Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
LỜI NÓI ĐẦU
Trong ít năm gần đây, chúng ta đã và đang chứng kiến sự bùng nổ của các
dịch vụ viễn thông. Thành công của các nhà cung cấp dịch vụ không chỉ phụ thuộc
rất mạnh vào hạ tầng truyền dẫn mà còn bị chi phối bởi độ tin cậy của hệ thống điều
khiển chất lượng dịch vụ (QoS). Vấn đề QoS xuất hiện rất tự nhiên và đồng hành
với mạng viễn thông ngay từ khi các mạng còn ở trình độ sơ khai. Cùng với quá
trình phát triển các công nghệ mạng, kỹ thuật điều khiển QoS đã có những bước
phát triển nhảy vọt trong vài thập kỷ gần đây. Ngày nay hầu như không một khía
cạnh nào của quá trình vận hành và khai thác mạng viễn thông lại không ít nhiều
dính líu tới kỹ thuật điều khiển, điều khiển là trong khi xét cho cùng mục tiêu của
điều khiển là nhắm tới thỏa mãn các yêu cầu về QoS. Điều này có nghĩa rằng, điều
khiển QoS là một trong các tác vụ cốt lõi cấu thành quá trình vận hành tin cậy của
một mạng. Bảo đảm QoS không chỉ có nghĩa các thuê bao sử dụng mạng viễn thông
được hưởng lợi, mà chính những nhà quản trị và khai thác mạng lại là những người
trước tiên thu được lợi nhuận do các thuộc tính tin cậy, hiệu quả, tối ưu và tương
hợp của điều khiển QoS mang lại. Có thể nói không quá rằng QoS là một nửa hữu
cơ cấu thành mạng viễn thông. Sở dĩ chúng ta chưa thấy được hết nửa này bởi nó ẩn
sâu đằng sau những gì chúng ta thấy. Tuy nhiên ảnh hưởng của nó lên toàn cục đã
là hiển nhiên và rất to lớn.
Quá trình đảm bảo chất lượng dịch vụ trong mạng viễn thông chủ yếu liên
quan tới việc thiết lập các chính sách chia sẻ tài nguyên mạng, bao gồm băng thông,
dung lượng bộ đệm rồi tự động thực thi các chính sách đó. Độ tin cậy, hiệu quả,
tính tối ưu và tính tương hợp là các hàm mục tiêu trong bài toán tối ưu hóa được sử
dụng để xây dựng các cơ chế điều khiển chất lượng dịch vụ trong mạng viễn thông.
Hay nói cách khác, một hệ thống viễn thông được áp dụng điều khiển chất lượng
dịch vụ luôn là một hệ thống tối ưu theo ít nhất một trong các chỉ tiêu nói trên. Một
hệ thống như vậy rõ ràng sẽ đem lại giá trị gia tăng và hiệu quả kinh tế rất to lớn
ngay trên nền các công nghệ viễn thông hiện hữu.
Trong bối cảnh như thế, kỹ thuật điều khiển và nâng cao chất lượng dịch vụ
trong mạng viễn thông, đặc biệt trong mạng 3G là một hướng nghiên cứu đang dành
dây, ATM, mạng IP, MPLS, mạng phi thể thức.
Chương 3. Điều khiển QoS tại mạng lõi, chương 3 đưa ra các phương pháp
điều khiển QoS như: điều khiển chấp nhận cuộc nối, điều khiển dẫn nạp lưu lượng,
lập lịch gói, triển khai hàng chờ gói công bằng, quản trị bộ đệm, điều khiển luồng
và điều khiển nghẽn, định tuyến QoS. Các vấn đề về đảm bảo QoS trong mạng lõi
được trình bày trong chương này.
Chương 4. Điều khiển QoS tại các giao diện vô tuyến, chương 4 là chương
trọng tâm. Chương này giải quyết các vấn đề điều khiển và nâng cao QoS tại các kết
nối UE-BS trên cơ sở peer-to-peer, các kỹ thuật điều khiển công suất hay các kỹ
thuật chuyển giao trong mạng WCDMA. Các vấn đề về nâng cao dung lượng mạng
và chất lượng cuộc nối cũng sẽ được phân tích cụ thể.
Nguyễn Đình Thịnh Page iii
Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
ABSTRACT
The plan "CONTROL TECHNIQUES AND RESOLUTIONS TO RAISE
QUATILY OF SERVICE IN 3G NETWORK" focus on resolving two problems:
Firstly, research of QoS control techniques, this section exploits quality of
service control mechanisms in high speed-wideband telecommunication
environment, such as wireless network, asynchronous transfer mode (ATM),
Internet protocol network (IP), multi protocol label switching network (MPLS),
UMTS network…which construct the current telecommunication network.
Secondly, give out resolutions to raise quatily of service. This section
presents QoS problems in 3G network, QoS requirements in common, QoS
requirement at end-user, QoS End-to-End architecture, and possible resolution for
purpose to raise quality of service.
This plan consits of four chapters:
Chapter 1. The road to 3G of telecommunication network, this chapter
sketches the road to 3G of global telecommunication network.
Chapter 2. Throughput essence and network technologies, chapter 2
mentions on the essence of throughput (one obiect of QoS control), wireless
2.1. Bản chất của lưu lượng 11
2.2. Các công nghệ mạng 12
2.2.1. Mạng không dây 12
2.2.2. ATM 13
2.2.3. Intserv 15
2.2.4. Diffserv 16
2.2.5 Chuyển nhãn đa giao thức MPLS 17
2.2.6 Mạng phi thể thức Ad Hoc 18
Chương 3 19
3.1. Điều khiển chấp nhận 20
3.1.1. Nguyên lý điều khiển chấp nhận 20
3.1.2. Chiến lược điều khiển chấp nhận dựa trên công suất băng rộng 21
3.2. Điều khiển dẫn nạp lưu lượng 22
3.3. Lập lịch gói 22
3.3.1. Giao thức điều khiển truyền dẫn (TCP) 23
3.3.2. RTT 27
3.4. Triển khai hàng chờ gói công bằng PFQ 30
3.5. Quản trị bộ đệm 30
3.6. Điều khiển luồng và điều khiển nghẽn 31
3.7. Định tuyến QoS 31
3.8. Kết luận 32
Chương 4 34
4.1. Đo tải giao diện vô tuyến 34
4.1.1. Tải hướng lên 34
4.1.1.1 Ước lượng tải dựa trên công suất thu băng rộng 34
Nguyễn Đình Thịnh Page v
Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
4.1.1.2 Ước lượng tải dựa trên thông lượng 35
4.1.1.3 So sánh các phương pháp ước lượng tải hướng lên 36
4.1.2. Tải hướng xuống 38
4.4.1.2. Độ lợi và ảnh hưởng của chuyển giao mềm tới hệ thống 79
4.4.1.3. Giải thuật chuyển giao mềm 80
4.4.1.4. Quyết định ngưỡng chuyển giao mềm 86
4.4.2. Chuyển giao mềm hơn 87
4.4.3. Chuyển giao mềm và mềm hơn 88
KẾT LUẬN 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO 94
Nguyễn Đình Thịnh Page vi
Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1 : Lộ trình lên 3G 2
Hình 1 .2 : Họ các hệ thống Radio của IMT-2000 8
Hình 3.1 : Đường cong tải hướng lên và sự ước lượng
độ tăng tải khi thêm một UE 22
Hình 3 . 2 : Ánh xạ của các lớp lưu lượng UMTS tới
lập lịch và các kênh vận tải 24
Hình 3.3 : Các giao thức gói điển hình trong WCDMA 24
Hình 3 . 4 : Chồng giao thức kế hoạch người dùng
cho duyệt Web HTTP 25
Hình 3 . 5 : Ví dụ của lợi thế cửa sổ TCP 26
Hình 3 . 6 : Ví dụ về cửa sổ tắc nghẽn trong bắt đầu
chậm và chuyển giao nhanh 27
Hình 3 . 7 : Sự thiết lập (a) và giải phóng (b) kết nối TCP 29
Hình 4.1 : Ước lượng tải dựa trên thông lượng và công suất băng rộng 38
Hình 4.2 : Quá trình dự tính mạng vô tuyến WCDMA 41
Hình 4.3 : Tính toán khoảng cách tế bào 47
Hình 4.4 : Độ tăng tạp âm hướng lên là hàm của
thông lượng dữ liệu hướng lên 51
Hình 4.5 : Mô hình chuyển giao mềm với hai cell 53
Hình 4.6 : Tổn hao đường truyền cực đại và trung bình trong các cell lớn 54
kích thước bước 0.5dB, đích BLER 1%, tốc độ 3km/h 77
Hình 4.24: Điều khiển công suất vòng ngoài hướng lên
đa dịch vụ trên một kết nối 79
Hình 4.25: Giải thuật chuyển giao mềm 83
Hình 4.26: Báo cáo định kì tạo ra bởi sự kiện 1A, 1B 86
Hình 4.27: Báo cáo tạo ra bởi sự kiện 1C 87
Hình 4.28: Chuyển giao mềm hơn 91
Hình 4.29: Chuyển giao mềm 92
Nguyễn Đình Thịnh Page viii
Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1 : So sánh các phương pháp ước lượng tải hướng lên 37
Bảng 4.2 : Các giả thiết cho MS 42
Bảng 4.3 : Các giả thiết cho BS 43
Bảng 4.4 : Ngân sách liên kết tham chiếu của dịch vụ thoại 122kbps AMR 43
Bảng 4.5 : Ngân sách liên kết tham chiếu của dịch vụ dữ liệu
thời gian thực 144kbps 44
Bảng 4.6 : Ngân sách liên kết tham chiếu của dịch vụ dữ liệu
thời gian không thực 384kbps 45
Bảng 4.7 : Các tham số sử dụng trong tính toán hệ số tải hướng lên 50
Bảng 4.8 : Các tham số sử dụng trong tính toán hệ số tải hướng xuống 52
Bảng 4.9 : Các giá trị E
b
/N
0
yêu cầu có và không có điều
khiển công suất nhanh 64
Bảng 4.10: Các công suất truyền dẫn tương đối yêu cầu có và không
có điều khiển công suất nhanh 64
Bảng 4.11: Độ tăng công suất được mô phỏng. Kênh ITU người đi bộ A
Dedicated Physical Control
Channel
Kênh điều khiển vật lý dành
riêng
DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh dữ liệu vật lý dành riêng
DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ hướng xuống
DSCP DiffServ Code Point Điểm mã Diffserv
DTX Discontinuos Transmission Truyền dẫn rời rạc
ETSI
European Telecommunications
Standards Institue
Viện tiêu chuẩn viễn thông châu
Âu
EV-DO Evolution Data Only Phát triển chỉ dữ liệu
EV-DV Evolution Data and Voice Phát triển chỉ dữ liệu và thoại
FACH Forward Access Channel Kênh truy cập trước
FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần số
Nguyễn Đình Thịnh Page x
Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
FDMA
Frequency Division Multiple
Access
Đa truy cập phân chia theo tần
số
FIFO First In First Out Cơ chế vào trước ra trước
FR Frame Relay Công nghệ frame relay
FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền tệp
GCRA Generic Cell rate Algorithm Thuật toán tốc độ cell phổ quát
GFR Guarantee Frame Rate Tốc đô khung bảo hành
GPRS General Packet Radio Services Dịch vụ vô tuyến gói chung
tiện
MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển nhãn đa giao thức
MRC Maximum Rate Combination Kết hợp tỉ lệ tối đa
MS Mobile Station Thuê bao di động
nrt-VBR non-real-time Variable Bit Rate
Tốc độ bít khả biến không thời
gian thực
OVSF
Orthogonal Variable Spreading
Factor
Hệ số trải biến thiên trực giao
PCR Peak Cell Rate Tốc độ cell đỉnh
PDA Personal Digital Assistant Thiết bị số hỗ trợ cá nhân
Nguyễn Đình Thịnh Page xi
Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
PDCP Packet Data Converge Protocol Giao thức hội tụ gói dữ liệu
PFQ Packet Fair Queuing Hàng chờ gói công bằng
PHB Per Hop Behavior Ứng xử từng bước nhảy
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên
RLC Radio Link Controller Điều khiển liên kết vô tuyến
RM Resource Management Quản lý tài nguyên
RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến
RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực
RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành tài nguyên
RTO Retransmission Time Out Time out truyền dẫn lại
rt-VBR real time Variable Bit Rate
Tốc độ bít khả biến thời gian
thực
SCR Sustainable Cell Rate Tốc độ cell xác nhận được
Nguyễn Đình Thịnh Page xii
Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
VoIP Voice over Internet Protocol
Thoại trên nền giao thức
Internet
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
WCDMA
Wideband Code Division
Multiple Access
CDMA băng rộng
Wifi Wireless Fidelity
Công nghệ mạng cục bộ không
dây chuẩn IEEE 802.11
WLAN Wireless Local Area Network Mạng cục bộ không dây
Nguyễn Đình Thịnh Page xiii
Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
Chương 1.
LỘ TRÌNH LÊN 3G CỦA MẠNG VIỄN THÔNG
Điện thoại di động là một trong những thành tựu nổi bật về công nghệ và
thương mại trong những năm gần đây. Kể từ khi có sự ra đời của điện thoại di động,
vị trí của nó trong thị trường đã phát triển một cách chóng mặt từ một thiết bị mang
tính chuyên biệt, rồi trở thành vật dụng thiết yếu đối với cuộc sống và kinh doanh.
Qua hai thập lỷ gần đây, kết hợp với sự giảm đáng kể chi phí cho hoạt động và sự
phát triển của những ứng dụng, dịch vụ mới lạ, thị trường công nghệ ngày càng lớn
mạnh. Vào khoảng giữa năm 2000, ở châu Âu có trên 220 triệu thuê bao di động, và
trên toàn cầu, con số này là 580 triệu. Ở Vương Quốc Anh, cứ hai người thì một
người có máy điện thoại di động, trong khi đó ở Phần Lan, số lượng máy điện thoại
di động tính theo đầu người đã vượt quá số hộ sử dụng điện thoại cố định.
Sự phát triển của truyền thông di động đã trải qua hai thế hệ và hiện tại
chúng ta đang bước vào thế hệ thứ ba (3G). Chương này sẽ phác thảo lại con đường
chuẩn hoá: một chuẩn dựa trên hệ thống CDMA băng hẹp IS-95, được gọi là
cdma2000. Chuẩn kia là sự kết hợp của các tiêu chuẩn Nhật Bản và châu Âu do Dự
án Hợp tác Thế hệ thứ 3 (3GPP) tổ chức. 3GPP đang xem xét tiêu chuẩn vô tuyến
tên là truy nhập vô tuyến mặt đất (UTRA - UMTS Terrestrial Radio Access)
UMTS. Tiêu chuẩn này có 2 sơ đồ truy nhập vô tuyến. Một trong số đó sắp xếp các
cặp dải tần thông qua ghép song công phân chia theo tần số (FDD) - thường gọi là
CDMA băng thông rộng (WCDMA). Hình vẽ dưới đây mô tả sơ lược con đường
tiến lên 3G của hệ thống thông tin di động.
Nguyễn Đình Thịnh Lớp K9C
TDMA
(GSM - Châu Âu)
TDMA
(GSM - Châu Âu)
CDMA/IS-95
(Hàn Quốc/Mỹ)
CDMA/IS-95
(Hàn Quốc/Mỹ)
cdma2000
cdma2000
WCDMA
(UMTS)
WCDMA
(UMTS)
FDMA
FDMA
1G
1G
3G
3G
2G
một phương trình của tạp âm nền cộng với các tạp âm do mỗi cuộc gọi tạo ra. So
sánh với TDMA, CDMA có dung lượng cao hơn với chất lượng bằng hoặc tốt hơn.
Con đường GSM sẽ tới là CDMA băng thông rộng (WCDMA) trong khi CDMA sẽ
là cdma2000.
Nguyễn Đình Thịnh Lớp K9C
3
Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
1.1.3. Hướng về 3G
Từ thập niên 1990, Liên minh Viễn thông Quốc tế đã bắt tay vào việc phát
triển một nền tảng chung cho các hệ thống viễn thông di động. Kết quả là một sản
phẩm được gọi là Thông tin di động toàn cầu 2000 (IMT-2000). Con số 2000 có
nghĩa là sản phẩm này sẽ có mặt vào khoảng năm 2000, nhưng thực tế là chậm đến
2, 3 năm. IMT-2000 không chỉ là một bộ dịch vụ, nó đáp ứng ước mơ liên lạc từ bất
cứ nơi đâu và vào bất cứ lúc nào. Để được như vậy, IMT-2000 tạo điều kiện tích
hợp các mạng mặt đất và/hoặc vệ tinh. Hơn thế nữa, IMT-2000 cũng đề cập đến
Internet không dây, hội tụ các mạng cố định và di động, quản lý di động (chuyển
vùng), các tính năng đa phương tiện di động, hoạt động xuyên mạng và liên mạng.
Như đã nói, các hệ thống 3G cần phải hoạt động trên một dải phổ đủ rộng và
cung cấp được các dịch vụ thoại, dữ liệu, đa phương tiện. Đối với một thuê bao hoạt
động trên một ô siêu nhỏ (picocell), tốc độ dữ liệu có thể đến 2,048 Mbps. Với một
thuê bao di động với tốc độ chậm hoạt động trên một ô cực nhỏ (microcell), tốc độ
dữ liệu có thể đạt tới 348 Kbps. Với một người dùng di động trên phương tiện giao
thông hoạt động trên một ô lớn (macrocell), tốc độ dữ liệu có thể đạt tới 144 Kbps.
Một phần quan trọng của hệ thống này là dịch vụ chuyển mạch gói dữ liệu. Con
đường tiến lên 3G từ 2G bắt đầu từ sự ra đời của các dịch vụ dữ liệu bùng nổ và
theo gói.
1.1.4. Từ GSM lên 3G
Con đường tiến tới 3G duy nhất của GSM là CDMA băng thông rộng
(WCDMA). Trên thị trường châu Âu, WCDMA được gọi là Hệ thống viễn thông di
động toàn cầu (UMTS). Trong cấu trúc dịch vụ 3G, cần có băng thông rất lớn và
xem là bước đi cần thiết để tiến tới tăng dung lượng, dịch vụ. Một mạng GSM mà
không có khả năng GPRS sẽ không tồn tại lâu trong tương lai.
Bước tiếp theo là cải tiến GSM thành Tốc độ dữ liệu nâng cao cho sự phát
triển GSM hay toàn cầu (EDGE), tăng tốc độ dữ liệu lên tới 384Kbps với 8 khe thời
gian. Thay vì 14,4Kbps cho mỗi khe thời gian, EDGE đạt tới 48Kbps cho một khe
thời gian. ý tưởng của EDGE là sử dụng một phương pháp điều chế mới được gọi là
8PSK. EDGE là một phương thức nâng cấp hấp dẫn đối với các mạng GSM vì nó
chỉ yêu cầu một phần mềm nâng cấp trạm gốc. Nó không thay thế hay nói đúng hơn
cùng tồn tại với phương pháp điều chế khóa dịch tối thiểu Gaussian (GMSK), được
sử dụng trong GSM, nên các thuê bao có thể tiếp tục sử dụng máy di động cũ của
mình nếu không cần được cung cấp chất lượng dịch vụ tốt hơn. Xét trên khía cạnh
kỹ thuật, cũng cần giữ lại GMSK cũ vì 8PSK chỉ có hiệu quả ở vùng hẹp, với vùng
rộng vẫn cần GMSK. Nếu EDGE được sử dụng cùng với GPRS thì sự kết hợp này
Nguyễn Đình Thịnh Lớp K9C
5
Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
được gọi là GPRS nâng cấp (EGPRS), còn sự kết hợp của EDGE và HSCSD được
gọi là ECSD.
WCDMA thực sự là một dịch vụ vô tuyến băng thông rộng sử dụng băng tần
5MHz để đạt được tốc độ dữ liệu lên tới 2Mbit/s. Hiện tại cả châu Âu và Nhật Bản
đều đang thử nghiệm/triển khai WCDMA và công nghệ này đang tiến triển nhanh
trên con đường thương mại hoá.
1.1.5. Từ IS-95 đến cdma2000
CDMA không chuyển ngay sang 3G do thiếu phổ tần trên thị trường Hoa
Kỳ. Thị trường Hàn Quốc đã thử nghiệm cdma2000 trên phổ tần 3G của mình.
Cũng như đối với GSM, Hoa Kỳ và phần còn lại của thế giới có những con đường
rất khác nhau để đi đến 3G. cdma2000 được cấu trúc theo cách để cho phép nhiều
mức dịch vụ 3G trên kênh IS-95 1,25MHz truyền thống. Các dịch vụ này là
cdma2000 1xRTT (một thời được gọi là công nghệ truyền dẫn vô tuyến kích thước
kênh IS-95). Với công suất 3G tối đa, cdma2000 sử dụng một kênh 3,75 MHz, lớn
IMT-2000 đã trưởng thành nhưng vẫn giữ nguyên rất nhiều nguyên lí ban đầu và
căn bản vốn có của Hệ thống viễn thông di động đất liền công cộng FPLMTS.
Thay vì tạo ra một giải pháp sóng Radio đơn lẻ, IMT-2000 bao gồm một họ
các giao diện sóng Radio xung quanh những hệ thống 2G đang tồn tại cũng như
những hệ thống 3G cải tiến hiện đang chuẩn hóa. Tháng 6 năm 1998 có 15 đề xuất
về giao diện sóng Radio IMT-2000 được đệ trình lên ITU chờ đánh giá kỹ thuật bao
gồm các đề xuất về giao diện sóng Vệ tinh và giao diện sóng Mặt đất. Các đề xuất
về giao diện sóng mặt đất đáng chú ý có Truy nhập sóng Radio mặt đất UMTS
(UTRA) của ETSI, WCDMA của Nhật Bản, một đệ trình TD-SCDMA từ Trung
Quốc cộng với TDMA UWC-136 và cdma2000 của Mỹ. Sau khi đánh giá, ITU kết
luận cả hai phương pháp CDMA và TDMA sẽ được sử dụng như là sự kết hợp giữa
hai thành phần này.
Cả FDD (Frequency Division Duplexing – song công phân chia theo tần số)
và TDD (Time Division Duplexing – song công phân chia theo thời gian) đều được
chọn để tối ưu hóa tính hiệu quả trải phổ. Do đó IMT-2000 sẽ cho phép lựa chọn
các chuẩn đa truy nhập bằng một chuẩn đơn lẻ và mềm dẻo, có mục tiêu tối thiểu
hóa số lượng các giao diện sóng radio mặt đất trong khi tối đa hóa số lượng các đặc
tính chung bằng việc hài hòa các chuẩn riêng biệt. Đệ trình TD-SCDMA từ phía
Trung Quốc đưa ra phương pháp sử dụng một băng tần đơn lẻ trên một cơ sở TDD
cho thu và phát, hài hòa với phiên bản TDD của UTRA.
Nguyễn Đình Thịnh Lớp K9C
7
Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
Hình 1.2: Họ các hệ thống sóng Radio của IMT-2000
Đối với WCDMA, một chuẩn toàn cầu đơn lẻ bao gồm ba dạng hoạt động đã
được xác định: Chuỗi trực tiếp IMT-DS, Đa sóng mang IMT-MC, và TDD. Chuẩn
IMT-DS được dựa trên cơ sở của WCDMA UTRA FDD. Nó được xác định bởi
3GPP và hoạt động trên các băng tần kép IMT-2000 với một tốc độ chip 3.84
Mchip/s trải rộng qua gần 5MHz. Dạng thức hoạt động này sẽ được sử dụng trong
các môi trường vĩ tế bào và vi tế bào UMTS. Đa sóng mang IMT-MC đồng thời
IMT-DS
Tần số/
Thời gian
IMT-FT
Tần số/
Thời gian
IMT-FT
Đơn sóng
mang
IMT-DS
Đơn sóng
mang
IMT-DS
Đa sóng
mang
IMT-MC
Đa sóng
mang
IMT-MC
IMT-2000
IMT-2000
8
Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
WRC2000. Giống như IMT-2000, UMTS sẽ bao gồm cả hai thành phần vệ tinh và
mặt đất. Thoạt đầu người ta có ý định thực hiện thành lập UMTS cho đến cuối thế
kỉ 20. Tuy nhiên nó đã được kểm duyệt lại cho tới năm 2002. Giống như GSM, thời
kì đầu, UMTS dự định được thiết kế hoàn toàn từ vạch xuất phát tuy nhiên đến
quãng thời gian mà UMTS được đặt mục tiêu cho việc thực hiện các dịch vụ kiểu
GSM thì GSM đã đạt được mức chiếm lĩnh thị trường đáng kể. Thực tế thì thấy
UMTS sẽ cải tiến từ các mạng GSM và ISDN. Lộ trình từ GSM đến UMTS là tiêu
hợp đầy đủ các dịch vụ tốc độ bit cao. Bán kính các tế bào kiểu này vào khoảng
100m.
Tế bào cho hộ gia cư: phục vụ vùng cư ngụ cung cấp một tập đầy đủ các
dịch vụ tốc độ bit cao.
Tóm lại, tùy thuộc môi trường hoạt động thông qua các mạng truy nhập mặt
đất, UMTS có mục đích cung cấp các dịch vụ với tốc độ bit như sau: 144Kbps với
một mục tiêu cuối cùng là đạt được 384Kbps ở các môi trường ngoài trời vùng nông
thôn, với tốc độ di chuyển tối đa là 500km/h; 384Kbps với một mục đích cuối cùng
là đạt được 512Kbps với tính di chuyển bị hạn chế ở các môi trường ngoài trời
ngoại thành tế bào vĩ mô và vi mô vói vận tốc di chuyển tối đa là 120km/h; 2Mbps
với tính di chuyển tốc độ thấp trong các môi trường trong nhà thuộc khu hộ gia đình
và tế bào siêu nhỏ, hoặc môi trường ngoài trời mật độ thấp với vận tốc di chuyển tối
đa 10km/h.
Nguyễn Đình Thịnh Lớp K9C
10
Đồ án tốt nghiệp:Kỹ thuật điều khiển và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông
Chương 2.
BẢN CHẤT LƯU LƯỢNG VÀ CÔNG NGHỆ MẠNG
Các mạng số dịch vụ liên kết băng rộng (B-ISDN) với ATM được thiết kế
không chỉ để hỗ trợ các dịch vụ hiện hữu, mà còn hỗ trợ các dịch vụ mới với những
đặc trưng lưu lượng và các yêu cầu QoS rất khác nhau. Trong các điều kiện đơn
giản, ATM là một kỹ thuật ghép và chuyển hướng kết nối, sử dụng các cell ngắn có
kích thước cố định, để truyền tải thông tin qua một mạng B-ISDN. Kích thước cell
ngắn của ATM cộng với tốc độ truyền dẫn cao được mong đợi sẽ đem lại khả năng
sử dụng băng thông một cách linh hoạt và hiệu quả, đồng thời tạo một khuôn khổ cơ
bản để bảo hành các yêu cầu QoS của các ứng dụng trên một lớp rộng các độ đo
hiệu năng, như độ trễ, độ tổn thất
Sự ra đời của công nghệ mạng băng rộng đã làm gia tăng vượt bậc dung
lượng của các mạng chuyển mạch gói, từ một vài Mbps cho tới hàng trăm thậm chí
hàng nghìn Mbps. Điều này dẫn đến việc gia tăng dung lượng thông tin dữ liệu cho
thể dự trữ băng thông và bộ đệm cho từng cuộc nối ảo. Tương tự Intserv cũng cung
cấp QoS cho từng luồng trong các mạng giao thức Internet (IP). Diffserv cung cấp
các đối xử khác nhau thay vì trên cơ sở một luồng, do đó khả năng thích ứng hơn
Intserv. Chuyển nhãn đa giao thức (MPLS) cho phép các nhà khai thác mạng có khả
năng điều khiển và thực thi QoS tốt hơn thông qua các chính sách về lưu lượng.
2.2.1. Mạng không dây
Trong các mạng thông tin di động vùng, phục vụ được chia thành các cell,
mỗi cell được trang bị một số kênh. Có hai loại cuộc gọi cùng chia sẻ tần số kênh
này, đó là cuộc gọi mới và cuộc gọi dạt. Các cuộc gọi mới là các cuộc gọi được
khởi tạo bởi người sử dụng trong cell hiện tại, còn các cuộc gọi dạt là những cuộc
gọi được khởi tạo ở cell khác và bàn giao cho cell hiện tại. Khi một cuộc gọi đến
một cell, tại đó kênh không khả dụng, thì nó có thể bị chặn hoặc đưa vào hàng chờ,
tùy theo cơ chế điều khiển chấp nhận cuộc nối được sử dụng. Xác suất để một cuộc
gọi mới bị chặn được gọi là xác suất chặn cuộc gọi mới (P
nb
), xác suất để một cuộc
gọi dạt bị chặn là xác suất chặn cuộc gọi dạt (P
hb
), và xác suất để một cuộc gọi hoặc
bị chặn hoặc chấp nhận nhưng bị hủy giữa chừng được gọi là xác suất rớt cuộc gọi.
Những đại lượng như vậy là do QoS quan trọng nhất trong các mạng thông tin di
động. Bởi vì mỗi cuộc gọi đến, bất kể là cuộc gọi mới hay cuộc gọi dạt, nếu dược
chấp nhận phục vụ, nó sẽ chiếm một kênh, do đó chúng sẽ cùng tranh sử dụng một
Nguyễn Đình Thịnh Lớp K9C
12
Copyright: Tài liệu đại học ©