Đồ án tốt nghiệp đại học: Nghiên cứu mạng 3G Vinaphone

Chia sẻ: Huỳnh Thị Thùy Dương | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:92

Thêm vào BST

Báo xấu

273
lượt xem 59
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp đại học "Nghiên cứu mạng 3G Vinaphone" có kết cấu nội dung gồm 5 chương, nội dung đồ án trình bày tổng quan về mạng thông tin di động, hướng phát triển và cấu trúc hệ thống 3G, triển khai lắp đặt các node B/3G Vinaphone, giới thiệu dịch vụ và chất lượng Vinaphone 3G,... Với các bạn chuyên ngành Điện - Điện tử - Viễn thông thì đây là tài liệu tham khảo hữu ích.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp đại học: Nghiên cứu mạng 3G Vinaphone

_____________ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG HỆ ĐẠI HỌC VỪA LÀM VỪA HỌC NIÊN KHÓA: 20062011 Đề tài: NGHIÊN CỨU MẠNG 3G VINAPHONE Mã số đề tài: 11406060001 Sinh viên thực hiện: PHAN ĐÌNH THÁI ANH MSSV: 406060001 Lớp: Đ06VTC1 Giáo viên hướng dẫn: LÊ CHU KHẨN TP.HCM 2011
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG II _____________ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG HỆ ĐẠI HỌC VỪA LÀM VỪA HỌC NIÊN KHÓA: 20062011 Đề tài: NGHIÊN CỨU MẠNG 3G VINAPHONE Mã số đề tài: 11406060001 NỘI DUNG: CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CHƯƠNG II : HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ CẤU TRÚC HỆ THỐNG 3G CHƯƠNG III : TRIỂN KHAI LẮP ĐẶT CÁC NODE B/3G VINAPHONE CHƯƠNG IV : GIỚI THIỆU DỊCH VỤ VÀ CHẤT LƯỢNG VINAPHONE 3G CHƯƠNG V : ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ 3G TẠI VNPT ĐĂKLĂK ĐĂKNÔNG Sinh viên thực hiện: PHAN ĐÌNH THÁI ANH
MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 2 1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG. 2 1.1.1. Thế hệ thứ nhất 1G (FirstGenaration) 2 1.1.2. Thế hệ thứ hai – 2G (SecondGeneration) 3 1.1.3. Thế hệ thứ ba – 3G (Third Generation) 5 1.2. MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VIỆT NAM 6 1.3. CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THÔNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 6 1.3.1. Hệ thống con chuyển mạch ( SS – Switching Subsystem ) 7 1.3.1.1. GMSC (Gate Mobile Service Switching Center – Trung 8 tâm chuyển mạch dịch vụ di động cổng ) 1.3.1.2. MSC (Mobile Service Switching Center – Trung tâm 9 chuyển mạch dịch vụ di động ) 1.3.1.3. HLR (Home Location Register – Bộ thanh ghi định vị 9 thường trú) 1.3.1.4. VLR (Visitor Location Register – Bộ thanh ghi định 9 vị tạm trú) 1.3.1.5. AuC ( Authentication Center – Quản lý thuê bao và 9 trung tâm nhận thực) 1.3.1.6. EIR ( Equipment Identification Register – Quản lý thiết 9 bị di động ) 1.3.2. Hệ thống trạm con gốc BSS: 10 1.3.2.1. BTS ( Base Transceiver Station – Trạm thu phát gốc ) 10 1.3.2.2. BSC ( Base Station Controller – Bộ điều khiển trạm 10 gốc ) 1.3.2.3. MS ( Mobile Station – Trạm di động ) 10 1.3.3. Hệ thống con khai thác ( OSS – Operation System Sub ): 10 1.3.3.1. Khai thác và bảo dưỡng mạng 11 1.3.3.2. Quản lý thuê bao 11 1.3.3.3. Quản lý thiết bị di động 11 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 12 CHƯƠNG II: HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ CẤU TRÚC HỆ THỐNG 3G 13 2.1. QÚA TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 3G 13
1.2.1. Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ WCDMA 14 1.2.2. Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ CDMA 200 15 2.2. MẠNG UMTS 3G 16 2.2.1. Giới thiệu tiêu chuẩn 3GPP 16 2.2.2. Định hướng công nghệ & dịch vụ do 3GPP quy định áp dụng cho 16 mạng Vinaphone 2.2.3. Cấu trúc hệ thống vô tuyến UMTS 16 2.2.3.1. Node B 17 2.2.3.2. RNC 18 2.2.3.3. Các giao diện mở cơ bản của UMTS 18 2.3. CÁC CHỨC NĂNG TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN 18 2.3.1. Điều khiển công suất 19 2.3.2. Điều khiển chuyển giao 19 2.3.2.1. Chuyển giao trong cùng tần số. 19 2.3.2.2. Chuyển giao giữa các hệ thống WCDMA và GSM 20 2.3.2.3. Chuyển giao giữa các tần số trong WCDMA. 20 2.3.3. Điều khiển thu nạp 20 2.3.3. Điều khiển tắc nghẽn 21 KẾT LUẬN CHƯƠNG II 21 CHƯƠNG II: TRIỂN KHAI LẮP ĐẶT CÁC NODE B/3G VINAPHONE 22 3.1. SỰ RA ĐỜI VINAPHONE 3G 22 3.2. KẾ HOẠCH VÀ DỰ ĐỊNH TRIỂN KHAI NODE B/3G – MẠNG 22 VINAPHONE 3.2.1. Mở rộng vùng phủ sóng mạng 3G: 22 3.2.2. Công nghệ lựa chọn 24 3.2.3. Quy mô mạng lưới 25 3.2.4. Quy mô triển khai 26 3.2.5. Các mô hình triển khai 26 3.2.5.1. Phân loại các cấu trúc lắp đặt hệ thống Node B/3G 26 3.2.5.2. Mô hình cấu trúc đơn giản Node B/3G Vinaphone 27 3.2.5.3. Cấu trúc lắp đặt hệ thống Node B/3G dạng tập 28 trung. 3.2.5.4. Cấu trúc lắp đặt hệ thống Node B/3G dạng phân tán 30 3.2.3.5. Giải pháp chia sẻ cơ sở hạ tầng giữa trạm 2G (BTS) và 31 trạm 3G (NodeB). 3. 3. CẤU HÌNH LẮP ĐẶT NODE B/3G CỦA TRUNG TÂM DỊCH VỤ VIỄN 35 THÔNG KHU VỰC III (VNP3) TẠI VNPT ĐĂKLĂK – ĐĂKNÔNG. 3.3.1. Giới thiệu chung về VNP3 35 3.3.2. Cấu hình Node B/3G triển khai tại VNPT ĐăkLăk ĐăkNông 36 3.3.2.1. Tổng quan về mạng SDH, FTTx và MANE tại VNPT 36 ĐăkLăk – ĐăkNông 3.3.2.2. Cấu hình đấu nối các Node B/3G Vinaphone lên hệ 38
thống truyền dẫn của VNPT ĐăkLăk – ĐăkNông 3.3.2.3. Hình ảnh thực tế các Node B/3G của hãng ZTE được 39 lắp đặt chung hạ tầng mạng BTS 2G: KẾT LUẬN CHƯƠNG III 44 CHƯƠNG IV: GIỚI THIỆU DỊCH VỤ VÀ CHẤT LƯỢNG VINAPHONE 45 3G 4.1. GIỚI THIỆU DỊCH VỤ VINAPHONE 3G 45 4.1.1. Các dịch vụ triển khai trên nền công nghệ 3G 45 4.1.2. Các dịch vụ 3G do Vinaphone cung cấp 45 4.1.2.1. Mobile Internet: 46 4.1.2.2. Mobile Camera 48 4.1.2.3. Mobile TV 49 4.1.2.4. Mobile Broadband 51 4.1.2.5. Video Call 52 4.1.2.6. 3G Portal 53 4.2. Chất lượng dịch vụ 3G Vinaphone 53 4.2.1. Khái niệm chất lượng dịch vụ 53 4.2.2. Các thông số đánh giá chất lượng mạng: 54 4.2.3. Đánh giá chất lượng dịch vụ Vinaphone 3G 54 KẾT LUẬN CHƯƠNG IV 57 CHƯƠNG V: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ 3G TẠI 58 VNPT ĐĂKLĂK ĐĂKNÔNG 5.1. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CƠ SỞ HẠ TẦNG MẠNG VINAPHOE 3G 58 TẠI VNPT ĐĂKLĂK – ĐĂKNÔNG. 5.1.1. Giới thiệu về VNPT Đăklăk – ĐăkNông 58 5.1.2. Các giai đoạn triển khai hạ tầng mạng 3G. 58 5.1.3. Hiện trạng hạ tầng mạng 3G Vinaphone tại ĐăkLăk – ĐăkNông. 58 5.2. ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG VÀ HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ VINAPHONE 3G 59 TẠI VNPT ĐĂKLĂK – ĐĂKNÔNG. 5.2.1. Đánh giá xu hướng đầu tư 59 5.2.2. Mức tăng trưởng thuê bao của VinaPhone tại Đăk Lăk – Đăk 60 Nông 5.2.3. Tình hình phát triển thuê bao 3G và đánh giá sự tăng trưởng dịch vụ. 62 5.2.4. Đánh giá hiệu quả đầu tư: 63 5.2.4.1. Các căn cứ số liệu: 63 5.2.4.2. Đánh giá các chỉ tiêu thực hiện: 63 KẾT LUẬN CHƯƠNG V 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sự phân bố tần số trong hệ thống GSM 3 Hình 1.2 Mô tả cấu trúc chung của hệ thống thông tin di độn 7 Hình 2.1 Quá trình phát triển lên 3G theo 2 nhánh công nghệ chính 13 Hình 2.2 Quá trình phát triển lên 3G sử dụng nhánh công nghệ WCDMA 14 Hình 2.3 Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh CDMA 2000 15 Hình 2.4 Cấu trúc tổng thể hệ thống UMTS/GSM. 17 Hình 2.5 Sự so sánh giữa chuyển giao cứng và chuyển giao mềm. 19 Hình 3.1 : 1 mô hình mạng 3G đơn giản cho Vinaphone 27 Hình 3.2: Mô hình lắp đặt hệ thống NodeB/3G dạng phân tán – Phần trong 28 nhà Hình 3.3. Mô hình lắp đặt hệ thống NodeB/3G dạng phân tán – Phần ngoài 29 trời Hình 3.4: Mô hình các vật liệu lắp đặt cho VNP, RBS phân tán. 30 Hình 3.5: Mô tả thiết bị 3G dùng chung cơ sở hạ tầng 2G 31 Hình 3.6: Phương án sử dụng anten 32 Hình 3.7: Hệ thống anten WCDMA lắp cosited với hệ thống GSM. 33 Hình 3.8: Mô tả khái quát việc dùng chung feeder 33 Hình 3.9: Mô tả dùng chung thiết bị nguồn 34 Hình 3.10: Mô tả 2G& 3G dùng chung nhà trạm. 35 Hình 3.11. Cấu mạng truyền dẫn SDH theo cấu hình Ring 36 Hình 3.12: Mô hình kết nối hệ thống FTTx 37 Hình 3.13: Cấu trúc mạng MANE tại ĐăkLăk ĐăkNông 37 Hình 3.13: Sơ đồ các phương án đấu nối Node B/3G lê Core Network 38 Hình 3.14: Hình ảnh bố trí lắp đặt các thiết bị Node B/3G chung hạ tầng BTS 39
2G Hình 3.15: Hình ảnh thiết bị Maint Unit của hãng ZTE 40 Hình 3.16: Hình ảnh thiết bị RRU lắp đặt trên cột BTS 2G 41 Hình 3.17 : Hình ảnh thiết bị anten 3G lắp đặt trên cột BTS 2G 42 Hình 3.18 Hình ảnh thiết bị 3G lắp đặt trên cột BTS 2G 43 Hình 4.1 Mô tả kết nối hệ thống dịch vụ Mobile Internet 47 Hình 4.2. Mô tả kết nối hệ thống dịch vụ Mobile Cammera 48 Hình 4.3: Mô tả kết nối hệ thống dịch vụ Mobile TV 50 Hình 4.4 Mô tả kết nối hệ thống dịch vụ Mobile Broadband 51 Hình 4.5: Mô tả kết nối hệ thống dịch vụ Video Call 52 Hình 5.1. Biểu đồ hạ tầng di dộng Vinaphone qua các giai đoạn triển khai tại 59 VNPT ĐăkLăk ĐăkNông Hình 5.2. Biểu đồ đánh giá xu hướng đầu tư Node B/3G Vinaphone qua các 60 năm tại VNPT ĐăkLăk ĐăkNông Hình 5.3. Biểu đồ thuê bao Vinaphone qua các năm tại VNPT ĐăkLăk 61 ĐăkNông Hình 5.4. Biểu đồ tăng trưởng thuê bao Vinaphone tại VNPT ĐăkLăk 61 ĐăkNông Hình 5.5. Biểu đồ phát triển thuê bao Vinaphone 3G qua các năm 62 tại VNPT ĐăkLăk ĐăkNông Hình 5.6. Biểu đồ tỷ trọng sử dụng các dịch vụ Vinaphone 3G 62 tại VNPT ĐăkLăk – ĐăkNông
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các thông số của một vài hệ thống thông tin di động 3 Bảng 3.1: Dự kiến triển khai vùng phủ sóng 3G của Vinaphone 22 Bảng 3.2: Kế hoạch triển khai kỹ thuật công nghệ 25 Bảng 3.3: Quy mô mạng lưới 3G trong 15 năm 25 Bảng 3.4 : Quy mô theo diện tích và vùng phủ sóng 26 Bảng 4.1. Bảng giá cước dịch vụ Mobile Internet Vinaphone 48 Bảng 4.2: Bảng giá cước dịch vụ Mobile Cammera 49 Bảng 4.3: Bảng giá cước dịch vụ Mobile TV 51 Bảng 4.4: Bảng giá cước dịch vụ Mobile Broadband 52 Bảng 4.5: Bảng giá cước dịch vụ Video Call 53
LỜI NÓI ĐẦU LỜI NÓI ĐẦU Với sự bùng nổ của công nghệ di động GSM (2G, 2.75G), một xu hướng hiện đại mới đang được triển khai trên nền hạ tầng mạng di động, đó là công nghệ 3G. Cùng với các nhà mạng khác, Vinaphone đang song song giữa việc hoàn thiện cơ sở hạ tầng và nâng cao chất lượng dịch vụ cũng như đa dạng hóa nội dung cho dịch vụ 3G, trong đó có hai tỉnh Đăklăk – ĐăkNông. Viễn thông Đăklăk ĐăkNông là đơn vị thành viên trực thuộc tập đoàn bưu chính viễn thông Việt Nam. Với chức năng nhiệm vụ quản lý, khai thác và kinh doanh các dịch vụ viễn thông trên địa bàn, Viễn thông ĐăkLăk – ĐăkNông đã và đang hợp tác cùng Công ty thông tin di động Vinaphone thực hiện xây dựng CSHT, cung cấp, khai thác và kinh doanh các dịch vụ 3G. Từ năm 2009 đến nay, Vinaphone và Viễn thông Đăklăk – ĐăkNông đã tiến hành triển khai 286 trạm phát sóng 3G (Node B) và đã ngày càng đáp ứng được thị hiếu của khách hàng cũng như mở rộng vùng phục vụ. Là một thành viên thuộc Viễn thông Đăklăk ĐăkNông, tôi thực sự bị lôi cuốn bởi công nghệ và dịch vụ 3G. Đây cũng là lý do chính dẫn dắt tôi thực hiện đề tài: ” Nghiên cứu mạng 3G Vinaphone”: “ Nghiên cứu phần cứng và lắp đặt thiết bị 3G Vinaphone” “ Giới thiệu các dịch vụ hiện có trên mạng 3G Vinaphone” “ Đánh giá về hiệu quả đầu tư về 3G tại Viễn thông ĐăkLăk ĐăkNông” Trên cơ sở những kiến thức đã tích luỹ được qua những năm học tập chuyên ngành Điện Tử – Viễn Thông tại trường Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông và thời gian thực tập tại Viễn thông ĐăkLăk ĐăkNông, tôi đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, tạo điều kiện của quý Lãnh đạo Viễn thông ĐăkLăk ĐăkNông. Xin chân thành cảm ơn các chuyên viên kỹ thuật, các đơn vị và các phòng ban đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Và lời cảm ơn chân thành nhất tôi xin gửi đến Thầy Lê Chu Khẩn và các Thầy trong khoa Viễn thông. Cảm ơn sự động viên và giúp đỡ của các Thầy trong suốt khoảng thời gian qua để tôi có thể hoàn thành tốt quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp của mình. Do thời gian thực hiện đề tài không nhiều, cũng như những hạn chế về kinh nghiệm trình bày nên đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH LỚP Đ06VTC1 Trang 1
LỜI NÓI ĐẦU nhận được sự góp ý của quý Thầy cô Học viện và Lãnh đạo Viễn thông ĐăkLăk ĐăkNông. Đó sẽ là những kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập cũng như công tác tại đơn vị. Tôi xin chân thành cảm ơn! SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH LỚP Đ06VTC1 Trang 2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG: Các hệ thống thông tin di động đầu tiên ra đời từ những năm 1920, khi đó điện thoại di động chỉ được sử dụng như là các phương tiện thông tin giữa các đơn vị cảnh sát ở Mỹ. Ngày 17/6/1946 hãng AT&T và Southwestern Bell giới thiệu thông tin di động đầu tiên ở Mỹ, hệ thống đầu tiên này gồm 6 kênh ở băng tần 150 MHz, là hệ thống bán song công, có độ rộng kênh là 60 KHz (gấp 2 lần kênh thông tin di động tương tự ngày nay, trong khi đó CDMA là 1.25 MHz và WCDMA là 5MHz). Khi hệ thống này ra đời và được ứng dụng vào các thành phố lớn ở Mỹ, thì nhu cầu người sử dụng vượt quá dung lượng, nên độ rộng kênh được giảm xuống còn 30 KHz. Các hệ thống di động đầu tiên này ít tiện lợi và dung lượng rất thấp so với các hệ thống hiện nay. 1.1.1. Thế hệ thứ nhất 1G (FirstGenaration): Những năm cuối thập niên 70, hệ thống điện thoại di động thế hệ thứ nhất được phát triển, đó là hệ thống thông tin di động tương tự sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo tần số FDMA (Frequency Division Multiple Access) cung c ấp những dịch vụ chủ yếu là thoại. Có thể kể đến như NMT (Nordic Mobile Telephone) của công ty Ericsson (Thụy Điển); hai versions đang tồn tại là NMT450 hoạt động tại 450 MHz band và NMT900 hoạt động tại 900 MHz band. AMPS (Advanced Mobile Phone System) là hệ thống điện thoại di động tổ ong do AT&T và công ty Motorola (Mỹ) đề xuất sử dụng năm 1982. Các hệ thống kể trên là các hệ thống 1G. Tuy nhiên các hệ thống 1G này có những hạn chế như sau: phân bố tần số rất hạn chế, dung lượng thấp, tiếng ồn khó chịu và nhiễu xảy ra khi di động chuyển dịch trong môi trường phađing đa tia, không đáp ứng được các dịch vụ mới hấp dẫn đối với khách hàng, không cho phép giảm đáng kể giá thành của thiết bị di động và cơ sở hạ tầng, không đảm bảo tính bí mật của các cuộc gọi, không tương thích giữa các hệ thống khác nhau, đặc biệt ở châu Âu, làm cho thuê bao không thể sử dụng được máy di động của mình ở nước khác. Bảng 1.1 liệt kê một vài thông số chính của các hệ thống di động: Tham số AMPS NMT 900 NMT 450 Băng tần 800 MHz 900 MHz 450 – 470 MHz Khoảng cách kênh 30 KHz 25 / 12.5 KHz 25 / 29 KHz Khoảng cách song công 45 MHz 45 MHz 10 MHz Các kênh 832 1000 ( 1999) 180 / 225 SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH LỚP Đ06VTC1 Trang 2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG Loại điều chế FM FM FM Kế hoạch ô 4, 7, 12 4, 9, 12 7 Điều chế kênh điều FSK FFSK FFSK khiển Độ lệch kênh điều 8 KHz 3.5 MHz 3.5 MHz khiển Mã kênh điều khiển Manchester NRZ NRZ Dung lượng kênh điều 77000 13000 13000 khiển Tốc độ truyền dẫn 10 Kbps 1.2 Kbps 1.2 Kbps Bảng 1.1 Các thông số của một vài hệ thống thông tin di động 1.1.2. Thế hệ thứ hai – 2G (SecondGeneration): Khi số lượng các thuê bao trong mạng tăng lên, người ta thấy cần phải có biện pháp nâng cao dung lượng của mạng, chất lượng các cuộc đàm thoại cũng như cung cấp thêm một số lượng dịch vụ bổ sung cho mạng. Để giải quyết vấn đề này người ta đã nghĩ đến việc số hóa hệ thống điện thoại di động cùng với các kỹ thuật đa truy nhập mới, và điều này dẫn tới sự ra đời của hệ thống điện thoại di động thế hệ 2G. Hệ thống 2G dựa trên công nghệ kỹ thuật số, dùng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA Time Division Multiple Access) và đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA – Code Division Multiple Access). Hệ thống này hấp dẫn hơn hệ thống 1G bởi vì ngoài dịch vụ thoại truyền thống, hệ thống 2G còn cung cấp thêm một số dịch vụ truyền dữ liệu, tuy tốc độ còn thấp. Một số hệ thống di động 2G như GSM (Global System for Mobile Communication), IS95 (Iterim Standard95). Trong đó GSM được sử dụng rộng rãi nhất, hệ thống thông tin di động GSM đầu tiên được triển khai vào khoảng năm 1991. GSM kết hợp kỹ thuật truy nhập TDMA và FDMA và sử dụng hai dải tần số xung quanh 900 MHz. Như hình 1.1, băng tần đầu tiên dành cho đường lên hoạt động ở 890 MHz đến 915 MHz và băng tần thứ hai dành cho đường xuống hoạt động tại 935 MHz đến 960 MHz. Mỗi kênh vật lý có băng thông là 200 KHz và có 8 khe thời gian, mỗi khe thời gian được gán cho một người sử dụng. Để tăng thêm dung lượng cho các hệ thống thông tin di động, tần số của các hệ thống được chuyển từ vùng 800 – 900 MHz vào vùng 1.8 – 1.9 GHz. Một số nước đã đưa vào sử dụng cả hai tần số (Dual Band). Uplink Downlink Frequency ( MHz ) 3 SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH LỚP Đ06VTC1 Trang 890 915 935 960
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG Hình 1.1 Sự phân bố tần số trong hệ thống GSM Sơ đồ đa truy nhập TDMA Phân bố tần số đường lên: 890915 MHz Đường xuống: 935960 MHz Băng thông kênh 200 KHz Tốc độ điều chế dữ liệu trên kênh vô tuyến 270.8333 Kb/s Điều chế 0.3 GMSK Mã hoá kênh kết hợp mã hoá khối và mã xoắn Bảng 1.2 Các thông số chính của hệ thống GSM Kể từ khi ra đời, các hệ thống GSM đã phát triển với một tốc độ hết sức nhanh chóng và có mặt ở nhiều quốc gia. Ở Việt Nam hệ thống thông tin di động số GSM được đưa vào từ năm 1993 và được khai thác rất hiệu quả. Còn IS95 là thế hệ thông tin di động CDMA đầu tiên do Qualcomm phát triển, có khả năng điều khiển công suất, xử lý cuộc gọi, chuyển giao. Nó không chỉ cung cấp dịch vụ thoại mà còn cung cấp dịch vụ truyền số liệu theo kiểu circuitswitched tại t ốc độ 144 kbps. Đến nay công nghệ này đã trở thành công nghệ thống trị ở Bắc Mỹ. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các khách hàng viễn thông về các dịch vụ viễn thông mới, các hệ thống thông tin di động đang tiến tới thế hệ ba (thế hệ một: thông tin di động tương tự; thế hệ hai: thông tin di động số). Ở thế hệ ba này các hệ thống thông tin di động có xu thế hòa nhập thành một tiêu chuẩn duy nhất và có khả năng phục vụ ở tốc độ bit lên đến 2 Mbps. Để phân biệt với các hệ thống thông tin di động băng hẹp hiện nay các hệ thống thông tin di động thế hệ ba được gọi là các hệ thống thông tin di động băng rộng. Để chuyển dần từ thế hệ hai sang thế hệ ba thì các công nghệ thông tin di động thế hệ 2.5G được đưa vào sử dụng. Một số tính năng của thế hệ 2.5G: Các dịch vụ mạng mới và cải thiện các dịch vụ liên quan đến truyền số liệu như nén số liệu của người sử dụng, số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao (HSCSD: High Speed Circuit Switched Data), dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS: General Packet Radio Service) và số liệu 144 Kbps. SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH LỚP Đ06VTC1 Trang 4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG Các tính năng liên quan đến dịch vụ tiếng như: Codec tiếng toàn tốc tăng cường (EFC: Enhanced Full Rate Codec), Codec đa tốc độ thích ứng và khai thác tự do đầu cuối các Codec tiếng. Các dịch vụ bổ sung như chuyển hướng cuộc gọi, hiện tên chủ gọi, chuyển giao cuộc gọi và dịch vụ cấm gọi mới. Cải thiện liên quan đến dịch vụ bản tin ngắn (SMS: Short Message Service) như: móc nối các SMS, mở rộng bảng chữ cái, mở rộng tương tác giữa các SMS. Các công việc liên quan đến tính cước như: các dịch vụ trả tiền thoại trước, tính cước nóng và hỗ trợ cho ưu tiên vùng gia đình. Tăng cường công nghệ SIM. Dịch vụ mạng thông minh như CAMEL. Các cải thiện chung như: chuyển mạng GSM – AMPS, các dịch vụ định vị, tương tác với các hệ thống thông tin di động vệ tinh và hỗ trợ định tuyến tối ưu. 1.1.3. Thế hệ thứ ba – 3G (Third Generation): Đến những năm 2000, hệ thống thông tin di động thứ 3 (3G) ra đời với mục đích hình thành một hệ thống thông tin di động duy nhất trên toàn thế giới. Ở thế hệ thứ 3 này, có khả năng cung cấp những dịch vụ có tốc độ khác nhau như thoại, truyền dữ liệu theo định hướng packetswitched như internet tốc độ cao, truyền hình chất lượng cao, nhắn tin đa phương tiện (MMS)… Các chuẩn của 3G: IMT2000 (International Mobile Telecommunications 2000), UMTS (Universal Mobile Telephony System), CDMA 2000 được nâng cấp từ CDMAOne sử dụng kỹ thuật trải phổ nhưng rộng hơn CDMA, bao gồm những phiên bản như CDMA 2000 1X, 1XEVDV, 1X EVDO và CDMA 2000 3X. Hệ thống thông tin di động thế hệ ba sẽ phải là thế hệ thông tin di động cho các dịch vụ di động truyền thông cá nhân đa phương tiện. Hộp thư thoại sẽ được thay thế bằng bưu thiếp điện tử được lồng ghép với hình ảnh và các cuộc thoại thông thường trước đây sẽ được bổ sung các hình ảnh để trở thành thoại có hình ... Một số yêu cầu chung đối với hệ thống thông tin di động thứ ba: Mạng phải là băng rộng và có khả năng truyền thông đa phương tiện. Nghĩa là mạng phải đảm bảo được tốc độ bit của người sử dụng đến 2 Mbps. Mạng phải có khả năng cung cấp độ rộng băng tần (dung lượng) theo yêu cầu. Điều này xuất phát từ việc thay đổi tốc độ bit của các dịch vụ khác nhau. Ngoài ra cần đảm bảo đường truyền vô tuyến không đối xứng với: tốc độ bit cao ở đường xuống và tốc độ bit thấp ở đường lên. SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH LỚP Đ06VTC1 Trang 5
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG Mạng phải cung cấp thời gian truyền dẫn theo yêu cầu. Nghĩa là đảm bảo các kết nối chuyển mạch cho tiếng, các dịch vụ video và các khả năng số liệu gói cho các dịch vụ số liệu. Chất lượng dịch vụ phải không thua kém chất lượng dịch vụ mạng cố định, nhất là đối với chất lượng thoại. Mạng phải có khả năng sử dụng toàn cầu, nghĩa là bao gồm cả phần tử thông tin vệ tinh. WARC92 (The World Administrative Radio Conference held in 1992) đã dành các băng tần 1885 – 2025 MHz và 2110 – 2200 MHz cho IMT 2000. Con đường đi lên 3G từ các công nghệ khác nhau đều đã có: hiện nay châu Âu và các nhà khai thác GSM cùng với Nhật Bản sẽ phát triển đi lên WCDMA (Wide Band Code Division Multiple Access – Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng) trên cơ sở UMTS, còn các nhà cung cấp sử dụng công nghệ CDMA sẽ tiến lên CDMA 2000. Các tiêu chuẩn di động băng rộng mới được xây dựng trên cơ sở CDMA hoặc CDMA kết hợp TDMA. Hệ thống di động 3G chưa được áp dụng rộng rãi, nhưng đã có các nghiên cứu về hệ thống 4G. Ở đó có sự hứa hẹn về tốc độ dữ liệu từ 2 Mbps đến 156 Mbps hoặc có thể cao hơn. Nó có thể hỗ trợ hoàn toàn IP. Điều đó được thực hiện dựa trên các bộ xử lý tín hiệu, các kỹ thuật điều chế, hệ thống anten thông minh và công nghệ chủ yếu là các kỹ thuật đa sóng mang với OFDM đã được tiến hành và MCCDMA là một ứng viên sáng giá. 1.2 . MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VIỆT NAM: Các nhà cung cấp dịch vụ di động chính ở Việt Nam là Mobifone, Vinaphone, Viettel, Sphone. Mặc dù hiện nay đa số thuê bao di động ở nước ta chưa có nhu cầu gì khác hơn ngoài đàm thoại di động nhưng tiến tới 3G là con đường xu thế tất yếu của hệ thống thông tin di động. Ở Việt Nam hệ thống thông tin di động số GSM được đưa vào sử dụng năm 1993 và hiện nay đang được công ty Viettel Mobile, VMS và GPC khai thác. Còn S phone là nhà cung cấp đầu tiên và duy nhất sử dụng công nghệ CDMA. Chuẩn mà S phone đang sử dụng là CDMA 2000 1X, chuẩn này chỉ cách chuẩn 3G CDMA 20001X Evdo một khoảng không xa nên Sphone sẽ có khả năng tiến nhanh hơn trên con đường tiến tới 3G. Trong quá trình đang nghiên cứu chuyển dần sang thông tin di động thế hệ ba, trước mắt các công nghệ thông tin di động thế hệ 2.5G được đưa vào sử dụng. Hai nhà khai thác mạng Vinaphone và Mobifone đã đưa vào mạng họ công nghệ GPRS, còn SPT sử dụng ngay từ tiêu chuẩn IS2000 1X. Các công nghệ này cho phép tăng dung lượng truy nhập lên đến 144 Kbps và truy nhập trực tiếp vào mạng Internet. SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH LỚP Đ06VTC1 Trang 6
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.3. CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THÔNG THÔNG TIN DI ĐỘNG: Cấu trúc chung của hệ thống di động được trình bày ở hình 1.2 với các thuật ngữ: ISDN: Intergated Service Digital Network – Mạng liên kết số đa dịch vụ. PSPDN: Packet Switched Public Data Network – Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói. CSPDN: Circuit Switched Public Data Network–Mạng số liệu công cộng chuyển mạch mạch. PSTN: Public Switched Telephone Network – Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng. PLMN: Public Land Mobile Network – Mạng di động mặt đất công cộng. OMC: Operation and Maintenance Center – Trung tâm vận hành và bảo trì. SS AuC ISDN VLR HLR EIR PSPD MSC N CSPD N OM BS BSC PSTN C S PLM BTS N Truyền lưu 1.3.1. Hệ thống con chuyển mạch ( SS – Switching Subsystem): lượng Truyền báo MS hiệu SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH LỚP Đ06VTC1 Trang 7 Hình 1.2 Mô tả cấu trúc chung của hệ thống thông tin di động
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.3.1 Hệ thống con chuyển mạch SS bao gồm các khối chức năng sau: Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC: Gateway Mobile Services Switching Center). Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC: Mobile Service Switching Center). Bộ ghi dịch tạm trú (VLR: Visitor Location Register). Bộ ghi dịch thường trú (HLR: Home Location Register). Trung tâm nhận thực (AuC: Authentication Center). Bộ nhận dạng thiết bị (EIR: Equipment Identity Register). Hệ thống con chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của mạng thông tin di động cũng như các cơ sở cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động của thuê bao. Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa người sử dụng và mạng thông tin di động với nhau và với các mạng khác. 1.3.1.1. GMSC (Gate Mobile Service Switching Center – Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động cổng): Mạng thông tin di động có thể chứa nhiều MSC, VLR, HLR. Để thiết lập một cuộc gọi từ mạng ngoài đến người sử dụng thông tin di động, trước hết cuộc gọi phải được định tuyến đến một tổng đài cổng được gọi là GMSC mà không cần biết đến hiện thời thuê bao đang ở đâu. Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí của thuê bao và định tuyến các cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm hiện thời (MSC tạm trú). Như vậy, trước hết các tổng đài cổng phải dựa trên số thoại danh bạ của thuê bao để tìm đúng HLR cần thiết và hỏi HLR này. Tổng đài cổng có một giao diện với các mạng bên ngoài thông qua giao diện này nó làm nhiệm vụ cổng để kết nối các mạng bên ngoài với mạng thông tin di động. Ngoài ra tổng đài này cũng có giao diện báo hiệu số 7 (CCS N 0 7) để có thể tương tác với các phần tử khác của mạng thông tin di động. Về phương diện kinh tế không phải bao giờ tổng đài cổng đứng riêng mà thường kết nối với MSC. 1.3.1.2. MSC (Mobile Service Switching Center – Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động): MSC trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động có chức năng chuyển mạch chính, nhiệm vụ của MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những người sử SVTH: PHAN ĐÌNH THÁI ANH LỚP Đ06VTC1 Trang 8