TRƯỜNG ĐH TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
CHUYÊN NGÀNH ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN 4
TÌM HIỂU HỆ THỐNG MẠNG DI
ĐỘNG 3G UMTS Giảng viên hướng dẫn: ĐỖ ĐÌNH THUẤN

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TRỌNG TUẤN
MSSV: 081563D

Lớp: 08DD4D
Khóa: 12 Tp.HCM, ngày 01 tháng 05 năm 2011
Tìm hiểu hệ thống mạng di động 3G UMTS GVHD: Đỗ Đình Thuấn

Đồ án 4 2

Nhận xét của giảng viên hƣớng dẫn: Ngày……tháng …….năm 2011

Tìm hiểu hệ thống mạng di động 3G UMTS GVHD: Đỗ Đình Thuấn

Đồ án 4 4

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN


Đồ án 4 5

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 6 CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA UMTS 8
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 8
1.2 LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN THÔNG TIN DI ĐỘNG LÊN 4G 8
1.3 KIẾN TRÚC CHUNG CỦA MỘT HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
3G 10
1.4 CHUYỂN MẠCH KÊNH(CS),CHUYỂN MẠCH GÓI(PS),DỊCH VỤ
CHUYỂN MẠCH KÊNH VÀ DỊCH VỤ CHUYỂN MẠCH GÓI 11
1.5 CÁC LOẠI LƢU LƢỢNG VÀ DỊCH VỤ ĐƢỢC 3G WCDMA
UMTS HỖ TRỢ 14
1.6 KIẾN TRÚC 3G WCDMA UMTS R3 16
1.7 KIẾN TRÚC 3G WCDMA UMTS R4 23
1.8 KIẾN TRÚC 3G WCDMA UMTS R5 và R6 25
1.9 CHIẾN LƢỢC DỊCH CHUYỂN TỪ GSM SANG UMTS 30
1.10 CẤU HÌNH ĐỊA LÝ CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G 33
1.11 TỔNG KẾT 37 CHƢƠNG 2: NGHỆ ĐA TRUY NHẬP CỦA WCDMA 38
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 38
2.2 TRẢI PHỔ VÀ ĐA TRUY NHẬP PHÂN CHIA THEO MÃ 38
2.3 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 43
2.4 CHUYỂN GIAO TRONG HỆ THỐNG CDMA 44
2.5 MÁY THU PHÂN TẬP ĐA ĐƢỜNG HAY MÁY THU RAKE 46

cầu và điện thoại vệ tinh. Các tính năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể tầm
phủ của các hệ thống thông tin di động.
 Tƣơng thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để đảm
bảo sự phát triển liên tục của thông tin di động .
Nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ ba IMT-2000
đã đƣợc đề xuất, trong đó hai hệ thống WCDMA UMTS và cdma-2000 đã
đƣợc ITU chấp thuận và đã đƣợc đƣa vào hoạt động. 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 động thế hệ ba.
HSDPA (High Speech Downlink Packet Access: truy nhập gói đƣờng
xuống tốc độ cao) là một mở rộng của các hệ thống 3G WCDMA UMTS đã
có thể cung cấp tốc độ lên đến 10 Mbps trên đƣờng xuống. HSDPA là một
chuẩn tăng cƣờng của 3GPP-3G nhằm tăng dung lƣợng đƣờng xuống bằng
cách thay thế điều chế QPSK trong 3G UMTS bằng 16QAM trong
HSDPA.HSDPA hoạt động trên cơ sở kết hợp ghép kênh theo thời
gian(TDM)với ghép kênh theo mã và sử dụng thích ứng đƣờng truyền. Nó
cũng đƣa ra một kênh điều khiển riêng để đảm bảo tốc độ truyền dẫn số
liệu. Các kỹ thuật tƣơng tự cũng đƣợc áp dụng cho đƣờng lên trong chuẩn
HSUPA(High Speech Uplink Packet Access). Hai công nghệ truy nhập
HSDPA và HSUPA đƣợc gọi chung là HSPA (High Speed Packet Data).
Để làm cho công nghệ 3GPP UTRA/UTRAN mang tính cạnh tranh hơn nữa
(chủ yếu là để cạnh tranh với các công
nghệ mới của 3GPP2 và WiMAX),
3GPP quyết định phát triển E-UTRA và E-
UTRAN (E: Elvolved ký hiệu
cho phát triển) còn đƣợc gọi là siêu 3G (Super-3G) hay LTE (Long Term
Tìm hiểu hệ thống mạng di động 3G UMTS GVHD: Đỗ Đình Thuấn

Đồ án 4 7


 Hiểu lộ trình phát triển thông tin di động lên 4G
 Hiểu đƣợc kiến trúc tổng quát của một mạng thông tin di động 3G.
 Hiểu các kiến trúc mạng 3G WCDMA UMTS: R3, R4 và R5 và chiến
lƣợc chuyển dịch GSM lên 3G UMTS
1.1.2. Các chủ đề được trình bày trong chương
 Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G
 Kiến trúc chung của một mạng thông tin di động 3G
 Các khái niệm về các dịch vụ chuyển mạch kênh và các dịch vụ chuyển mạch gói
 Các loại lƣu lƣợng và các loại dịch vụ mà 3G WCDMA UMTS có thể hỗ trợ
 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS qua các phát hành khác nhau: R3, R4, R5 và
R6
 Chiến lƣợc chuyển dịch GSM lên 3G UMTS

1.2 LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN THÔNG TIN DI ĐỘNG LÊN 4G
Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G đƣợc cho trên hình
1.1 và lộ trình nghiên cứu phát triển trong 3GPP đƣợc cho trên hình 1.2.

Tìm hiểu hệ thống mạng di động 3G UMTS GVHD: Đỗ Đình Thuấn

Đồ án 4 9 Hình 1.1. Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G

AMPS: Advanced Mobile Phone System
TACS: Total Access Communication System
GSM: Global System for Mobile Telecommucations
WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access
EVDO: Evolution Data Only
IMT: International Mobile Telecommnications

CS: Circuit Switch: chuyển mạch kênh
PS: Packet Switch: chuyển mạch gói
SMS: Short Message Servive: dịch vụ nhắn tin
Server: máy chủ
PSTN: Public Switched Telephone Network: mạng Điện thoại chuyển mạch công
cộng
PLMN: Public Land Mobile Network: mang di động công cộng mặt Đất
Các miền chuyển mạch kênh (CS) và chuyển mạch gói (PS) đƣợc thể hiện bằng
một nhóm các đơn vị chức năng lôgic: trong thực hiện thực tế các miền chức năng này
đƣợc đặt vào các thiết bị và các nút vật lý. Chẳng hạn có thể thực hiện chức năng
chuyển mạch kênh CS (MSC/GMSC) và chức năng chuyển mạch gói (SGSN/GGSN)
Tìm hiểu hệ thống mạng di động 3G UMTS GVHD: Đỗ Đình Thuấn

Đồ án 4 11

trong một nút duy nhất để đƣợc một hệ thống tích hợp cho phép chuyển mạch và
truyền dẫn các kiểu phƣơng tiện khác nhau: từ lƣu lƣợng tiếng đến lƣu lƣợng số liệu
dung lƣợng lớn.
3G UMTS (Universal Mobile Telecommunications System: Hệ thống thông tin
di động toàn cầu) có thể sử dụng hai kiểu RAN. Kiểu thứ nhất sử dụng công nghệ đa
truy nhập WCDMA (Wide Band Code Devision Multiple Acces: đa truy nhập phân
chia theo mã băng rộng) đƣợc gọi là UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Network:
mạng truy nhập vô tuyến mặt đất của UMTS). Kiểu thứ hai sử dụng công nghệ đa truy
nhập TDMA đƣợc gọi là GERAN (GSM EDGE Radio Access Network: mạng truy
nhập vô tuyến dƣa trên công nghệ EDGE của GSM). Tài liệu chỉ xét đề cập đến công
nghệ duy nhất trong đó UMTS đƣợc gọi là 3G WCDMA UMTS.
1.4 CHUYỂN MẠCH KÊNH(CS),CHUYỂN MẠCH GÓI(PS),DỊCH VỤ
CHUYỂN MẠCH KÊNH VÀ DỊCH VỤ CHUYỂN MẠCH GÓI
3G cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh nhƣ tiếng, video và các
dịch vụ chuyển mạch gói chủ yếu để truy nhập internet.

của kênh này trong thời gian cuộc gọi tuy nhiên phải trả tiền cho toàn bộ thời
gian này dù có truyền tin hay không. Dịch vụ chuyển mạch kênh có thể đƣợc
thực hiện trên chuyển mạch kênh (CS) hoặc chuyển mạch gói (PS). Thông
thƣờng dịch vụ này đƣợc áp dụng cho các dịch vụ thời gian thực (thoại).
Dịch vụ chuyển mạch gói (PS Service) là dịch vụ trong đó nhiều đầu
cuối cùng chia sẻ một kênh và mỗi đầu cuối chỉ chiếm dụng tài nguyên
của kênh này khi có thông tin cần truyền và nó chỉ phải trả tiền theo lƣợng
tin đƣợc truyền trên kênh. Dịch vụ chuyển mạch gói chỉ có thể đƣợc thực hiện
trên chuyển mạch gói (PS). Dịch vụ này rất phù hợp cho các dịch vụ phi thời
gian thực (truyền số liệu), tuy nhiên nhờ sự phát triển của công nghệ dịch
vụ này cũng đƣợc áp dụng cho các dịch vụ thời gian thực (VoIP). Chuyển
mạch gói có thể thực hiện trên cơ sở ATM hoặc IP.
ATM (Asynchronous Transfer Mode: chế độ truyền dị bộ) là công nghệ
thực hiện phân chia thông tin cần phát thành các tế bào 53 byte để truyền dẫn và
chuyển mạch. Một tế bào ATM gồm 5 byte tiêu đề (có chứa thông tin định tuyến)
và 48 byte tải tin (chứa số liệu của ngƣời sử dụng). Thiết bị chuyển mạch ATM cho
phép chuyển mạch nhanh trên cơ sở chuyển mạch phần cứng tham chuẩn theo thông
tin định tuyến tiêu đề mà không thực hiện phát hiện lỗi trong từng tế bào. Thông tin
định tuyến trong tiêu đề gồm: đƣờng dẫn ảo (VP) và kênh ảo (VC). Điều khiển kết
nối bằng VC (tƣơng ứng với kênh của ngƣời sử dụng) và VP (là một bó các VC)
cho phép khai thác và quản lý có khả năng mở rộng và có độ linh hoạt cao. Thông
Tìm hiểu hệ thống mạng di động 3G UMTS GVHD: Đỗ Đình Thuấn

Đồ án 4 13

thƣờng VP đƣợc thiết lập trên cơ sở số liệu của hệ thống tại thời điểm xây dựng
mạng. Việc sử dụng ATM trong mạng lõi cho ta nhiều cái lợi: có thể quản lý lƣu
lƣợng kết hợp với RAN, cho phép thực hiện các chức năng CS và PS trong cùng
một kiến trúc và thực hiện khai thác cũng nhƣ điều khiển chất lƣợng liên kết.
Chuyển mạch hay Router IP (Internet Protocol) cũng là một công

1.5 CAÙC LOẠI LƯU LƯỢNG VÀ DỊCH VỤ ĐƯỢC 3G WCDMA UMTS HỖ
TRỢ
Vì TTDĐ 3G cho phép truyền dẫn nhanh hơn, nên truy nhập
Internet và lƣu lƣợng thông tin số liệu khác sẽ phát triển nhanh. Ngoài ra
TTDĐ 3G cũng đƣợc sử dụng cho các dịch vụ tiếng. Nói chung TTDĐ 3G
hỗ trợ các dịch vụ tryền thông đa phƣơng tiện. Vì thế mỗi kiểu lƣu lƣợng cần
đảm bảo một mức QoS nhất định tuỳ theo ứng dụng của dịch vụ. QoS ở W-
CDMA đƣợc phân loại nhƣ sau:

Loại hội thoại (Conversational, rt): Thông tin tƣơng tác yêu cầu trễ
nhỏ (thoại chẳng hạn).
Loại luồng (Streaming, rt): Thông tin một chiều đòi hỏi dịch vụ
luồng với trễ nhỏ (phân phối truyền hình thời gian thực chẳng hạn: Video
Streaming)
Loại tương tác (Interactive, nrt): Đòi hỏi trả lời trong một thời gian
nhất định và tỷ lệ lỗi thấp (trình duyệt Web, truy nhập server chẳng hạn).
Loại nền (Background, nrt): Đòi hỏi các dịch vụ nỗ lực nhất ñƣợc
thực hiện trên nền cơ sở (e-mail, tải xuống file: Video Download)
Môi trƣờng hoạt động của 3WCDMA UMTS đƣợc chia thành bốn
vùng với các tốc độ bit R
b
phục vụ nhƣ sau:
 Vùng 1: trong nhà, ô pico, R
b
 2Mbps
Tìm hiểu hệ thống mạng di động 3G UMTS GVHD: Đỗ Đình Thuấn

Đồ án 4 15

 Vùng 2: thành phố, ô micro, R

dụng di động giống nhƣ trong các mạng điện thoại cố định và Internet. Các
dịch vụ này gồm: điện thoại có hình (Hội nghị video), âm thanh chất lƣợng
cao (CD) và tốc độ truyền cao tại đầu cuối. Một tính
năng khác cũng đƣợc
đƣa ra cùng với GPRS là "luôn luôn kết nối" đến Internet.
UMTS cũng
cung cấp thông tin vị trí tốt hơn và vì thế hỗ trợ tốt hơn các dịch vụ dựa trên
vị trí.
Một mạng UMTS bao gồm ba phần: thiết bị di động (UE: User
Equipment),mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS (UTRAN: UMTS
TerrestrialRadio Network), mạng lõi (CN: Core Network) (xem hình 1.8). UE
bao gồm ba thiết bị: thiết bị đầu cuối (TE), thiết bị di động (ME) và module
nhận dạng thuê bao UMTS (USIM: UMTS Subscriber Identity Module).
UTRAN gồm các hệ thống mạng vô tuyến (RNS: Radio Network System) và
mỗi RNS bao gồm RNC (Radio Network Controller: bộ
điều khiển mạng
vô tuyến) và các nút B nối với nó. Mạng lõi CN bao gồm miền
chuyển
mạch kênh, chuyển mạch gói và HE (Home Environment: Môi trƣờng nhà).
HE bao gồm các cơ sở dữ liệu: AuC (Authentication Center: Trung tâm
nhận thực), HLR (Home Location Register: Bộ ghi định vị thƣờng trú) và
EIR(Equipment Identity Register: Bộ ghi nhận dạng thiết bị).
Tìm hiểu hệ thống mạng di động 3G UMTS GVHD: Đỗ Đình Thuấn

Đồ án 4 17 1.6.1. Thiết bị người sử dụng (UE)
UE (User Equipment: thiết bị ngƣời sử dụng) là đầu cuối mạng
UMTS của ngƣời sử dụng. Có thể nói đây là phần hệ thống có nhiều thiết bị

 Giải chặn PIN/PIN2 (PUK)
 Trình bày IMEI

Điều khiển cuộc gọi
Các phần còn lại của giao diện sẽ dành riêng cho nhà thiết kế và
ngƣời sử dụng sẽ chọn cho mình đầu cuối dựa trên hai tiêu chuẩn (nếu xu thế
2G còn kéo dài) là thiết kế và giao diện. Giao diện là kết hợp của kích cỡ và
thông tin do màn hình cung cấp (màn hình nút chạm), các phím và menu.
1.6.1.2. UICC
UMTS IC card là một card thông minh. Điều mà ta quan tâm đến nó
là dung lƣợng nhớ và tốc độ bộ xử lý do nó cung cấp. Ứng dụng USIM chạy
trên UICC.
1.6.1.3. USIM
Trong hệ thống GSM, SIM card lƣu giữ thông tin cá nhân (đăng ký
thuê bao) cài cứng trên card. Điều này đã thay đổi trong UMTS, Modul
nhận dạng thuê bao UMTS đƣợc cài nhƣ một ứng dụng trên UICC. Điều này
cho phép lƣu nhiều ứng dụng hơn và nhiều chữ ký (khóa) điện tử hơn cùng
với USIM cho các mục đích khác (các mã truy nhập giao dịch ngân hàng an
ninh). Ngoài ra có thể có nhiều USIM trên cùng một UICC để hỗ trợ truy
nhập đến nhiều mạng.
USIM chứa các hàm và số liệu cần để nhận dạng và nhận thực thuê
bao trong mạng UMTS. Nó có thể lƣu cả bản sao hồ sơ của thuê bao.
Ngƣời sử dụng phải tự mình nhận thực đối với USIM bằng cách nhập
mã PIN. Điều này đảm bảo rằng chỉ ngƣời sử dụng đích thực mới đƣợc truy
nhập mạng UMTS. Mạng sẽ chỉ cung cấp các dịch vụ cho ngƣời nào sử dụng
đầu cuối dựa trên nhận dạng USIM đƣợc đăng ký.
1.6.2. Mạng truy nhập vô tuyến UMTS
UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network: Mạng truy nhập vô
tuyến mặt đất UMTS) là liên kết giữa ngƣời sử dụng và CN. Nó gồm các phần tử
đảm bảo các cuộc truyền thông UMTS trên vô tuyến và điều khiển chúng.

Chức năng cuối cùng của RNC là RNC điều khiển (CRNC: Control RNC).
Mỗi nút B có một RNC điều khiển chịu trách nhiệm cho các tài nguyên vô tuyến của
nó.

1.6.2.2. Nút B
Trong UMTS trạm gốc đƣợc gọi là nút B và nhiệm vụ của nó là thực
hiện kết nối vô tuyến vật lý giữa đầu cuối với nó. Nó nhận tín hiệu trên giao
diện Iub từ RNC và chuyển nó vào tín hiệu vô tuyến trên giao diện Uu. Nó
cũng thực hiện một số thao tác quản lý tài nguyên vô tuyến cơ sở nhƣ "điều
khiển công suất vòng trong". Tính năng này để phòng ngừa vấn đề gần xa;
nghĩa là nếu tất cả các đầu cuối đều phát cùng một công suất, thì các đầu cuối
gần nút B nhất sẽ che lấp tín hiệu từ các đầu cuối ở xa. Nút B kiểm tra công
suất thu từ các đầu cuối khác nhau và thông báo cho chúng giảm công suất
hoặc tăng công suất sao cho nút B luôn thu đƣợc công suất nhƣ nhau từ tất cả
các đầu cuối.
1.6.3. Mạng lõi
Mạng lõi (CN) đƣợc chia thành ba phần, miền PS, miền CS và HE. Miền
PS đảm bảo các dịch vụ số liệu cho ngƣời sử dụng bằng các kết nối đến Internet và
các mạng số liệu khác và miền CS đảm bảo các dịch vụ điện thoại đến các mạng
khác bằng các kết nối TDM. Các nút B trong CN đƣợc kết nối với nhau bằng
Tìm hiểu hệ thống mạng di động 3G UMTS GVHD: Đỗ Đình Thuấn

Đồ án 4 20

đƣờng trục của nhà khai thác, thƣờng sử dụng các công nghệ mạng tốc độ cao nhƣ
ATM và IP.Mạng đƣờng trục trong miền CS sử dụng TDM còn trong miền PS sử
dụng IP.
1.6.3.1. SGSN
SGSN (SGSN: Serving GPRS Support Node: nút hỗ trợ GPRS phục
vụ) là nút chính của miền chuyển mạch gói. Nó nối ñến UTRAN thông qua

1.6.3.4. VLR
VLR (Visitor Location Register: bộ ghi định vị tạm trú) là bản sao của
HLR cho mạng phục vụ (SN: Serving Network). Dữ liệu thuê bao cần thiết để cung
cấp các dịch vụ thuê bao đƣợc copy từ HLR và lƣu ở ñây. Cả MSC và SGSN đều có
VLR nối với chúng.
Số liệu sau đây được lưu trong VLR:
 IMSI
Tìm hiểu hệ thống mạng di động 3G UMTS GVHD: Đỗ Đình Thuấn

Đồ án 4 21



MSISDN

 TMSI (nếu có)
 LA hiện thời của thuê bao
 MSC/SGSN hiện thời mà thuê bao nối đến
Ngoài ra VLR có thể lƣu giữ thông tin về các dịch vụ mà thuê bao đƣợc cung cấp.
Cả SGSN và MSC đều đƣợc thực hiện trên cùng một nút vật lý với VLR vì thế
đƣợc gọi là VLR/SGSN và VLR/MSC.
1.6.3.5. MSC
MSC thực hiện các kết nối CS giữa đầu cuối và mạng. Nó thực hiện các
chức năng báo hiệu và chuyển mạch cho các thuê bao trong vùng quản lý của
mình. Chức năng của MSC trong UMTS giống chức năng MSC trong GSM,
nhƣng nó có nhiều khả năng hơn. Các kết nối CS đƣợc thực hiện trên giao diện
CS giữa UTRAN và MSC. Các MSC đƣợc nối đến các mạng ngoài qua GMSC.
1.6.3.6. GMSC
GMSC có thể là một trong số các MSC. GMSC chịu trách nhiệm thực hiện
các chức năng định tuyến đến vùng có MS. Khi mạng ngoài tìm cách kết nối đến

Đồ án 4 22

Trung tâm nhận thực (AuC)
AUC (Authentication Center) lƣu giữ toàn bộ số liệu cần thiết để nhận
thực, mật mã hóa và bảo vệ sự toàn vẹn thông tin cho ngƣời sử dụng. Nó liên kết
với HLR và đƣợc thực hiện cùng với HLR trong cùng một nút vật lý. Tuy nhiên
cần đảm bảo rằng AuC chỉ cung cấp thông tin về các vectơ nhận thực (AV:
Authetication Vector) cho HLR.
AuC lƣu giữ khóa bí mật chia sẻ K cho từng thuê bao cùng với tất cả các
hàm tạo khóa từ f0 đến f5. Nó tạo ra các AV, cả trong thời gian thực khi
SGSN/VLR yêu cầu hay khi tải xử lý thấp, lẫn các AV dự trữ.
Bộ ghi nhận dạng thiết bị (EIR)
EIR (Equipment Identity Register) chịu trách nhiệm lƣu các số nhận dạng
thiết bị di động quốc tế (IMEI: International Mobile EquipmentIdentity). Đây là số
nhận dạng duy nhất cho thiết bị đầu cuối. Cơ sở dữ liệu này đƣợc chia thành ba
danh mục: danh mục trắng, xám và đen. Danh mục trắng chứa các số IMEI đƣợc
phép truy nhập mạng. Danh mục xám chứa IMEI của các đầu cuối đang bị theo dõi
còn danh mục đen chứa các số IMEI của các đầu cuối bị cấm truy nhập mạng.
Khi một đầu cuối đƣợc thông báo là bị mất cắp, IMEI của nó sẽ bị đặt vào danh
mục đen vì thế nó bị cấm truy nhập mạng. Danh mục này cũng có thể đƣợc sử
dụng để cấm các seri máy đặc biệt không đƣợc truy nhập mạng khi chúng không
hoạt động theo tiêu chuẩn.
1.6.4. Các mạng ngoài
Các mạng ngoài không phải là bộ phận của hệ thống UMTS, nhƣng chúng
cần thiết để đảm bảo truyền thông giữa các nhà khai thác. Các mạng ngoài có thể là
các mạng điện thoại nhƣ: PLMN (Public Land Mobile Network: mạng di ñộng
mặt đất công cộng), PSTN (Public Switched Telephone Network: Mạng điện
thoại chuyển mạch công cộng), ISDN hay các mạng số liệu nhƣ Internet. Miền PS
kết nối đến các mạng số liệu còn miền CS nối đến các mạng điện thoại.
1.6.5. Các giao diện

Về căn bản, MSC ñƣợc chia thành MSC server và cổng các phƣơng tiện
(MGW: Media Gateway). MSC chứa tất cả các phần mềm điều khiển cuộc gọi, quản
lý di động có ở một MSC tiêu chuẩn. Tuy nhiên nó không chứa ma trận chuyển
mạch.Ma trận chuyển mạch nằm trong MGW đƣợc MSC Server điều khiển và có
thể đặt xa MSC Server.

Báo hiệu điều khiển các cuộc gọi chuyển mạch kênh đƣợc thực hiện
giữa RNC và MSC Server. Đƣờng truyền cho các cuộc gọi chuyển mạch
kênh đƣợc thực hiện giữa RNC và MGW. Thông thƣờng MGW nhận các
Tìm hiểu hệ thống mạng di động 3G UMTS GVHD: Đỗ Đình Thuấn

Đồ án 4 24

cuộc gọi từ RNC và định tuyến các cuộc gọi này đến nơi nhận trên các đƣờng
trục gói. Trong nhiều trƣờng hợp đƣờng
trục gói sử dụng Giao thức truyền
tải thời gian thực (RTP: Real Time Transport
Protocol) trên Giao thức
Internet (IP). Từ hình 1.10 ta thấy lƣu lƣợng số liệu gói từ RNC đi qua
SGSN và từ SGSN ñến GGSN trên mạng đƣờng trục IP. Cả số liệu và tiếng
đều có thể sử dụng truyền tải IP bên trong mạng lõi. Đây là mạng truyền tải
hoàn toàn IP.
Tại nơi mà một cuộc gọi cần chuyển đến một mạng khác, PSTN chẳng
hạn, sẽ có
một cổng các phƣơng tiện khác (MGW) đƣợc ñiều khiển bởi
MSC Server cổng
(GMSC server). MGW này sẽ chuyển tiếng thoại ñƣợc
đóng gói thành PCM tiêu chuẩn để đƣa đến PSTN. Nhƣ vậy chuyển đổi mã
chỉ cần thực hiện tại điểm này. Để thí dụ, ta giả thiết rằng nếu tiếng ở giao
diện vô tuyến đƣợc truyền tại tốc độ 12,2 kbps, thì tốc độ này chỉ phải chuyển


Đồ án 4 25

truyền thống qua việc sử dụng các cổng các phƣơng tiện. Ngoài ra mạng cũng phải
giao diện với các mạng SS7 tiêu chuẩn. Giao diện này đƣợc thực hiện thông qua
cổng SS7 (SS7 GW). Đây là cổng mà ở một phía nó hỗ trợ truyền tải bản tin SS7
trên đƣờng truyền tải SS7 tiêu chuẩn, ở phía kia nó truyền tải các bản tin ứng dụng
SS7 trên mạng gói (IP chẳng hạn). Các thực thể nhƣ MSC Server, GMSC Server
và HSS liên lạc với cổng SS7 bằng cách sử dụng các giao thức truyền tải đƣợc thiết
kế đặc biệt để mang các bản tin SS7 ở mạng IP. Bộ giao thức này ñƣợc gọi là Sigtran.
1.8. KIẾN TRÚC 3G WCDMA UMTS R5 và R6
Bƣớc phát triển tiếp theo của UMTS là đƣa ra kiến trúc mạng đa
phƣơng tiện IP (hình 1.11). Bƣớc phát triển này thể hiện sự thay đổi toàn bộ
mô hình cuộc gọi. Ở đây cả tiếng và số liệu đƣợc xử lý giống nhau trên toàn
bộ đƣờng truyền từ đầu cuối của ngƣời sử dụng đến nơi nhận cuối cùng. Có
thể coi kiến trúc này là sự hội tụ toàn diện của tiếng và số liệu.

Điểm mới của R5 và R6 là nó đƣa ra một miền mới đƣợc gọi là
phân hệ đa
phƣơng tiện IP (IMS: IP Multimedia Subsystem). Đây là một