMA chỉ là giao diện không gian theo định nghĩa của IMT-2000, trong khi
UMTS là một ngăn xếp các giao thức truyền thơng đƣợc thiết kế cho viễn thơng di động
tồn cầu 3G. UMTS sử dụng một cặp kênh 5 MHz, một dải 1900 MHz cho đƣờng lên,
một dải 2100 MHz cho đƣờng xuống. Dải tần số cụ thể ban đầu đƣợc xác định bởi tiêu
chuẩn UMTS là 1885-2025 cho đƣờng lên và 2110-2200 MHz cho đƣờng xuống.[4]

9


1.3.

Kiến trúc mạng 3G-UMTS

Một mạng UMTS (hình 1.2) bao gồm 3 phần chính là: Mạng lõi (CN: Core
Network), Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất (UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Access
Network) và Thiết bị ngƣời dùng (UE: User Equipment). Mạng UMTS cịn có hệ thống
hỗ trợ vận hành lõi vơ tuyến (OSS-RC) [2].
Thiết bị ngƣời sử dụng UE (User Equipment): là thiết bị đầu cuối vô tuyến,
cung cấp giao diện ngƣời sử dụng tới mạng thông qua kênh vô tuyến;
Mạng truy nhập vô tuyến RAN (Radio Access Network) hoặc Mạng truy nhập
vô tuyến mặt đất UTRAN (Terrestrial Radio Access Network): là nhóm phần tử
mạng cung cấp tất cả các chức năng vơ tuyến;
Mạng lõi CN (Core Network): là nhóm phần tử mạng cung cấp chuyển mạch và
định tuyến cuộc gọi và kết nối dữ liệu tới mạng bên ngoài (nhƣ mạng PSTN hay
mạng Internet). HSS (Home Subcriber Server) là máy chủ thuê bao thƣờng trú.

Hình 1. 2: Kiến trúc mạng UMTS

10


1.3.1. Thiết bị ngƣời sử dụng (UE – User Equipment)

Hình 1. 3: Cấu trúc UE
Thiết bị ngƣời sử dụng (UE) (hình 1.3): là đầu cuối mạng UMTS của ngƣời
sử dụng. UE của UMTS dựa trên cùng một nguyên lý nhƣ MS của GSM đó là sự

phân tách giữa thiết bị di động (ME) và module nhận dạng thuê bao UMTS (USIM).
Chức năng chính của UE là:
 Giao diện ngƣời dùng và màn hình.
 Giữ các thuật tốn nhận thực và các khố.
 Đầu cuối ngƣời dùng của giao diện vơ tuyến.
 Mặt bằng ứng dụng.
Module nhận dạng thuê bao UMTS (USIM): đƣợc cài nhƣ một ứng dụng trên
card IC thông minh UMTS (UICC). Điều mà ta quan tâm đến là dung lƣợng nhớ và tốc
độ xử lý mà nó cung cấp. Nhờ đƣợc cài trên UICC mà cho phép USIM lƣu nhiều
ứng dụng hơn và nhiều chữ ký (khoá điện tử) hơn. Ngồi ra có thể có nhiều USIM trên
cùng một UICC để hỗ trợ truy cập đến nhiều mạng. USIM chứa các hàm và số liệu cần
để nhận dạng và nhận thực thuê bao trong mạng UMTS. Bên cạnh đó nó cịn lƣu cả các
thơng tin đăng ký của thuê bao. Ngƣời sử dụng phải tự mình nhận thực đối với USIM
bằng cách nhập mã pin. Mạng sẽ chỉ cung cấp dịch vụ cho ngƣời nào sử dụng đầu
cuối dựa trên nhận dạng UMTS đƣợc đăng ký.
Thiết bị di động (ME: Mobile equipment): Là thiết bị đầu cuối vô tuyến
đƣợc sử dụng cho liên lạc vô tuyến trên giao diện Uu.
Thiết bị đầu cuối (TE: Terminal equipment): Là thiết bị đầu cuối kết nối với
UE. Thiết bị này mang giao diện ngƣời dùng ứng dụng.

11


1.3.2. Mạng truy cập vơ tuyến UMTS

Hình 1. 4: Kiến trúc UTRAN
Mạng truy cập vô tuyến mặt đất UMTS (UTRAN) (hình 1.4) là một phần của
một hệ thống WCDMA. Nó chứa một hoặc nhiều hệ thống con mạng vô tuyến
(RNS). Mỗi RNS chứa một bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) và một hoặc nhiều
NodeB. Chức năng chính của UTRAN là cung cấp một kết nối giữa UE và mạng lõi.

UTRAN cách ly mạng lõi với các chi tiết liên quan đến vô tuyến cho việc cung cấp kết
nối này.
UTRAN hỗ trợ một kênh mang truy cập vô tuyến (RAB) để thiết lập một kết nối
thoại giữa UE và mạng lõi. Các đặc điểm của RAB khác nhau phụ thuộc vào loại thông
tin hoặc dịch vụ đƣợc truyền tải.
UTRAN đƣợc xác định giữa hai giao diện Iu và Uu. Iu là giao diện giữa
UTRAN và mạng lõi, giao diện này gồm hai phần: IuPS cho miền chuyển mạch gói và
IuCS cho miền chuyển mạch kênh. Uu là giao diện giữa UTRAN và thiết bị ngƣời
sử dụng.
 Các thành phần chính của mạng truy cập vô tuyến (UTRAN):
Bộ điều khiển tài nguyên vô tuyến (RNC): chịu trách nhiệm cho một hay
nhiều trạm gốc và điều khiển các tài nguyên của chúng. Đây cũng chính là điểm truy
cập dịch vụ mà UTRAN cung cấp cho CN. RNC có hai loại là RNC dịch vụ (SRNC)
và RNC trôi (DRNC). Giao diện nằm giữa các RNC là giao diện Iur với chức năng
12


cung cấp báo hiệu và các liên kết dữ liệu cho việc chuyển tiếp và chuyển giao mềm giữa
các RNC. Giao diện giữa RNC và NodeB là Iub có chức năng cung cấp báo hiệu và các
liên kết dữ liệu. RNC đƣợc nối đến mạng lõi CN bằng hai giao diện, một cho miền
chuyển mạch gói (SGSN) là giao diện Iu-PS và một đến miền chuyển mạch kênh (MSC)
là Iu-CS.
NodeB: Trong UMTS trạm gốc đƣợc gọi là NodeB. Nhiệm vụ của NodeB là
thực hiện kết nối vô tuyến vật lý giữa thiết bị đầu cuối với nó. NodeB nhận tín hiệu trên
giao diện vô tuyến Iub từ RNC và chuyển nó vào tín hiệu vơ tuyến trên giao diện Uu.
Nó cũng thực hiện một số thao tác quản lý tài nguyên vô tuyến cơ bản nhƣ “điều khiển
công suất vũng trong”.
1.3.3. Mạng lõi (CN)

Hình 1. 5: Kiến trúc mạng lõi

Mạng lõi UMTS đƣợc minh hoạ trong hình 1.5. Mạng UMTS hỗ trợ cả hoạt
động chuyển mạch gói (PS) và chuyển mạch kênh (CS). MSC/VLR và GMSC thuộc
miền chuyển mạch kênh, trong khi nút hỗ trợ GPRS dịch vụ (SGSN) và nút hỗ trợ
GPRS cổng (GGSN) thuộc miền chuyển mạch gói. Cả hai miền chia sẻ một bộ ghi
định vị thƣờng trú (HLR) và một trung tâm nhận thực (AuC). Mạng lõi UMTS có
thể kết nối với cả UTRAN và mạng truy cập vô tuyến GSM EDGE (GERAN). Trong
một khu vực địa lý nơi cả hai hệ thống WCDMA và GSM/GPRS đƣợc triển khai, sự
phối hợp giữa các mạng truy cập cho phép UE hai chế độ vận hành đƣợc trên cả hai
hệ thống, thực hiện chuyển giao liên hệ thống WCDMA - GSM/ GPRS.
Mạng truy cập GSM/GPRS sử dụng giao diện A/Gb có sẵn, cịn mạng truy cập
UTRAN sử dụng giao diện mới Iu để liên lạc với mạng lõi.
13


 Các thành phần chính của mạng lõi gồm có:
Nút hỗ trợ GPRS dịch vụ (SGSN):
Thực hiện các nhiệm vụ truyền dẫn chuyển mạch gói. Vị trí hiện tại của một
ngƣời dùng (bao gồm vùng định tuyến phần ứng dụng mạng truy cập vô tuyến
(RANAP), số VLR và các địa chỉ GGSN) đƣợc lƣu trong SGSN, nên góii dữ liệu đến
có thể đƣợc định tuyến tới ngƣời dùng đó. Cùng với chức năng định tuyến, SGSN
cũng thực hiện việc nhận thực và lƣu thông tin đăng ký thuê bao (bao gồm có IMSI,
số nhận dạng thuê bao di động tạm thời gói (P- TMSI) và các địa chỉ giao thức dữ liệu gói
(PDP)).
Nút hỗ trợ GPRS cổng (GGSN):
Là một SGSN kết nối với các mạng số liệu khác (nhƣ internet). Tất cả các cuộc
truyền thông số liệu từ thuê bao đến các mạng ngoài đều qua GGSN. GGSN thƣờng
chứa một tƣờng lửa để đảm bảo an ninh của mạng chống lại các tấn cơng từ bên ngồi
gọi là cổng trạm biên giới (BG). Cũng nhƣ SGSN, GGSN lƣu cả hai kiểu số liệu: thông
tin thuê bao và thông tin vị trí th bao. Dữ liệu vào mạng đƣợc đóng gói trong một
contener đặc biệt bởi GGSN và đƣợc chuyển tiếp theo giao thức đƣờng hầm GPRS

(GTP) tới SGSN.
Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC):
Là một nút chuyển mạch mà hỗ trợ các kết nối chuyển mạch kênh. Để phục vụ
cho nhiệm vụ chuyển mạch, một MSC phải hỗ trợ tính di động của ngƣời dùng.
Nếu một ngƣời dùng di chuyển khu vực trong khi duy trì một kết nối, MSC
chuyển tiếp kết nối từ các RNC và các NodeB tƣơng ứng tới vùng định vị của ngƣời
dùng (chuyển giao). Thêm vào đó, MSC chứa khu vực định vị hiện tại của ngƣời
dùng nên trong trƣờng hợp có một cuộc gọi đến thì liên lạc có thể đƣợc thiết lập
trong cell mà máy di động đang hiện diện (quản lý định vị). MSC cũng tham gia
trong các cơ chế nhận thực ngƣời dùng và bảo mật dữ liệu ngƣời dùng.
Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động cổng (GMSC):
GMSC có thể là một trong số các MSC, GMSC hỗ trợ các giao diện tới các
mạng bên ngoài khác nhau nhƣ mạng số liên kết đa dịch vụ (ISDN). Khi mạng ngồi
tìm cách kết nối đến PLMN của một nhà khai thác, GMSC nhận yêu cầu thiết lập kết nối
và hỏi HLR về MSC hiện thời quản lý UE.
14


Bộ ghi định vị thƣờng trú (HLR): là một cơ sở dữ liệu có nhiệm vụ quản lý
các thuê bao di động. HLR lƣu trữ mọi thông tin về ngƣời sử dụng và đăng ký thuê bao.
Một mạng di động có thể chứa nhiều HLR tuỳ thuộc ở số lƣợng thuê bao, dung lƣợng
từng HLR và tổ chức bên trong mạng.
Cơ sở dữ liệu này chứa số nhận dạng thuê bao di động (IMSI), ít nhất một số
th bao có trong danh bạ điện thoại (MSISDN), và ít nhất một địa chỉ PDP. Cả
IMSI và MSISDN có thể sử dụng làm khố để truy cập đến các thơng tin đƣợc lƣu
khác. Để định tuyến và tính cƣớc cuộc gọi, HLR lƣu trữ thông tin về SGSN và VLR nào
hiện đang quản lý thuê bao đó.
Bộ ghi định vị tạm trú (VLR):
Là một cơ sở dữ liệu tƣơng tự nhƣ HLR. Dữ liệu thuê bao cần để cung cấp các
dịch vụ cho thuê bao đƣợc sao chép từ HLR và lƣu ở đõy. Tuy nhiên, dữ liệu trong một

VLR là động. Ngay khi ngƣời dùng thay đổi khu vực định vị, thông tin trong VLR sẽ
đƣợc cập nhật. Cả MSC và SGSN đều đƣợc nối tới VLR.
Trung tâm nhận thực (AuC): lƣu trữ toàn bộ số liệu cần thiết để nhận thực,
mật mã hố và bảo vệ sự tồn vẹn thơng tin cho ngƣời sử dụng. Nó liên kết với
HLR và thực hiện cùng với HLR trong cùng một nút vật lý.
AuC lƣu trữ khố bí mật chia sẻ K cho từng thuê bao cùng với tất cả các hàm
tạo khoá từ f0 đến f5. Nó tạo ra các vector nhận thực (AV) và các AV dự trữ, trong thời
gian thực khi SGSN/VLR yêu cầu hay khi tải xử lý thấp.
1.3.4. Hệ thống hỗ trợ, vận hành vô tuyến và lõi (OSS-RC)
OSS-RC là một hệ thống cung cấp chức năng quản lý chất lƣợng, kiểm soát
mạng và các thống kê mạng từ mạng truy cập vô tuyến (RAN). RAN đƣợc điều
khiển bởi OSS-RC. OSS-RC thu thập thông tin và dữ liệu bộ đếm từ RNC, các
chuyển mạch ATM, và NodeB. OSS-RC là một công cụ giao diện ngƣời dùng mà các
nhà vận hành có thể sử dụng cho việc xử lý cảnh báo, quản trị mạng tế bào, và các
thuê bao di động. Các thống kê chất lƣợng đƣợc tạo ra dựa theo lƣu lƣợng thực tế lấy
từ phần vô tuyến và phần mạng truyền tải. Dữ liệu thống kê chất lƣợng thu đƣợc từ
một số các bộ đếm xác định trƣớc. Các bộ đếm (counter) là các phần tử đƣợc sử
dụng để kiểm soát chất lƣợng và hoạt động của mạng.

15