L I M Đ UỜ Ở Ầ
L I M Đ UỜ Ở Ầ
Ra đ i vào nh ng năm 40 c a th k XX, thông tin di đ ng đ c coi nh làờ ữ ủ ế ỷ ộ ượ ư
m t thành t u tiên ti n trong lĩnh v c thông tin vi n thông v i đ c đi m các thi t bộ ự ế ự ễ ớ ặ ể ế ị
đ u cu i có th truy c p d ch v ngay khi đang di đ ng trong ph m vi vùng phầ ố ể ậ ị ụ ộ ạ ủ
sóng. Thành công c a con ng i trong lĩnh v c thông tin di đ ng không ch d ng l iủ ườ ự ộ ỉ ừ ạ
trong vi c m r ng vùng ph sóng ph c v thuê bao kh p n i trên toàn th gi i,ệ ở ộ ủ ụ ụ ở ắ ơ ế ớ
các nhà cung d ch v , các t ch c nghiên c u phát tri n công ngh di đ ng đang nị ụ ổ ứ ứ ể ệ ộ ỗ
l c h ng t i m t h th ng thông tin di đ ng hoàn h o, các d ch v đa d ng, ch tự ướ ớ ộ ệ ố ộ ả ị ụ ạ ấ
l ng d ch v cao. 3G - H th ng thông tin di đ ng th h 3 là cái đích tr c m tượ ị ụ ệ ố ộ ế ệ ướ ắ
mà th gi i đang h ng t i.ế ớ ướ ớ
T th p niên 1990, Liên minh Vi n thông Qu c t đã b t tay vào vi c phátừ ậ ễ ố ế ắ ệ
tri n m t n n t ng chung cho các h th ng vi n thông di đ ng. K t qu là m t s nể ộ ề ả ệ ố ễ ộ ế ả ộ ả
ph m đ c g i là Thông tin di đ ng toàn c u 2000 (IMT-2000). IMT-2000 không chẩ ượ ọ ộ ầ ỉ
là m t b d ch v , nó đáp ng c m liên l c t b t c n i đâu và vào b t c lúcộ ộ ị ụ ứ ướ ơ ạ ừ ấ ứ ơ ấ ứ
nào. Đ đ c nh v y, IMT-2000 t o đi u ki n tích h p các m ng m t đ t và/ho cể ượ ư ậ ạ ề ệ ợ ạ ặ ấ ặ
v tinh. H n th n a, IMT-2000 cũng đ c p đ n Internet không dây, h i t cácệ ơ ế ữ ề ậ ế ộ ụ
m ng c đ nh và di đ ng, qu n lý di đ ng (chuy n vùng), các tính năng đa ph ngạ ố ị ộ ả ộ ể ươ
ti n di đ ng, ho t đ ng xuyên m ng và liên m ng.. ệ ộ ạ ộ ạ ạ
Các h th ng thông tin di đ ng th h 2 đ c xây d ng theo tiêu chu n GSM,ệ ố ộ ế ệ ượ ự ẩ
IS-95, PDC, IS-38 phát tri n r t nhanh vào nh ng năm 1990. Trong h n m t t thuêể ấ ữ ơ ộ ỷ
bao đi n tho i di đ ng trên th gi i, kho ng 863,6 tri u thuê bao s d ng công nghệ ạ ộ ế ớ ả ệ ử ụ ệ
GSM, 120 tri u dùng CDMA và 290 tri u còn l i dùng FDMA ho c TDMA. Khiệ ệ ạ ặ
chúng ta ti n t i 3G, các h th ng GSM và CDMA s ti p t c phát tri n trong khiế ớ ệ ố ẽ ế ụ ể
TDMA và FDMA s chìm d n vào quên lãng. Con đ ng GSM s t i là CDMA băngẽ ầ ườ ẽ ớ
thông r ng (WCDMA) trong khi CDMA s là cdma2000.ộ ẽ
T i Vi t Nam, th tr ng di đ ng trong nh ng năm g n đây cũng đang phátạ ệ ị ườ ộ ữ ầ
tri n v i t c đ t ng đ i nhanh. Cùng v i hai nhà cung c p d ch v di đ ng l nể ớ ố ộ ươ ố ớ ấ ị ụ ộ ớ
nh t là Vinaphone và Mobifone, Công Ty Vi n thông Quân đ i (Vietel), S-fone vàấ ễ ộ
m i nh t là Công ty c ph n Vi n thông Hà N i và Vi n Thông Đi n L c tham giaớ ấ ổ ầ ễ ộ ễ ệ ự
1
công ngh truy nh p vô tuy n WCDMA v i nh ng đ c tr ng riêng.ệ ậ ế ớ ữ ặ ư
2
L I M Đ UỜ Ở Ầ
Hà n i, ngày 15 tháng 8 năm 2009ộ
3
Ch ng 1- Xu h ng phát tri n c a h th ng thông tin di đ ng toàn c uươ ướ ể ủ ệ ố ộ ầ
Ch ng 1. XU H NG PHÁT TRI N H TH NGươ ƯỚ Ể Ệ Ố
THÔNG TIN Đ NG TOÀN C UỘ Ầ
1.1 Xu h ng phát tri n h th ng thông tin di đ ng trên th gi i.ướ ể ệ ố ộ ế ớ
H th ng thông tin di đ ng th h th nh t s d ng công ngh đa truy nh pệ ố ộ ế ệ ứ ấ ử ụ ệ ậ
theo t n s (FDMA) là h th ng t bào t ng t dung l ng th p và ch có d ch vầ ố ệ ố ế ươ ự ượ ấ ỉ ị ụ
tho i, t n t i là các h th ng NMT (B c Âu), TACS (Anh), AMPS (M ). Đ n nh ngạ ồ ạ ệ ố ắ ỹ ế ữ
năm 1980 đã tr nên quá t i khi nhu c u v s ng i s d ng ngày càng tăng lên.ở ả ầ ề ố ườ ử ụ
Lúc này, các nhà phát tri n công ngh di đ ng trên th gi i nh n đ nh c n ph i xâyể ệ ộ ế ớ ậ ị ầ ả
d ng m t h th ng t bào th h 2 mà hoàn toàn s d ng công ngh s . Đó ph i làự ộ ệ ố ế ế ệ ử ụ ệ ố ả
các h th ng x lý tín hi u s cung c p đ c dung l ng l n, ch t l ng tho iệ ố ử ệ ố ấ ượ ượ ớ ấ ượ ạ
đ c c i thi n, có th đáp ng các d ch truy n s li u t c đ th p. Các h th ng 2Gượ ả ệ ể ứ ị ề ố ệ ố ộ ấ ệ ố
là GSM (Global System for Mobile Communication - Châu Âu), h th ng D-AMPSệ ố
(M ) s d ng công ngh đa truy nh p phân chia theo th i gian TDMA, và IS-95 ỹ ử ụ ệ ậ ờ ở
M và Hàn Qu c s d ng công ngh đa truy nh p phân chia theo mã CDMA băngỹ ố ử ụ ệ ậ
h p. M c dù h th ng thông tin di đ ng 2G đ c coi là nh ng ti n b đáng kẹ ặ ệ ố ộ ượ ữ ế ộ ể
nh ng v n g p ph i các h n ch sau: T c đ th p (GSM là 10kbps) và tài nguyênư ẫ ặ ả ạ ế ố ộ ấ
h n h p. Vì th c n thi t ph i chuy n đ i lên m ng thông tin di đ ng th h ti pạ ẹ ế ầ ế ả ể ổ ạ ộ ế ệ ế
theo đ c i thi n d ch v truy n s li u, nâng cao t c đ bit và tài nguyên đ c chiaể ả ệ ị ụ ề ố ệ ố ộ ượ
s …ẻ
M ng thông tin di đ ng 2G đã r t thành công trong vi c cung c p d ch v t iạ ộ ấ ệ ấ ị ụ ớ
ng i s d ng trên toàn th gi i, nh ng s l ng ng i s d ng tăng nhanh h nườ ử ụ ế ớ ư ố ượ ườ ử ụ ơ
nhi u so v i d ki n ban đ u. Có th đ a ra các th ng kê v s tăng tr ng c a thề ớ ự ế ầ ể ư ố ề ự ưở ủ ị
tr ng di đ ng phân đo n theo công ngh nh hình 1-1.ườ ộ ạ ệ ư
Các d ch v internet giá tr gia tăng (Value added internetị ụ ị
services
D ch v phát thanh và truy n hình (TV& Radio contributions)ị ụ ề
Nh ng lý do trên thúc đ y các t ch c nghiên c u phát tri n h th ng thông tinữ ẩ ổ ứ ứ ể ệ ố
di đ ng trên th gi i ti n hành nghiên c u và đã áp d ng trong th c t chu n m iộ ế ớ ế ứ ụ ự ế ẩ ớ
cho h th ng thông tin di đ ng: Thông tin di đ ng 2,5G và 3G ệ ố ộ ộ
1.2 Các t ch c chu n hoá 2.5 G và 3G trên th gi iổ ứ ẩ ế ớ
1.2.1 Gi i thi u chung v các t ch c chu n hoá.ớ ệ ề ổ ứ ẩ
Trong m i lĩnh v c, mu n áp d ng b t c công ngh nào trên ph m vi toàn thọ ự ố ụ ấ ứ ệ ạ ế
gi i đ u ph i xây d ng m t b tiêu chu n cho công ngh đó đ b t bu c các nhàớ ề ả ự ộ ộ ẩ ệ ể ắ ộ
cung c p d ch v , nhà s n xu t thi t b hay các nhà khai thác ph i tuân th nghiêmấ ị ụ ả ấ ế ị ả ủ
ng t b tiêu chu n c a công ngh đó. Vi c xây d ng b tiêu chu n cho m t côngặ ộ ẩ ủ ệ ệ ự ộ ẩ ộ
ngh th ng do t ch c hay c quan có th m quy n nghiên c u đ a ra d th o đệ ườ ổ ứ ơ ẩ ề ứ ư ự ả ề
xu t và nghiên c u đánh giá. Lĩnh v c thông tin di đ ng cũng không n m ngoàiấ ứ ự ộ ằ
nguyên t c chung này.ắ
M t v n đ c n quan tâm trong lĩnh v c di đ ng là trên th gi i hi n nay đangộ ấ ề ầ ự ộ ế ớ ệ
t n t i nhi u công ngh di đ ng khác nhau đang cùng t n t i phát tri n và c nh tranhồ ạ ề ệ ộ ồ ạ ể ạ
nhau đ chi m lĩnh th ph n. Nhu c u th ng nh t các công ngh này thành m t hể ế ị ầ ầ ố ấ ệ ộ ệ
th ng thông tin di đ ng đã xu t hi n t lâu, nh ng g p ph i nhi u khó khăntr ng i.ố ộ ấ ệ ừ ư ặ ả ề ở ạ
Trên th c t các công ngh di đ ng khác nhau v n song song t n t i và phát tri n.ứ ế ệ ộ ẫ ồ ạ ể
Đi u này đ ng nghĩa v i vi c trên th gi i có nhi u t ch c và c quan chu n hoáề ồ ớ ệ ế ớ ề ổ ứ ơ ẩ
khác nhau.
Hi n nay trên th gi i, tham gia vào vi c chu n hoá cho h th ng thông tin diệ ế ớ ệ ẩ ệ ố
đ ng 2,5G và 3G có các t ch c sau:ộ ổ ứ
• ITU-T (T-Telecommunications) C th là nhóm SSG (ụ ể Special Study Group)
• ITU-R (R- Radio): C th là nhóm ụ ể Working Group 8F –WG8F.
• 3GPP: 3
rd
Global Partnership Project
• 3GPP2: 3
Công vi c xây d ng tiêu chu n GSM đang đ c ti n hành b i các u ban SMG c aệ ự ẩ ượ ế ở ỷ ủ
ETSI và đ c làm cho phù h p v i yêu c u c a M trong T1P1.5. M i quan h nàyượ ợ ớ ầ ủ ỹ ố ệ
v n gi nguyên đ i v i c vi c chu n hoá 3G. Phát tri n GSM lên 3G đ c th cẫ ữ ố ớ ả ệ ẩ ể ượ ự
hi n b i 3GPP và đ c làm hài hoà v i các yêu c u c a M trong T1P1. M ng lõiệ ở ượ ớ ầ ủ ỹ ạ
d a trên GSM-MAP s đ c s d ng b i m ng truy nh p vô tuy n d a trên UTRA.ự ẽ ượ ử ụ ở ạ ậ ế ự
Nh v y 2 t ch c ch u trách nhi m chính trong vi c xây d ng tiêu chu n choư ậ ổ ứ ị ệ ệ ự ẩ
h th ng thông tin di đ ng 3G là 3GPP và 3GPP2. Hai t ch c này có nhi m v hìnhệ ố ộ ổ ứ ệ ụ
thành và phát tri n các k thu t các lĩnh v c riêng nh m tho mãn các tiêu chu nể ỹ ậ ở ự ằ ả ẩ
k thu t c a h th ng thông tin di đ ng 3G th ng nh t. Ph n ti p theo s đ c p t iỹ ậ ủ ệ ố ộ ố ấ ầ ế ẽ ề ậ ớ
2 t ch c này.ổ ứ
1.2.2 3GPP
Năm 1998, các c quan phát tri n tiêu chu n SDO khu v c đã đ ng ý thành l pơ ể ẩ ự ồ ậ
m t t ch c ch u trách nhi m tiêu chu n hoá UMTS, đ c đ t tên là 3GPP ( ộ ổ ứ ị ệ ẩ ượ ặ 3
rd
Generation Partnership Project). Các thành viên sáng l p nên 3GPP bao g m :ậ ồ
7
Ch ng 1- Xu h ng phát tri n c a h th ng thông tin di đ ng toàn c uươ ướ ể ủ ệ ố ộ ầ
• ETSI- European Telecommunication Standard Institute- c a Châu Âuủ
• ARIB- Association of Radio Industry Board- c a Nh t B nủ ậ ả
• TTA- Telecommunication Technology Association- c a Hàn Qu củ ố
• T1 c a B c Mủ ắ ỹ
• TTC- Telecommunication Technology Committee- c a Nh t B nủ ậ ả
• CWTS- China Wireless Telecommunication Standard group - c a Trung Qu c.ủ ố
Ngoài ra còn có các đ i tác v t v n th tr ng là:ố ề ư ấ ị ườ
• 3G.IP c a Mủ ỹ
• GSA c a Anhủ
• GSM Association c a Irelandủ
• IPv6 Forum c a Anhủ
• UMTS Forum c a Mủ ỹ
• 3G American c a Mủ ỹ
TSG
Mạ ng lõi
TSG
Các thiết bị
đầu cuối
TSG
Các khía cạ nh
hệ thống và
dịch vụ
TSG
Mạng truy
nhập vô tuyến
GSM/EDGE
C á c đ ặ c tín h k ỹ th u ậ t
Hỡnh 1- C u trỳc ch c nng c a PCG v TSG trong 3GPP
B ng 1- Cỏc tham s c b n c a UTRA FDD v TDD, ARIB WCDMA FDD v TDD
ETSIUTRA ARIBWCDMA[Nhatban]
FDD TDD FDD TDD
Phơngpháp
đatruynhập
WCDMA TDưCDMA WCDMA TDưCDMA
Tốcđộchip
Mcps
3,84 3,84
3,84
(1,024/7,68/
15,36)
3,84
(1,024/7,68/
15,36)
QPSK QPSK QPSK/QPSK QPSK/QPSK
9
Ch ng 1- Xu h ng phát tri n c a h th ng thông tin di đ ng toàn c uươ ướ ể ủ ệ ố ộ ầ
HÖ sè tr¶i
phæ
4512
1,2,4,8,
16
2512 2512
D¹ng xung
hµm cos
n©ng
r= 0,22
hµm cos
n©ng r=
0,22
hµm cos n©ng
r= 0,22
hµm cos n©ng
r= 0,22
*DL/UL ®êng xuèng/®êng lªn
Các tiêu chu n dành cho 3G mà 3GPP xây d ng đ c phát tri n d a trên giaoẩ ự ượ ể ự
di n vô tuy n GSM-MAP và UTRA WCDMA. Khái ni m UTRA bao g m c cácệ ế ệ ồ ả
ch đ ho t đ ng FDD và TDD đ h tr m t cách hi u qu các nhu c u d ch vế ộ ạ ộ ể ỗ ợ ộ ệ ả ầ ị ụ
UMTS khác nhau v các d ch v đ i x ng và không đ i x ng. Trong quá trình đánhề ị ụ ố ứ ố ứ
giá UTRA trong ETSI SMG2, vi c kh o sát đ c t p trung vào ch đ FDD. Kháiệ ả ượ ậ ế ộ
ni m TD-CDMA đ c ch p thu n dùng cho ch đ TDD ch a đ ng hài hoà cácệ ượ ấ ậ ế ộ ứ ự
tham s gi a FDD và TDD. Các tham s c a UTRA đ c trình bày trong b ng 1-1.ố ữ ố ủ ượ ả
Đ xu t WCDMA c a ARIB bao g m c 2 ch đ ho t đ ng, FDD và TDD.ề ấ ủ ồ ả ế ộ ạ ộ
Ch đ FDD c a đ xu t này khá gi ng v i ch đ FDD c a ETSI UTRA. Tuyế ộ ủ ề ấ ố ớ ế ộ ủ
• TSG-S: v các khía c nh d ch v và h th ng ề ạ ị ụ ệ ố
• TSG-X: v ho t đ ng liên k t các h th ng.ề ạ ộ ế ệ ố
Ta có th th y công vi c chính c a công vi c chính c a 3GPP2 chính là xây d ngể ấ ệ ủ ệ ủ ự
tiêu chu n hoá CDMA2000. CDMA2000 cung c p m t con đ ng phát tri n lên 3Gẩ ấ ộ ườ ể
b ng cách s d ng các tiêu chu n TIA/EIA-95B hi n có, bao g m:ằ ử ụ ẩ ệ ồ
• TIA/EIA-95B: các tiêu chu n tr m di đ ng và giao di n vô tuy n.ẩ ạ ộ ệ ế
• IS-707: tiêu chu n cho các d ch v s li u(d ng gói, không đ ng b và fax)ẩ ị ụ ố ệ ạ ồ ộ
• IS-127: tiêu chu n cho b mã hoá tho i t c đ 8,5Kbps EVRCẩ ộ ạ ố ộ
• IS-733: tiêu chu n cho b mã hoá tho i t c đ 13kbpsẩ ộ ạ ố ộ
• IS-637: tiêu chu n cho d ch v nh n tin ng n (ẩ ị ụ ắ ắ SMS)
• IS-638: qu n lý các tham s và vi c kích ho t qua không gian (h tr vi c c uả ố ệ ạ ỗ ợ ệ ấ
hình và kích ho t d ch v c a các tr m di đ ng qua giao di n vô tuy n).ạ ị ụ ủ ạ ộ ệ ế
• IS-97 và IS-98: các tiêu chu n dành cho các ho t đ ng m c t i thi u ẩ ạ ộ ở ứ ố ể
• C u trúc kênh TIA/EIA-95 c b n.ấ ơ ả
• Các tiêu chu n m r ng cho các c u trúc kênh TIA/EIA-95B c b n b tr , l pẩ ở ộ ấ ơ ả ổ ợ ớ
ghép kênh và báo hi u đ h tr các kênh phát qu ng bá (Kênh hoa tiêu , kênh tìmệ ể ỗ ợ ả
g i, kênh đ ng b )ọ ồ ộ
• IS-634A: không ch u s thay đ i quan tr ng nào khi dùng cho CDMA2000; c uị ự ổ ọ ấ
trúc phân l p c a CDMA2000 d n d n tích h p v i c u trúc thành ph n c a IS-ớ ủ ầ ầ ợ ớ ấ ầ ủ
634A.
• TIA/EIA-41D: không c n thay đ i nhi u khi s d ng cho CDMA2000; c u trúcầ ổ ề ử ụ ấ
phân t ng c a CDMA2000 t o ra kh năng d tích h p v i các d ch v giá tr giaầ ủ ạ ả ễ ợ ớ ị ụ ị
tăng.
Các tiêu chu n c a 3GPP2 đ c phát tri n theo các pha sau đây: ẩ ủ ượ ể
• Pha 0: toàn b các tiêu chu n đã đ c các SDO hoàn thi nộ ẩ ượ ệ
11
Ch ng 1- Xu h ng phát tri n c a h th ng thông tin di đ ng toàn c uươ ướ ể ủ ệ ố ộ ầ
• Pha 1: ch y u là các ch tiêu k thu t cho Release 1 đ k th a toàn b ph n 2Gủ ế ỉ ỹ ậ ể ế ừ ộ ầ
IS-95A và IS-95B. Hoàn thi n vào năm 2000.ệ
• Pha 2: b t đ u t gi a năm 2001 nh m h tr kh năng IP Multimedia, phiên b nắ ầ ừ ữ ằ ỗ ợ ả ả
Ch ng 1- Xu h ng phát tri n c a h th ng thông tin di đ ng toàn c uươ ướ ể ủ ệ ố ộ ầ
• Ti p t c chu n hoá toàn c u b ng cách k t h p v i các c quan tiêu chu n SDOế ụ ẩ ầ ằ ế ợ ớ ơ ẩ
và các Project (3GPP và 3GPP2)
• Xác đ nh m c tiêu sau IMT-2000:3,5G và 4Gị ụ
• Tâp trung vào ph n m ng m t đ t (tăng t c đ d li u, m ng theo h ng IP)ầ ạ ặ ấ ố ộ ữ ệ ạ ướ
• Ph i h p v i ITU-R WP8P v v tinh, v i ITU-T và ITU-D v các v n đ liênố ợ ớ ề ệ ớ ề ấ ề
quan.
Vai trò c a t ng thành ph n trong m i quan h gi a các t ch c này có th rútủ ừ ầ ố ệ ữ ổ ứ ể
g n nh sau:ọ ư
• 3GPP và 3GPP2: đ m b o phát tri n công ngh và các ch tiêu giao di n vô tuy nả ả ể ệ ỉ ệ ế
cho toàn c u;ầ
• Các t ch c tiêu chu n khu v c –SDO: làm thích ng các tiêu chu n chung choổ ứ ẩ ự ứ ẩ
t ng khu v c. K t qu là s xu t hi n c a các tiêu chu n IMT-2000 trên c s chừ ự ế ả ự ấ ệ ủ ẩ ơ ở ỉ
tiêu k thu t c a 3GPP và 3GPP2.ỹ ậ ủ
• ITU-T và ITU-R: đ m b o kh năng t ng thích và roaming toàn c u v i các chả ả ả ươ ầ ớ ỉ
tiêu. C th rõ vi c phân công và trách nhi m qua ITU-R.M 1457 và ITU-T Q.REF.ụ ể ệ ệ
Hi n nay, c 3GPP, 3GPP2, ITU và IETF ti p t c ph i h p ch t ch đ gi i quy tệ ả ế ụ ố ợ ặ ẽ ể ả ế
m ng lõi chung IP theo các công ngh 3,5G và 4G.ạ ệ
1.3 Tình hình chu n hoá 2,5G và 3Gẩ
1.3.1 M đ uở ầ
Hi n nay, các b tiêu chu n công ngh 2,5G v c b n đã đ c hoàn thi n, cệ ộ ẩ ệ ề ơ ả ượ ệ ụ
th nh sau:ể ư
• 3GPP đã hoàn thi n ch tiêu k thu t GPRS, t đó các t ch c chu n hoá khu v cệ ỉ ỹ ậ ừ ổ ứ ẩ ự
đã có b tiêu chu n k thu t GPRS. M t s các n c thu c nhóm công ngh nàyộ ẩ ỹ ậ ộ ố ướ ộ ệ
nh Châu Âu, H ng Kông, Nh t B n đã biên so n ho c ch p nh n nguyên v nư ồ ậ ả ạ ặ ấ ậ ẹ
chu n cho phù h p v i đi u ki n công ngh c a mình.ẩ ợ ớ ề ệ ệ ủ
• 3GPP2 đã hoàn thi n các ch tiêu k thu t CDMA2000 1xEV-DO. Các t ch cệ ỉ ỹ ậ ổ ứ
chu n hóa khu v c c a các n c có công ngh IS-95A ho c IS-95B h u h t đã cóẩ ự ủ ướ ệ ặ ầ ế
tiêu chu n áp d ng nguyên v n công ngh 2,5G.ẩ ụ ẹ ệ
V i công ngh 3G, tình hình chu n hoá ph c t p h n v i 3 m ng chính sau:ớ ệ ẩ ứ ạ ơ ớ ả
ETSI
TIME
CODE
SINGLE
CARRIER
MULTI-
CARRIER
FREQUENCY
TIME
UWC 136 DECTcdma 2000
Hình 1- Các h cơng ngh đ c ITU-R ch p nh nọ ệ ượ ấ ậ
Trong năm 2002, ITU-R đã ch p thu n 7 lo i cơng ngh c th , mà th c ch tấ ậ ạ ệ ụ ể ự ấ
thu c 5 h cơng ngh trên:ộ ọ ệ
• CDMA đa sóng mang (cdma2000)
• CDMA1x-EV
• CDMA TDD (UTRA)
• CDMA TDD (TD-SCDMA)
• W-CDMA (UTRA - FDD)
• UWC-136 (FDD)
• FDMA/TDMA: DECT.
Các cơng ngh trên bao g m:ệ ồ
- Hai tiêu chu n TDMA: SC-TDMA (UWC-136) và MC-TDMA (DECT)ẩ
14
Ch ng 1- Xu h ng phát tri n c a h th ng thông tin di đ ng toàn c uươ ướ ể ủ ệ ố ộ ầ
- Ba tiêu chu n CDMA : MC-CDMA (cdma2000 ), DS-CDMA (WCDMA) vàẩ
CDMA-TDD (bao g m TD-SCDMA và UTRA-TDD).ồ
Ta xét các tiêu chu n TDD v i các đ c đi m sau:ẩ ớ ặ ể
- TDD có th s d ng các ngu n tài nguyên t n s khác nhau và không c n c p t nể ử ụ ồ ầ ố ầ ặ ầ
s .ố
- TDD phù h p v i truy n d n b t đ i x ng v t c đ gi a đ ng lên và đ ngợ ớ ề ẫ ấ ố ứ ề ố ộ ữ ườ ườ
IS136
TD M A (800)
IS95
CD M A (800)
IS136
(1900)
IS95
(JSTD 008)
(1900)
GPRS
iD EN (800)
GPRS
ED G E
cdm a2000
1x
1G 2G 2.5G 3G
Hình 1- Quá trình phát tri n lên 3G c a 2 nhánh công ngh chínhể ủ ệ
1.3.3 Phân tích hai nhánh công ngh chính ti n lên 3Gệ ế
1.3.3.1 H ng phát tri n lên 3G s d ng công ngh WCDMA ướ ể ử ụ ệ
WCDMA là m t tiêu chu n thông tin di đ ng 3G c a IMT-2000 đ c phátộ ẩ ộ ủ ượ
tri n ch y u Châu Âu v i m c đích cho phép các m ng cung c p kh năngể ủ ế ở ớ ụ ạ ấ ả
chuy n vùng toàn c u và đ h tr nhi u d ch v tho i, d ch v đa ph ng ti n. Cácể ầ ể ỗ ợ ề ị ụ ạ ị ụ ươ ệ
m ng WCDMA đ c xây d ng d a trên c s m ng GSM, t n d ng c s h t ngạ ượ ự ự ơ ở ạ ậ ụ ơ ở ạ ầ
s n có c a các nhà khai thác m ng GSM. Quá trình phát tri n t GSM lên CDMA quaẵ ủ ạ ể ừ
các giai đo n trung gian, có th đ c tóm t t trong s đ sau đây:ạ ể ượ ắ ơ ồ
GSM GPRS EDGE WCDMA
1999 2000 2002
Hình 1- Quá trình phát tri n lên 3G theo nhánh s d ng công ngh WCDMAể ử ụ ệ
1.3.3.1.1 GPRS
GPRS là m t h th ng vô tuy n thu c giai đo n trung gian, nh ng v n là hộ ệ ố ế ộ ạ ư ẫ ệ
đ tr i ph cao làm tăng đ l i x lý và m t gi i pháp thu đa đ ng t t h n, đó làộ ả ổ ộ ợ ử ộ ả ườ ố ơ
đ c đi m quy t đ nh đ chu n b cho IMT-2000.ặ ể ế ị ể ẩ ị
WCDMA h tr tr n v n c d ch v chuy n m ch kênh và chuy n m ch góiỗ ợ ọ ẹ ả ị ụ ể ạ ể ạ
t c đ cao và đ m b o s ho t đ ng đ ng th i các d ch v h n h p v i ch đ góiố ộ ả ả ự ạ ộ ồ ờ ị ụ ỗ ợ ớ ế ộ
ho t đ ng m c hi u qu cao nh t. H n n a WCDMA có th h tr các t c đ sạ ộ ở ứ ệ ả ấ ơ ữ ể ỗ ợ ố ộ ố
li u khác nhau, d a trên th t c đi u ch nh t c đ .ệ ự ủ ụ ề ỉ ố ộ
Chu n WCDMA hi n th i s d ng ph ng pháp đi u ch QPSK, m tẩ ệ ờ ử ụ ươ ề ế ộ
ph ng pháp đi u ch t t h n 8-PSK, cung c p t c đ s li u đ nh là 2Mbps v iươ ề ế ố ơ ấ ố ộ ố ệ ỉ ớ
ch t l ng truy n t t trong vùng ph r ng.ấ ượ ề ố ủ ộ
17
Ch ng 1- Xu h ng phát tri n c a h th ng thông tin di đ ng toàn c uươ ướ ể ủ ệ ố ộ ầ
WCDMA là công ngh truy n d n vô tuy n m i v i m ng truy nh p vôệ ề ẫ ế ớ ớ ạ ậ
tuy n m i, đ c g i là UTRAN, bao g m các ph n t m ng m i nh RNC (ế ớ ượ ọ ồ ầ ử ạ ớ ư Radio
Network Controller) và NodeB (tên g i tr m g c m i trong UMTS)ọ ạ ố ớ
Tuy nhiên m ng lõi GPRS/EDGE có th đ c s d ng l i và các thi t b đ uạ ể ượ ử ụ ạ ế ị ầ
cu i ho t đ ng nhi u ch đ có kh năng h tr GSM/GPRS/EDGE và cố ạ ộ ở ề ế ộ ả ỗ ợ ả
WCDMA.
1.3.3.2 H ng phát tri n lên 3G s d ng công ngh cdma2000.ướ ể ử ụ ệ
H th ng cdma2000 g m m t s nhánh ho c giai đo n phát tri n khác nhau đệ ố ồ ộ ố ặ ạ ể ể
h tr các d ch v ph đ c tăng c ng. Nói chung cdma2000 là m t cách ti p c nỗ ợ ị ụ ụ ượ ườ ộ ế ậ
đa sóng mang cho các sóng có đ r ng n l n 1,25MHz ho t đ ng ch đ FDD.ộ ộ ầ ạ ộ ở ế ộ
Nh ng công vi c chu n hoá t p trung vào gi i pháp m t sóng mang đ n 1,25MHzư ệ ẩ ậ ả ộ ơ
(1x) v i t c đ chip g n gi ng IS-95. cdma2000 đ c phát tri n t các m ng IS-95ớ ố ộ ầ ố ượ ể ừ ạ
c a h th ng thông tin di đ ng 2G, có th mô t quá trình phát tri n trong hình vủ ệ ố ộ ể ả ể ẽ
sau:
IS-95A IS-95B Cdma2000 1x Cdma2000 Mx
1999 2000 2002
Hình 1- Quá trình phát tri n lên 3G theo nhánh cdma2000.ể
1.3.3.2.1 IS-95B.
IS-95B, hay cdmaOne đ c coi là công ngh thông tin di đ ng 2,5G thu cượ ệ ộ ộ
công ngh cho các thành ph n ch a đ c quy t đ nh k c tiêu chu n cho đ ngệ ầ ư ượ ế ị ể ả ẩ ườ
xu ng c a 1xEV-DV.ố ủ
1.3.3.2.5 cdma2000 3x(MC- CDMA )
cdma2000 3x, hay 3xRTT, đ c p đ n s l a ch n đa sóng mang ban đ uề ậ ế ự ự ọ ầ
trong c u hình vô tuy n cdma2000 và đ c g i là MC-CDMA (Multi carrier) thu cấ ế ượ ọ ộ
IMT-MC trong IMT-2000. Công ngh này liên quan đ n vi c s d ng 3 sóng mangệ ế ệ ử ụ
1x đ tăng t c đ s li u và đ c thi t k cho d i t n 5MHz (g m 3 kênhể ố ộ ố ệ ượ ế ế ả ầ ồ
1,25Mhz). S l a ch n đa sóng mang này ch áp d ng đ c trong truy n d n đ ngự ự ọ ỉ ụ ượ ề ẫ ườ
xu ng. Đ ng lên tr i ph tr c ti p, gi ng nh WCDMA v i t c đ chip h i th pố ườ ả ổ ự ế ố ư ớ ố ộ ơ ấ
h n m t chút 3,6864Mcps (3 l n 1,2288Mcps).ơ ộ ầ
1.3.4 T ng k tổ ế
Nh v y, trên th gi i hi n đang t n t i các công ngh khác đ xây d ng hư ậ ế ớ ệ ồ ạ ệ ể ự ệ
th ng thông tin di đ ng 3G. Các n c khi l a ch n các công ngh 3G có th căn cố ộ ướ ự ọ ệ ể ứ
theo ITU-R M.1457 đ xác đ nh các ch tiêu ch y u c a h công ngh truy nh p vôể ị ỉ ủ ế ủ ọ ệ ậ
tuy n và xây d ng tiêu chu n trên c s t p h p biên so n ho c áp d ng nguyên v nế ự ẩ ơ ở ậ ợ ạ ặ ụ ẹ
theo các tiêu chu n c a SDO sao cho phù h p v i đi u ki n c a mình.ẩ ủ ợ ớ ề ệ ủ
19
Ch ng 2- T ng quan công ngh WCDMA trong h th ng UMTSươ ổ ệ ệ ố
Ch ng 2.ươ T NG QUAN CÔNG NGH WCDMAỔ Ệ
TRONG H TH NG UMTS.Ệ Ố
2.1 Nguyên lý CDMA
2.1.1 Nguyên lý tr i ph CDMA ả ổ
Các h th ng s đ c thi t k đ t n d ng dung l ng m t cách t i đa.ệ ố ố ượ ế ế ể ậ ụ ượ ộ ố
Theo nguyên lý dung l ng kênh truy n c a Shannon đ c mô t trong (2.1), rõ ràngượ ề ủ ượ ả
dung l ng kênh truy n có th đ c tăng lên b ng cách tăng băng t n kênh truy n.ượ ề ể ượ ằ ầ ề
C = B. log
2
(1+S/N) (2.1)
Trong đó B là băng thông (Hz), C là dung l ng kênh (bit/s), S là công su t tínượ ấ
hi u và N là công su t t p âm.ệ ấ ạ
là năng l ng trên m tượ ộ
bit, và I
0
là m t đ ph năng l ng t p âm, th hi n trong công th c sauậ ộ ổ ượ ạ ể ệ ứ :
p
bb
GI
E
BI
RE
N
S 1
00
×=
×
×
=
(2.3)
Vì th , v i m t yêu c u Eế ớ ộ ầ
b
/I
0
xác đ nh, đ l i x lý càng cao, thì t s S/N yêuị ộ ợ ử ỷ ố
c u càng th p. Trong h th ng CDMA đ u tiên, IS-95, băng thông truy n d n làầ ấ ệ ố ầ ề ẫ
1.25MHz. Trong h th ng WCDMA, băng thông truy n kho ng 5MHz.ệ ố ề ả
20
Ch ng 2- T ng quan công ngh WCDMA trong h th ng UMTSươ ổ ệ ệ ố
Trong CDMA, m i ng i s d ng đ c gán m t chu i mã duy nh t (mã tr iỗ ườ ử ụ ượ ộ ỗ ấ ả
ph ) đ tr i tín hi u thông tin thành m t tín hi u băng r ng tr c khi truy n đi. Bênổ ể ả ệ ộ ệ ộ ướ ề
thu bi t đ c chu i mã c a ng i s d ng đó và gi i mã đ khôi ph c tín hi u g c.ế ượ ỗ ủ ườ ử ụ ả ể ụ ệ ố
v t lý là c đ nh. Tuy nhiên trong h th ng CDMA, các tín hi u cho ng i s d ngậ ố ị ệ ố ệ ườ ử ụ
khác nhau đ c truy n đi trong cùng m t băng t n t i cùng m t th i đi m. M i tínượ ề ộ ầ ạ ộ ờ ể ỗ
hi u ng i s d ng đóng vai trò nh là nhi u đ i v i tín hi u c a ng i s d ngệ ườ ử ụ ư ễ ố ớ ệ ủ ườ ử ụ
khác, do đó dung l ng c a h th ng CDMA g n nh là m c nhi u, và không có conượ ủ ệ ố ầ ư ứ ễ
s l n nh t c đ nh, nên dung l ng c a h th ng CDMA đ c g i là dung l ngố ớ ấ ố ị ượ ủ ệ ố ượ ọ ượ
m m.ề
Hình 2-3 ch ra m t ví dỉ ộ ụ làm th nào 3 ng i s d ng có th truy nh p đ ngế ườ ử ụ ể ậ ồ
th i trong m t h th ng CDMA.ờ ộ ệ ố
Hình 2- Nguyên lý c a đa truy nh p tr i phủ ậ ả ổ
T i bên thu, ng i s d ng 2 s gi i tr i ph tín hi u thông tin c a nó tr l iạ ườ ử ụ ẽ ả ả ổ ệ ủ ở ạ
tín hi u băng h p, ch không ph i tín hi u c a b t c ng i nào khác. B i vì sệ ẹ ứ ả ệ ủ ấ ứ ườ ở ự
t ng quan chéo gi a mã c a ng i s d ng mong mu n và các mã c a ng i sươ ữ ủ ườ ử ụ ố ủ ườ ử
d ng khác là r t nhụ ấ ỏ : vi c tách sóng k t h p s ch c p năng l ng cho tín hi uệ ế ợ ẽ ỉ ấ ượ ệ
22
Ch ng 2- T ng quan công ngh WCDMA trong h th ng UMTSươ ổ ệ ệ ố
mong mu n và m t ph n nh cho tín hi u c a ng i s d ng khác và băng t nố ộ ầ ỏ ệ ủ ườ ử ụ ầ
thông tin.
Đ l i x lý và đ c đi m băng r ng c a quá trình x lý đem l i nhi u l i íchộ ợ ử ặ ể ộ ủ ử ạ ề ợ
cho các h th ng CDMA, nh hi u su t ph cao và dung l ng m m. Tuy nhiên, t tệ ố ư ệ ấ ổ ượ ề ấ
c nh ng l i ích đó yêu c u vi c s d ng k thu t đi u khi n công su t nghiêmả ữ ợ ầ ệ ử ụ ỹ ậ ề ể ấ
ng t và chuy n giao m m, đ tránh cho tín hi u c a ng i s d ng này che thông tinặ ể ề ể ệ ủ ườ ử ụ
c a ng i s d ng khác.ủ ườ ử ụ
2.2. M t s đ c tr ng c a l p v t lý trong h th ng WCDMA.ộ ố ặ ư ủ ớ ậ ệ ố
2.2.1. Các mã tr i ph .ả ổ
Trong h th ng tr i ph chu i tr c ti p DSSS, các bit d li u đ c mã hoáệ ố ả ổ ỗ ự ế ữ ệ ượ
v i m t chu i bit gi ng u nhiên (PN). M ng vô tuy n UMTS m ng s d ng m tớ ộ ỗ ả ẫ ạ ế ạ ử ụ ộ
t c đ chip c đ nh là 3.84Mcps đem l i m t băng thông sóng mang x p x 5MHz.ố ộ ố ị ạ ộ ấ ỉ
D li u đ c g i qua giao di n vô tuy n WCDMA đ c mã hoá 2 l n tr c khiữ ệ ượ ử ệ ế ượ ầ ướ
đ c đi u ch và truy n đi. Quá trình này đ c mô t trong hình v sau:ượ ề ế ề ượ ả ẽ
Hình 2- Quá trình tr i ph và tr nả ổ ộ
có m t s đ c đi m khác nhau nh ng c hai ph ng th c đ u có t ng hi u su t g nộ ố ặ ể ư ả ươ ứ ề ổ ệ ấ ầ
gi ng nhau. Ch đ TDD không cho phép gi a máy di đ ng và tr m g c có trố ế ộ ữ ộ ạ ố ễ
truy n l n, b i vì s gây ra đ ng đ gi a các khe th i gian thu và phát. Vì v y màề ớ ở ẽ ụ ộ ữ ờ ậ
ch đ IDD phù h p v i các môi tr ng có tr truy n th p, cho nên ch đ TDDế ộ ợ ớ ườ ễ ề ấ ế ộ
v n hành các pico cell. M t u đi m c a TDD là t c đ d li u đ ng lên vàậ ở ộ ư ể ủ ố ộ ữ ệ ườ
đ ng xu ng có th r t khác nhau, vì v y mà phù h p cho các ng d ng có đ c tínhườ ố ể ấ ậ ợ ứ ụ ặ
b t đ i x ng gi a đ ng lên và đ ng xu ng , ch ng h n nh Web browsing. Trongấ ố ứ ữ ườ ườ ố ẳ ạ ư
quá trình ho ch đ nh m ng, các u đi m và nh c đi m c a hai ph ng pháp này cóạ ị ạ ư ể ượ ể ủ ươ
th bù tr . Đ án này ch t p trung nghiên c u ch đ FDD.ể ừ ồ ỉ ậ ứ ế ộ
Hình d i đây ch ra s đ phân b ph t n s c a h th ng UMTS Châu Âu.ướ ỉ ơ ồ ố ổ ầ ố ủ ệ ố
24
Ch ng 2- T ng quan cụng ngh WCDMA trong h th ng UMTS
1900 19801920 2010 2025 2110 2170 MHz
ẹ ụn
baờng
ẹ ụn
baờng
Songbaờng
ẹ ửụứngleõn ẹ ửụứngxuoỏng
Hỡnh 2- Phõn b ph t n cho UMTS chõu u.
2.2.3. Dung l ng m ng.
K t qu c a vi c s d ng cụng ngh a truy nh p tr i ph CDMA l dung
l ng c a cỏc h th ng UMTS khụng b gi i h n c ng, cú ngha l m t ng i s
d ng cú th b sung m khụng gõy ra ngh n b i s l ng ph n c ng h n ch . H
th ng GSM cú s l ng cỏc liờn k t v cỏc kờnh c nh ch cho phộp m t l u
l ng l n nh t ó c tớnh toỏn v ho ch nh tr c nh s d ng cỏc mụ hỡnh
th ng kờ. Trong h th ng UMTS b t c ng i s d ng m i no s gõy ra m t l ng
nhi u b sung cho nh ng ng i s d ng ang cú m t trong h th ng, nh h ng
n t i c a h th ng. N u cú s mó thỡ m c tng nhi u do tng t i l c c u gi i
h n dung l ng chớnh trong m ng. Vi c cỏc cell b co h p l i do t i cao v vi c tng