Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
LỜI CÁM ƠN
Trước hết, em xin chân thành cám ơn Ths. Trần Ngọc Hưng, sự chỉ bảo tận
tình cùng những tài liệu quí báu của Thầy đã giúp em hoàn thành luận văn này.
Em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các Thầy, Cô giáo trong trường Đại học
Công Nghệ - ĐH QG Hà Nội đã tạo mọi điều kiện học tập và nghiên cứư cho em
trong suốt bốn năm học vừa qua. Xin cám ơn các bạn học và những người thân đã
luôn giúp đỡ, động viên và chia sẻ những lúc tôi khó khăn trong thời gian thực
hiện luận văn này.
Do thời gian hạn hẹp và cũng chịu nhiều yếu tố tác động nên khoá luận sẽ
không tránh khỏi sai sót. Em rất mong sẽ nhận được những ý kiến đóng góp
xây dựng của Thầy, Cô và các bạn để có thể tiếp tục phát triển hướng nghiên
cứu của mình.
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Thị Thu Hương -K49Đ
1
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, thông tin di động đã trở thành một ngành công nghiệp viến thông
phát triển nhanh nhất và phục vụ con người hữu hiệu nhất. Để đáp ứng nhu cầu về
chất lượng và dịch vụ ngày càng nâng cao, thông tin di động càng không ngừng
được cải tiến.
Tiền thân của 3G là hệ thống điện thoại 2G, như GSM, CDMA, PDC, PHS
GSM sau đó được nâng cấp lên thành GPRS, hay còn gọi là thế hệ 2,5G. GPRS hỗ trợ
tốc độ 140,8 Kb/giây dù tỷ lệ thường gặp chỉ là 56 Kb/giây. E-GPRS, hay EDGE, là
một bước tiến đáng kể từ GPRS với khả năng truyền dữ liệu 180 Kb/giây và được xếp
vào hệ thống 2,75G.
Năm 2006, mạng UMTS tại Nhật đã nâng cấp lên HSDPA (High Speed Downlink
Packet Access - Truy cập gói dữ đường xuống tốc độ cao) - là một tính năng mới được đề
cập trong các phiên bản R5 của 3GPP cho hệ thống truy nhập vô tuyến WCDMA/UTRA-
FDD và được xem như là một trong những công nghệ tiên tiến cho hệ thống thông tin di
động 3.5G. HSDPA bao gồm một tập các tính năng mới kết hợp chặt chẽ với nhau cải

CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ HSDPA 27
2.1 Tổng quan về HSDPA 27
2.2 Những cải tiến quan trọng của HSDPA so với WCDMA 29
2.3 Nguyên lý hoạt động của HSDPA 31
2.4 Cấu trúc HSDPA 33
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Thị Thu Hương -K49Đ
3
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
2.4.1 Mô hình giao thức HSDPA 33
2.4.2 Cấu trúc kênh 35
2.4.2.1 Kênh HS-PDSCH 35
2.4.2.2 Kênh HS-DPCCH 39
2.5 Kỹ thuật sử dụng trong HSDPA 41
2.5.1 Điều chế và mã hoá thích ứng 41
2.5.2 Kỹ thuật H-ARQ 44
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG TRÊN HSDPA 47
3.1 VoIP song công toàn phần và thúc đầy trò chuyện 47
3.2 Trò chuyện với thời gian thực 48
3.3 Luồng TV di động 48
3.4 Email 49
KẾT LUẬN 52
PHỤ LỤC 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Thị Thu Hương -K49Đ
4
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
DANH M ỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT
1G : First Generation
2G : Second Generation
3G : Third Generation

MAC-hs : Hight-speed MAC
Node B : Base Station
SAW : Stop And Wait
TTI : Transmission Time Interval
UMTS : Universal Mobile Telecommunication System
WCDMA : Wideband CDMA
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Thị Thu Hương -K49Đ
6
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1 :Các bước phát triển mạng thông tin di động
Hình 2: Cấu trúc kênh của WCDMA
Hình 3: Cấu trúc kênh logic
Hình 4: Ánh xạ giữa kênh logic và kênh giao vận
Hình 5: Tốc độ truyền WCDMA đường lên
Hình 6: Cấu trúc của kênh dành riêng
Hình 7: Cấu trúc kênh CCPCH
Hình 8: Cấu trúc của kênh đồng bộ SCH
Hình 9: Chất lượng khe thời gian truy cập của kênh RACH
Hình 10: Biểu đồ cột so sánh thời gian download của các công nghệ
Hình 11: Các tính năng cơ bản của HSDPA khi so sánh với WCDMA
Hình 12 - Nguyên lý hoạt động cơ bản của HSDPA
Hình 13: Kiến trúc giao diện vô tuyến của kênh truyền tải HS-DSCH
Hình 14: Cấu trúc lớp MAC – hs
Hình 15: Giao diện vô tuyến của HSDPA
Hình 16: Thời gian và bộ mã được chia sẻ trong HS-DSCH
Hình 17: Trạng thái kênh của các user
Hình 18.1 : Hệ thống trong trường hợp 1 kênh HS-SCCH và phân chia đa thời gian
Hình 18.2: Hệ thống trong trường hợp nhiều kênh HS-SCCH và phân chia đa thời gian
Hình 19: Cấu trúc kênh HS-DPCCH

hóa kỹ thuật truyền thông di động ở bãng tầng 900MHz. Sau đó,GSM được chuyển
thành Global System for Mobile Communication vào năm 1991 như là một tên tắt của
công nghệ nói trên.
Năm 2001, để tăng thông lường truyền để phục vụ nhu cầu truyền thông tin
(không phải thoại) trên mạng di động, GPRS đã ra đời. GPRS đôi khi được xem như là
2.5G. Tốc độ truyền data rate của GSM chỉ =9.6Kbps. GPRS đã cải tiến tốc độ truyền
tăng lên gấp 3 lần so vớii GSM, tức là 20-30Kbps. GPRS cho phép phát triển dịch vụ
WAP và internet (email) tốc độ thấp.
Tiếp theo sau, 2003, EDGE đã ra đời với khả năng cung ứng tốc độ lên được
250 Kbps (trên lý thuyết). EDGE còn được biết đến như là 2.75G (trên đường tiến
tới 3G)
Cụm từ điện thoại di động 3G ngày nay đã trở nên quen thuộc với người
dùng di động. 3G là viết tắt của third-generation technology là chuẩn và công
nghệ truyền thông thế hệ thứ ba, cho phép truyền ngoài dữ liệu chuẩn là đàm thoại
còn có thể truyền dữ liệu phi thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Thị Thu Hương -K49Đ
9
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
ảnh, nhạc, internet ). Công nghệ 3G vừa cho phép triển khai những dịch vụ cao
cấp vừa làm tăng dung lượng của mạng điện thoại nhờ vào việc sử dụng hiệu quả
hiệu suất phổ.
Hình 1 :Các bước phát triển mạng thông tin di động
Trong số các dịch vụ của 3G, điện thoại video hoặc khả năng truy nhập internet
thường được xem là một ví dụ tiêu biểu về dịch vụ cao cấp mà các nhà cung cấp dịch
vụ muốn cung cấp cho khách hàng. Tuy nhiên tần số vô tuyến nói chung là một tài
nguyên đắt đỏ, giá tần số cho công nghệ 3G rất đắt tại nhiều nước, nơi mà các cuộc
bán đầu giá tần số mang lại hàng tỷ euro cho chính phủ. Bởi vì chi phí cho bản quyền
về các tần số phải trang trải trong nhiều năm trước khi các thu nhập từ mạng 3G đem
lại, nên một khối lượng đầu tư khổng lồ là cần thiết để xây dựng mạng 3G. Nhiều nhà
cung cấp dịch vụ viễn thông đã rơi vào khó khăn về tài chính và điều này đã làm chậm

Nhỏ hơn
20Kbps
- Thoại
- SMS
- Gọi hội nghị
- Caller ID
- Push – to - talk
2.5G
- GPRS
- 1xRTT
- EDGE
Từ
30Kbps90Kbps
- MSM
- Ảnh
- Trình duyệt Web
- Audio/Video clip
- Game
- Tải các ứng dụng và nhạc
chuông
3G
- UMTS
- 1xEV-DO
Từ
144Kbps2Mbps
- Video chất lượng cao
- Nhạc “streaming”
- Game 3D
- Lướt web nhanh
3.5G - HSDPA

nhất và hoàn thiện nhất trong các hệ tiêu chuẩn đó và được các nhà khai thác và sản
xuất thiết bị viễn thông ở cả 3 châu lục: Âu, Á, Mỹ sử dụng rộng rãi. UMTS cũng là
dòng công nghệ chiếm thị phần lớn nhất trên thị trường thông tin di động ngày nay
(chiếm tới 85,4% theo GSA 8-2007).
Hiện nay, mạng UMTS có thể nâng cấp lên High Speed Downlink Packet Access
(HSDPA) - còn được gọi với tên 3,5G. HSDPA cho phép đẩy nhanh tốc độ tải đường
xuống với tốc độ lên tới 10 Mbps.
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Thị Thu Hương -K49Đ
13
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
1.3 Các tham số chính của WCDMA
- WCDMA là hệ thống sử dụng chuỗi trải phổ trực tiếp. Nghĩa là luồng thông tin
được trải trên một băng thông rộng bằng việc nhân luồng dữ liệu này với một chuỗi
trải phổ giả ngẫu nhiên PN. Để có thể hỗ trợ việc truyền dữ liệu ở tốc độ cao, hệ số trải
phổ (SF) thay đổi và kết nối dựa trên nhiều mã trải phổ được hỗ trợ trong WCDMA
- Tốc độ chip sử dụng trong WCDMA có tốc độ 3.84 Mps tương ứng với băng
tần truyền dẫn WCDMA là 5 MHz (đối với CDMA2000 băng tần truyền dẫn có thể là
3x1.25 Mhz hoặc 3.75 MHz). Băng thông truyền dẫn lớn của WCDMA ngoài việc
nhằm hỗ trợ truyền dẫn tốc độ cao còn mang lại một vài ưu điểm khác như: tăng hệ số
phân tập đa đường.
- WCDMA hỗ trợ truyền dẫn tốc độ thay đổi, hay nói cách khác là khái niệm sử
dụng băng thông theo nhu cầu có thể được thực hiện. Trong một khung truyền dẫn thì
tốc độ dữ liệu là cố định. Tuy nhiên tốc độ dữ liệu giữa các khung truyền dẫn khác
nhau có thể giống nhau hoặc khác nhau.
- WCDMA có hai chế độ hoạt đông đó là FDD và TDD. Đối với FDD thì các
cặp tần số sóng mang với độ rộng 5 MHz được sử dụng cho kênh truyền dẫn hướng
lên và hướng xuống một cách tương ứng. Trong khi đó ở chế độ TDD thì chỉ có một
sóng mang độ rộng 5 MHz được sử dụng cho cả đường lên và đường xuống theo kiểu
phân chia theo thời gian. TDD được sử dụng ở giải băng tần không chia cặp được.
- Các BTS trong WCDMA (Node B) hoạt động ở chế độ không đồng bộ. Do đó

Phát hiện kết nối Kênh pilot ghép thời gian (hướng lên và
hướng xuống)
Không có kênh pilot chung hướng xuống.
Ghép kênh hướng lên Kênh điều khiển, kênh pilot ghép thời gian.
Ghép kênh I&Q cho kênh dữ liệu và kênh
điều khiển.
Đa tốc độ Trải phổ biến đổi và đa mã
Hệ số trải phổ 4 – 256
Điều khiển công suất Vòng hở và vòng khép kín (tốc độ 1,6KHz)
Trải phổ (hướng lên) Mã trực giao dài để phân biệt kênh, mã
Gold 218
Trải phổ (hướng xuống) Mã trực giao dài để phân biệt kênh, mã
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Thị Thu Hương -K49Đ
15
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
Gold 241
Chuyển giao Chuyển giao mềm (Soft handoff)
Chuyển giao khác tần số
1.4 Các kênh cơ bản của W-CDMA
Hình 2: Cấu trúc kênh của WCDMA
Từ hình 2 cho ta cái nhìn tổng quan về các kênh được sử dụng trong WCDMA
gồm 3 kênh cơ bản:
- Kênh logic
- Kênh truyền tải
- Kênh vật lý
Kênh logic: miêu tả loại thông tin sẽ được truyền đi. Mặc dù gọi là "kênh" nhưng
nó không phải là kênh theo giống nghĩa như kênh vật lý, kênh vận tải. Kênh logic có
thể hiểu là những công việc mà mạng và thiết bị cần phải thực hiện tại những thời
điểm khác nhau. Các kênh logic này cũng có thể xem như là dịch vụ mà lớp MAC
cung cấp cho lớp RLC ở trên nó.

Dùng để truyền các thông tin của điện thoại hoặc số liệu bao gồm 2 kênh:
- Kênh lưu lượng dùng riêng (DTCH) : chuyển dữ liệu theo mô hình kết
nối điểm - điểm về 2 hướng đến 1 thuê bao và được sử dụng để truyền thông tin
người dùng.
- Kênh lưu lượng dùng chung (CTCH): chuyển dữ liệu theo mô hình kết nối
điểm - điểm trên kênh đường xuống, sử dụng để truyền thông tin cá nhân đến tất cả
các thuê bao trong cùng nhóm.
1.4.2 Kênh truyền tải
Kênh truyền tải mang các thông số, đặc tính cần thiết để truyền tải các thông tin
dữ liệu qua mạng. Các kênh truyền tải được hình thành nhờ việc sắp xếp các kênh
logic. Có 2 loại kênh truyền tải :
- Kênh truyền tải riêng DCH: mang thông tin điều khiển cho riêng một MS với
mang DCH-UL, DCH-DL.
- Kênh truyền tải chung CCH : dùng chung cho tất cả các MS
Mỗi kênh truyền tải chứa một mã chỉ thị định dạng truyền tải TFI (Transport
Format Indicator). TFI được sử dụng để phối hợp làm việc giữa lớp MAC và lớp vật
lý. Lớp vật lý sẽ ghép đa hợp nhiều kênh truyền tải với nhau để tạo thành một kênh
truyền tải mã hoá hỗn hợp CCTRCH (Transport Format Combination Indicator) và gởi
kèm trong kênh CCTRCH. Tổ hợp mã TFCI được truyền đi trong kênh điều khiển vật
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Thị Thu Hương -K49Đ
18
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
lý để thông báo với đầu thu kênh truyền tải nào đang được nhận. Tiếp đó, TFCI sẽ
được giải mã và tạo ra các TFI tương ứng để gởi lên lớp trên.
1.4.2.1 Kênh truyền tải riêng
Với kênh truyền tải riêng chỉ có một kênh duy nhất là kênh DCH. Kênh này có
thể hoạt động ở tuyến lên hoặc tuyến xuống.
1.4.2.2 Kênh truyền tải chung
Kênh truyền tải chung bao gồm 6 kênh: BCH, FACH, PCH, RACH, CPCH và
DSCH.

lớn khi truyền dữ liệu tốc độ cao.
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Thị Thu Hương -K49Đ
20
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
Hình 5: Tốc độ truyền WCDMA đường lên
- Kênh DPDCH dùng để:
+ Truyền pilot cho thu tương can.
+ Truyền bit điều khiển công suất.
+ Truyền tin tức về tốc độ.
1.4.3.2 Kênh đường xuống
- Kênh vật lý điều khiên chung (sơ cấp và thứ cấp) CCPCH mang: BCCH,
PCH, PACH.
- Kênh SCH cung cấp định thời và MS đo lường SCH phục vụ chuyển giao.
- Kênh dành riêng (DPDCH và DPCCH) ghép kênh theo thời gian. Kí hiệu pilot
được ghép kênh trên BCCH(theo thời gian) để phục vụ thu tương quan. Vì các kí hiệu
pilot là dành riêng cho mỗi kết nối nên nó được dùng để đánh giá sự hoạt động thích
ứng của anten, hỗ trợ điều khiển công suất nhanh ở hướng xuống. CCPCH sơ cấp
mang BCCH và kênh pilot chung được ghép kênh theo thời gian. CCPCH có mã như
nhau trong tất cả các cell.
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Thị Thu Hương -K49Đ
21
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
Hình 6: Cấu trúc của kênh dành riêng
- CCPCH thứ cấp ghép kênh theo thời gian PCH với PACH trong cấu trúc siêu
khung. Tốc độ bản tin CCPCH là khả biến từ cell này sang cell khác.
Hình 7: Cấu trúc kênh CCPCH
- Kênh SCH- kênh đồng bộ, sử dụng cho thủ tục đồng bộ mạng. Dùng khi thực
hiện thủ tục định vị và đồng bộ mạng.
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Thị Thu Hương -K49Đ
22

ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Thị Thu Hương -K49Đ
24
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
lượng và tốc độ truyền dẫn dữ liệu được cải thiện đáng kể. Luồng tốc số liệu có thể đạt
đến tốc độ 2 Mbps. Nhưng khi các dịch vụ số liệu được đưa vào triển khai trên các
mạng thương mại thì dung lượng, tốc độ vẫn là những đòi hỏi cần phải được giải
quyết. Do đó, bước cải tiến đầu tiên đối với WCDMA được đánh dấu bởi sự ra đời của
kênh truyền tải mới HS-DSCH ở R5 được hoàn thành vào đầu năm 2002. Những cải
tiến trong R5 này thường được nhắc đến với một tên gọi "HSDPA- Kênh truy nhập gói
đường xuống tốc độ cao". Sự ra đời của HSDPA nhằm hỗ trợ mạnh mẽ các dịch vụ số
liệu yêu cầu tốc độc truyền dẫn lớn như các dịch vụ tương tác, dịch vụ nền, dịch vụ
streaming. Truy nhập dữ liệu kênh đường xuống tốc độ cao HSDPA có khả năng cung
cấp dung lượng cao hơn 50% so với kênh DCH/DSCH trong R99 với trường hợp
Marcrocell và 100% đối với Microcell, tốc độ truyền dẫn tối đa có thể lên đến 14
Mbps. Qua thực tế triển khai các mạng di động 3G cho thấy có rất nhiều dịch vụ số
liệu phổ biến yêu cầu tốc độ truyền dẫn trên hai hướng từ MS đến Node B và ngược lại
có tốc độ tương đương nhau như các dịch vụ real-time gaming và các dịch vụ trên nền
TCP/IP. Trong khi đó, R5 mới chỉ đưa ra giải pháp để hỗ trợ mạnh mẽ việc truyền dẫn
bất đối xứng với tốc độ truyền dẫn trên kênh đường xuống cao hơn rất nhiều so với
kênh đường lên. Nhược điểm này của R5 được khắc phục trong R6 được hoàn thành
vào đầu năm 2005 với tên gọi cải tiến kênh đường lên và là bước cải tiến thứ 2 đối với
chuẩn mạng truy nhập vô tuyến WCDMA. Những cải tiến trong R6 đã nâng tốc độ
truyền dẫn trên kênh đường lên đạt đến tốc độ 5.76 Mbps dung lượng kênh tăng lên
gấp 2 lần so với kênh truyền tải đường lên trong R99. Ba mục tiêu chính của hai bước
cải tiến trong R5 và R6 đó là:
- Nâng cao tốc độ truyền dẫn trên cả hai hướng.
- Tăng dung lượng của mạng trên một đơn vị tài nguyên vô tuyến định trước.
- Giảm trễ truyền dẫn cho cả hai hướng.
Mục tiêu thứ 3 được thực hiện thông qua việc đưa một số chức năng lớp MAC
đến gần hơn với giao diện vô tuyến. Ví dụ như chuyển chức năng truyền dẫn lại từ