Giới thiệu về chuẩn hóa trong hệ thống viễn thông không dây

Giới thiệu về chuẩn hóa trong
hệ thống viễn thơng khơng dây

Trần Gia Khánh
Trần Hạ Nguyên
Đào Nguyên Dũng

1


Contents
Giới thiệu chung về các tổ chức làm chuẩn viễn
thông
Giới thiệu chi tiết về hoạt động chuẩn hóa ở hai
tổ chức tiêu biểu







2

Tổ chức thuộc chính phủ: Hoạt động làm chuẩn hướng
tới IMT-A
Tổ chức khơng thuộc chính phủ (dân sự/dân
dụng/thương mại): Hoạt động làm chuẩn tại IEEE


Quốc tế hóa q trình chuẩn hóa



Sự thay đổi của mơi trường tồn cầu


Tồn cầu hóa nền kinh tế → Thị trường quốc tế hóa
→ Địi hỏi một chuẩn chung mang tính quốc tế



Hiệp định WTO/TBT tránh trở ngại về mặt kỹ thuật với
quá trình mậu dịch quốc tế yêu cầu các quốc gia xây
dựng tiêu chuẩn dựa trên tiêu chuẩn quốc tế

 Các quốc gia, khu vực xây dựng chiến lược chuẩn hóa
 Tăng cường sức cạnh tranh trên thị trường quốc tế hóa
 Là người làm luật, người cầm còi sẽ nắm thế chủ động
trong cuộc chơi
3


Khái niệm về chuẩn hóa
Cung cấp dịch vụ

Nhà mạng

Người sử dụng

Nguồn 1
(Nhật)

Đầu thu 1
(Việt Nam)

Nguồn 2
(Mỹ)

Đầu thu 2
(Hàn Quốc)

Nguồn M
(Pháp)

Đầu thu N
(Trung Quốc)

Nếu đầu phát và đầu thu được sản xuất độc lập, cần tất cả MxN giao thức
4
Đầu phát/đầu thu cũng phải cài đặt sẵn M/N giao thức


Viễn thông không dây

5


Bản đồ địa lý các cơ quan làm chuẩn

6

Khu vực

Tổ chức
mang
tính phi
chính phủ

Tổ chức
cơng

De jure
standard

Quốc gia

Tổ chức
mang
tính
chính phủ

Quốc tế

Phân loại các cơ quan chuẩn hóa

T1

Tổ chức
dân dụng

Forum
standard

Diễn đàn

De facto
standard
7


Nhiệm vụ của việc chuẩn hóa
Quy chế về sử dụng
tần số







Quy định các dải
băng tần chung của
thế giới
Quy chế về phát sóng
đảm bảo khơng nhiễu
xạ

Chuẩn hóa giao thức
viễn thơng






8

Quy định các giao
diện vơ tuyến
Quy định tính tương
tác giữa các thiết bị


Đặc điểm của hai kiểu chuẩn hóa
Chuẩn hóa bởi cơ quan dân Chuẩn hóa bởi cơ quan
dụng (e.g. IEEE)
chính phủ (e.g. ITU)
Đối tượng

Viễn thông vô tuyến di động, Tất cả các chủng loại viễn
hoặc cố định trên mặt đất
thông vô tuyến

Phạm vi

Đặc điểm kỹ thuật thiết bị,
hệ thống

Đặc điểm kỹ thuật thiết bị,
hệ thống và điều kiện chống

nhiễu (ăngten…)

Tốc độ
Quá trình cho đến việc ra
hồn thành quyết định thường nhanh
hơn do chủ yếu được quyết
bởi các doanh nghiệp các
nước phát triển (do chiếm đa
số)

Cần có sự đồng thuận của
nhiều quốc gia gia nhập,
trong đó có cả các nước
đang phát triển

Hiệu lực

Có hiệu lực lớn hơn

9

Khơng được phép quy định
về tần số nên thường có hiệu
lực mang tính địa phương


Mơ hình chung một cơ quan chuẩn hóa
Ban điều hành
Hội đồng kỹ thuật
Nhóm làm việc

Nhóm làm việc

Nhóm làm việc

Ban điều hành: ngân sách, ngoại giao, liên kết, tổ chức
Hội đồng kỹ thuật: phê chuẩn các đề cử từ các nhóm làm việc
Nhóm làm việc: làm chuẩn

10


Mơ hình chung một cơ quan chuẩn hóa
Tổ chức khác
Đề cử
Cơng bố

Đề cử

Hội đồng kỹ thuật
Nhận
u cầu

Nhóm làm việc

Báo cáo

Địi hỏi của
đối tượng sử
dụng

• Data rate
• Latency
• etc.

Phê chuẩn

Báo cáo

Báo cáo

Quy định
chi tiết về kỹ
thuật

Các kỹ thuật
cần thiết và
cấu trúc
• Yêu cầu kỹ thuật
đối với thiết bị, mạng
• Kiến trúc kết nối
giữa các kỹ thuật đó

• Quy định các giao
thức truyền tín hiệu
cụ thể tại các giao
diện

Trung bình 1.5 tháng/lần

Ví dụ

3GPP
RAN

RAN
meeting

WG
meeting

Study item
khoảng 1.5 năm

11

Phê chuẩn

RAN
meeting

WG
meeting

Work item
khoảng 1 năm

RAN
meeting

Xong

Vấn đề bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ


Chuẩn hóa thúc đẩy sự chia sẻ của kỹ thuật dẫn đến
hoạt hóa q trình mở rộng thị trường, nhưng đồng
thời phải bảo vệ sở hữu trí tuệ của các chủ thể đóng góp
kỹ thuật



Các cơ quan chuẩn hóa sử dụng chính sách về Intellectual
Property Rights (IPR Policy)
Chủ thể tham gia đóng góp kỹ thuật phải lựa chọn






Lựa chọn 1: đóng góp miễn phí kỹ thuật
Lựa chọn 2: đóng góp có phí theo cơ chế FRAND (Fare
Reasonable And Non-Discriminatory)
Lựa chọn 3: khác 2 lựa chọn trên → thường bị loại khỏi chuẩn

Chuẩn ra đời sẽ liên quan người bản quyền kỹ thuật.
Đối với phía áp dụng chuẩn (nhà sản xuất) sẽ mất thời
gian thương lượng bản quyền, tốn phụ phí

12

Ra đời hình thức Patent Pool


Chuẩn hóa mạng
điện thoại 4G bởi 3GPP

13


International Telecommunication Union






Thành lập 1932
Cơ quan chuyên môn trực thuộc Liên Hợp Quốc
Thành viên bao gồm 192 quốc gia và khoảng
650 các doanh nghiệp, tổ chức thuộc khu vực
Mạng access
điện tử, viễn thơng
di động mới
Cải tiến
Tính di chuyển
Hoạt động:



ITU-T/ITU-D
ITU-R: chuẩn hóa
mảng vơ tuyến,
phân bổ tần số


14

Xúc tiến phát triển
di động thế hệ mới
IMT-Advanced
(WRC-07 M.1645)

Chức năng mới
của IMT-Advance

Cao

Mạng LAN,
cố định
mới

Thấp

Tốc độ truyền [Mbps]


Quy trình làm việc của ITU-R
(hướng tới IMT-A)
2007

2008

ITU-R
Tần số mới được
phê chuẩn

No.1

2009

2011

No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 No.7 No.8 No.9 No.10
Thư mời
để cử giải
pháp

WRC-07

2010

Đề án

Các tổ chức làm chuẩn

Đánh giá
Thống nhất
Đặc tính kỹ thuật
Đề cử RIT

etc.

3GPP RAN #38
WS

#39 #40

LTE-Advanced

2nd WS

#41 #42 #43 #44

Study item

#45 #46 #47 #48 #49

Đặc tính kỹ thuật

Work item

 LTE-Advanced là giao diện vô tuyến được làm bởi 3GPP, đề cử lên ITU-R thỏa mãn
15 yêu cầu của IMT-Advanced
các


Yêu cầu kỹ thuật của IMT-A


Phổ tần số (spectrum)
•

Linh hoạt với quy chế tần số của nhiều quốc gia, nhiều khu vực

 Tốc độ truyền tối đa
LTE

LTE-A

Tốc độ
tối đa

Downlink

300 Mbps

1 Gbps

Uplink

75 Mbps

500 Mbps

Hiệu
quả tần
số
tối đa

Downlink 15 bps/Hz

16

Uplink

3.75
bps/Hz

Điều kiên
của IMT-A
1 Gbps

30 bps/Hz

15 bps/Hz

15 bps/Hz

6.75 bps/Hz


Giải pháp kỹ thuật của LTE-A
Tập hợp băng tần (tối đa 100MHz)



Toàn băng tần
100 MHz

Băng tần đơn vị, 20 MHz
Tần số

Yêu cầu người sử
dụng
• 100-MHz
• 40-MHz
• 20-MHz (3.9G)



Phát huy thêm chức năng của MIMO

Downlink tối đa 8 luồng / một người sử dụng
Uplink tối đa 4 luồng / người sử dụng
Ứng dụng MIMO-MU để tận dụng phân tập người dùng

•
•
•

Liên kết trạm chủ CoMP


•

17

Hợp tác giữa các cell

(Ngồi ra: FFR, Relay, RRH, HetNET etc.)


MIMO trong LTE-A (Rel. 10)


Downlink






Sử dụng kỹ thuật MIMO ghép kênh không gian
 Tăng số luồng tối đa lên 8 so với 3.9G
 Sử dụng SVD-MIMO với số luồng thích ứng với môi trường
 Đạt hiệu quả tần số 30bps/Hz→3Gbps với băng tần 100MHz
Ứng dụng MIMO-MU
 Chuyển đổi giữa MIMO và MIMO-MU tùy môi trường

Uplink


Sử dụng kỹ thuật MIMO ghép kênh không gian 4 luồng
Tối đa 8 luồng

Kỹ thuật
MIMO
18

Tối đa
4 luồng

Kỹ thuật
MIMO-MU

Downlink

Kỹ thuật
MIMO

Uplink


CoMP trong LTE-A (Rel.10)
Phối hợp chọn người sử dụng

Mạng hạ tầng

Phối hợp tạo búp/chống nhiễu

Hạn chế của máy di động
Phân tập không gian

Chống nhiễu

Mạng hạ tầng

Mạng hạ tầng cáp quang

Phối hợp truyền tín hiệu

Mạng hạ tầng cáp quang

19

Downlink

Uplink


Hoạt động chuẩn hóa của IEEE802

20


Tiêu chí phát triển chuẩn của IEEE-SA
• Xây dựng quy trình làm
chuẩn
• Cơng bố và tn thủ quy
trình làm chuẩn

• Bất cứ ai cũng có quyền
phát ngơn và được nghe
giải đáp trong q trình
làm chuẩn

• Có đại diện của nhiều
nhóm liên quan đến chuẩn:
nhà sản xuất, người sử dụng,

tư vấn, chính phủ, đại học
trong q trình bỏ phiếu

• Đạt được sự
đồng thuận
của trên 75%
số phiếu

• Bất kể ai cũng cơ hội
tham gia vào quy trình làm
chuẩn
• Bảo đảm tính minh bạch
của thơng tin
• Hợp tác với các tổ chức
liên quan/có ảnh hưởng
đến việc xây dựng chuẩn
• Tránh xảy ra độc quyền
• Cơ hội tham gia khơng
đồng nghĩa với việc có
quyền bầu cử
4


Chu trình làm chuẩn
Ý tưởng

Tối đa 4 năm

Xây dựng
chuẩn nháp

Viết yêu cầu
trong nhóm
dự án (PAR)
làm việc
(WG)

Bỏ phiếu

Đạt được sự
chấp thuận
của IEEE-SA

Xác nhận lại, sửa chữa hoặc
hủy bỏ chuẩn

Công bố
chuẩn

Tối đa 5 năm

9


Một số ví dụ về chuẩn trong 802
RAN

IEEE 802.22

30 km

54 - 862 MHz

23

“Regional Area
Network”


IEEE 802


Ủy ban làm chuẩn LAN/MAN
theo dự án IEEE 802 (gọi là
IEEE 802 hoặc LMSC)




Phát triển chuẩn LAN/MAN
Chủ yếu cho link layer và physical
layer trong cấu trúc mạng
Thành lập từ tháng 2 năm 1980

Ứng dụng
Trình chiếu
Phiên
Giao vận
Mạng
Liên kết dữ liệu

IEEE
802

Vật lý
Môi trường truyền

24


Vị trí của 802 trong IEEE-SA

NesCom

IEEE 802 nằm ở đây:
Ban làm về chuẩn
tạo dựng bởi Computer Society

25

RevCom