Với sự phát triển nhanh của dịch vụ số liệu, dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao mà trước nhất là IP đã đặt ra các yêu cầu mới đối với công nghiệp viễn thông di động là động lực thúc đẩy việc nghiên cứu và phát triển khai thác các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba nhằm thay thế cho các hệ thống thông tin di động thế hệ hai sử dụng chuyển mạch kênh hiệu suất thấp vốn được phát triển cho các dịch vụ thoại là chủ yếu. Trong số các hệ thống thông tin thế hệ ba, hệ thống UMTS tỏ ra có nhiều ưu điểm nổi bật hơn cả.
Hệ thống UMTS được phát triển ở nhiều nước trên thế giới, chủ yếu là cho các nước đang phát triển, đặc biệt là cho các nước hiện đang sử dụng mạng GSM trong khi số thuê bao GSM hiện nay vẫn đang chiếm hơn 60% tổng số thuê bao di động trên thế giới. Đây là một trong những yếu tố quyết định giúp UMTS trở thành hệ thống thông thông tin di động thế hệ ba phổ biến nhất hiện nay và sẽ tiếp tục phát triển nhanh trong thời gian tới.
Chương I sẽ trình bày tổng quan về hệ thống thông tin di động UMTS này.
15 trang |
Chia sẻ: luyenbuizn | Lượt xem: 1308 | Lượt tải: 0
Nội dung tài liệu Đề tài Quy hoạch mạng 3G cho Viêng Chăn, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ch¬ng I
Tæng quan vÒ hÖ thèng umts
Më ®Çu
Víi sù ph¸t triÓn nhanh cña dÞch vô sè liÖu, dÞch vô ®a ph¬ng tiÖn tèc ®é cao mµ tríc nhÊt lµ IP ®· ®Æt ra c¸c yªu cÇu míi ®èi víi c«ng nghiÖp viÔn th«ng di ®éng lµ ®éng lùc thóc ®Èy viÖc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn khai th¸c c¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ thø ba nh»m thay thÕ cho c¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ hai sö dông chuyÓn m¹ch kªnh hiÖu suÊt thÊp vèn ®îc ph¸t triÓn cho c¸c dÞch vô tho¹i lµ chñ yÕu. Trong sè c¸c hÖ thèng th«ng tin thÕ hÖ ba, hÖ thèng UMTS tá ra cã nhiÒu u ®iÓm næi bËt h¬n c¶.
HÖ thèng UMTS ®îc ph¸t triÓn ë nhiÒu níc trªn thÕ giíi, chñ yÕu lµ cho c¸c níc ®ang ph¸t triÓn, ®Æc biÖt lµ cho c¸c níc hiÖn ®ang sö dông m¹ng GSM trong khi sè thuª bao GSM hiÖn nay vÉn ®ang chiÕm h¬n 60% tæng sè thuª bao di ®éng trªn thÕ giíi. §©y lµ mét trong nh÷ng yÕu tè quyÕt ®Þnh gióp UMTS trë thµnh hÖ thèng th«ng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ ba phæ biÕn nhÊt hiÖn nay vµ sÏ tiÕp tôc ph¸t triÓn nhanh trong thêi gian tíi.
Ch¬ng I sÏ tr×nh bµy tæng quan vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng UMTS nµy.
LÞch sö ph¸t triÓn cña hÖ thèng th«ng tin di ®éng.
LÞch sö c¸c hÖ thèng viÔn th«ng cã thÓ tÝnh tõ n¨m 1831 khi Michael Faraday ph¸t mÝnh ra ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ vµ n¨m 1873, James Cler Maxwell chøng tá kh¶ n¨ng truyÒn cña sãng ®iÖn tõ trong kh«ng khÝ. §ã lµ nh÷ng ph¸t minh quan träng, ®Æt nÒn mãng cho sù ph¸t triÓn cña viÔn th«ng nãi chung vµ cña th«ng tin di ®éng sau nµy.
Kû nguyªn cña c¸c hÖ thèng v« tuyÕn tÕ bµo sö dông kü thuËt Analoge b¾t ®Çu vµo n¨m 1979 víi sù kiÖn m¹ng ®iÖn tho¹i di ®éng ®Çu tiªn ®îc NTT th¬ng m¹i ho¸ ë NhËt B¶n. C¸c hÖ thèng Analoge tiÕp tôc ph¸t triÓn cho ®Õn khi hÖ thèng th«ng tin di ®éng sö dông kü thuËt sè ra ®êi n¨m 1991 ®îc ®¸nh dÊu b»ng viÖc triÓn khai m¹ng GMS ®Çu tiªn t¹i PhÇn Lan. C¸c sù kiÖn quan träng ®èi víi sù ph¸t triÓn cña c¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng, ®Æc biÖt cña hÖ thèng th«ng tin di ®éng UMTS kÓ tõ n¨m 1991.
Sù ph¸t triÓn nhanh cña c«ng nghÖ viÔn th«ng vµ c«ng nghÖ th«ng tin ngµy nay kh¼ng ®Þnh mét xu thÕ tÊt yÕu ®ã lµ sù héi tô cña viÔn th«ng vµ tin häc. VËy ta thÊy ®îc hÖ qu¶ lµ: dÞch vô viÔn th«ng ngµy cµng cã nhiÒu thay ®æi. §Ó ®¸p øng yªu cÇu ngµy cµng t¨ng cña kh¸ch hµng vÒ dÞch vô viÔn th«ng míi, c¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng ph¶i ®îc thay ®æi sang hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ ba lµ hÖ thèng th«ng tin di ®éng b¨ng réng, hÖ thèng nµy cã kh¶ n¨ng phôc vô ë tèc ®é bit lªn tíi 2 Mbps.
ë Lµo, cïng víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña th«ng tin liªn l¹c nãi chung, th«ng tin di ®éng nãi riªng, trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y th«ng tin di ®éng ra ®êi nh mét tÊt yÕu kh¸ch quan nh»m ®¸p øng nhu cÇu trao ®æi th«ng tin trong thêi kú ®æi míi cña ®Êt níc. Trong thêi kú ®Çu, vµo n¨m 1993, c«ng nghÖ AMPS 1800 ®· khëi ®Çu m¹ng th«ng tin di ®éng ®Çu tiªn ë Lµo do Enterprise of Post and Telecommunication Lao (EPTL nay lµ LTC) cung cÊp, mang tÝnh chÊt thö nghiÖm víi vïng phñ chØ ë thñ ®« Viªng Ch¨n. Sau ®ã vµo n¨m 1994, m¹ng ®iÖn tho¹i di ®éng Lao Telecom sö dông kü thuËt GSM ®· ®îc triÓn khai vµ chÝnh thøc ®a vµo ho¹t ®éng ë Lµo do c«ng ty Lao Telecommunication Company (LTC) cung cÊp díi vèn ®Çu t cña chÝnh phñ Lµo vµ Shinawatra International Public Co., Ltd (Thailand) sö dông thiÕt bÞ cña h·ng ASBELL( ALCATEL-ShanghaiBell) vµ ERICSSON. HiÖn nay LTC lµ nhµ cung cÊp dÞch vô th«ng tin di ®éng lín nhÊt Lµo, cho ®Õn nay LTC cã h¬n 250.000 thuª bao cã vïng phñ sãng trªn c¶ níc. N¨m 2000, m¹ng Th«ng tin di ®éng sè thø hai do C«ng ty ViÔn th«ng nhµ níc Lµo (Enterpries Telecommunication Lao - ETL) dùa trªn tiªu chuÈn GSM 900/1800 (ETL Mobile) ra ®êi ho¹t ®éng trªn c¬ së vèn ®Çu t cña chÝnh phñ Lµo, sö dông thiÕt bÞ cña nhµ cung cÊp lµ ASBELL( ALCATEL-ShanghaiBell) vµ ERICSSON. HiÖn nay sè thuª bao lªn ®Õn h¬n 150.000. §Õn n¨m 2002 m¹ng Th«ng tin di ®éng sè thø ba (LAT Moblie) cña Lao Asia Telecommunication State Enterpries dùa trªn tiªu chuÈn GSM 900/1800 ®îc ®a vµo khai th¸c, ho¹t ®éng trªn c¬ së vèn ®Çu t cña Bé Quèc phßng, SIEMENS vµ MOTOROLA lµ nhµ cung cÊp thiÕt bÞ, hiÖn nay cã kho¶ng h¬n 50.000 thuª bao. Th¸ng 10 n¨m 2003, thÞ trêng th«ng tin di ®éng Lµo trë nªn hÕt søc s«i ®éng víi sù xuÊt hiÖn cña Orange-mét nhµ khai th¸c míi ngoµi 3 nhµ khai th¸c trªn. §ã lµ Millicom Lao Co,.Ltd (liªn kÕt gi÷a Lµo, Hutchison3 cña Sweden vµ Orange cña UK) gäi lµ m¹ng Tango dùa trªn tiªu chuÈn GSM 900/1800 ®îc ®a vµo ho¹t ®éng víi vïng phñ sãng h¬n 8 tØnh TP trªn c¶ níc, cho ®Õn nay cã h¬n 60.000 thuª bao.
HiÖn nay, Bé Bu ®iÖn, Giao th«ng VËn t¶i vµ X©y dùng Lµo cïng víi Lao Telecom (LTC) vµ ETL Mobile (ETL) ®ang nghiªn cøu vµ sÏ triÓn khai m¹ng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ thø 2,5 (2,5 G) lµ dÞch vô GPRS trong cuèi n¨m nay ®Ó x©y dùng c¬ së h¹ tÇng th«ng tin di ®éng nh»m chuÈn bÞ cho viÖc thö nghiÖm hÖ thèng th«ng tin di ®éng 3G trong nh÷ng n¨m tíi. Riªng m¹ng th«ng tin di ®éng Lao Telecom trong gi÷a th¸ng 08/2004 nµy võa triÓn khai thö nghiÖm xong hÖ thèng th«ng tin di ®éng néi vïng Win-Phone, víi môc tiªu nh»m triÓn khai t¹i c¸c thµnh phè lín nh lµ: Thñ ®« VIENTIANE, TP. SAVANNAKHET, LUANGPRABANG vµ TP. CHAMPASAK vµ ®· ®îc ®«ng ®¶o ngßi d©n sö dông.
C¸c ®Æc trng c¬ b¶n cña hÖ thèng UMTS
Mét sè ®Æc trng c¬ b¶n cña hÖ thèng UMTS nh sau:
D¶i tÇn :
HÖ thèng mÆt ®Êt:
§êng lªn: 1920 – 1980MHZ (FDD).
1900 – 1920MHz (TDD).
§êng xuèng: 2110 – 2170MHz (FDD).
2020 – 2025MHz (TDD).
HÖ thèng vÖ tinh:
§êng lªn : 1980-2010MHz.
§êng xuèng: 2170-2200MHz.
Tèc ®é bÝt vµ vïng phñ:
Tèc ®é bÝt cùc ®¹i tíi 2 Mbps hoÆc cao h¬n ë c¸c hÖ thèng 3.5G
Cung cÊp vïng phñ toµn cÇu nhê vÖ tinh. Tèc ®é d÷ liÖu phô thuéc vµo vïng phñ nh trong b¶ng díi ®©y:
B¶ng 1-1. Tèc ®é d÷ liÖu vµ vïng phñ
Tèc ®é
KiÓu vïng phñ
2.048Mb/s
Pico-cell/micro-cell
384kb/s
Medium cell
144kb/s vµ 64kb/s
Large cell
14.4kb/s
Ver large cell
9.6kb/s
Global cell
4.75kb/s – 12.2kb/s
Voice
DÞch vô:
Cã kh¶ n¨ng cung cÊp ®ång thêi c¸c dÞch vô VBR víi yÕu cÇu chÊt lîng kh¸c nhau trªn mét kÕt nèi duy nhÊt.
C¸c dÞch vô ®a ph¬ng tiÖn phong phó mµ m¹ng 3G cã thÓ cung cÊp lµ:
TruyÒn h×nh héi nghÞ, qu¶n lý th«ng tin c¸ nh©n, lËp biÓu, nhãm lµm viÖc, fax mµu……
TruyÒn th«ng: B¸o, t¹p chÝ, qo¶ng c¸o,……
Mua s¾m: Th¬ng m¹i ®iÖn tö, tiÒn ®iÖn tö, vÝ ®iÖn tö, giao dÞch tù ®éng, ®Êu gi¸……..
Gi¶i trÝ: Tin tøc, thÓ thao, trß ch¬i, video, ©m nh¹c…..
Gi¸o dôc: Th viÖn trùc tuyÕn, m¸y t×m kiÕm, häc tõ xa..
Søc khoÎ: Ch÷a bÖnh, theo dâi vµ chuÈn ®o¸n tõ xa…..
Tù ®éng ho¸: §o ®¹c tõ xa………..
Truy nhËp c¸c th«ng tin c¸ nh©n: Thêi gian biÓu, ®Æt vÐ tõ xa, c¶nh b¸o vÞ trÝ……
ChÊt lîng:
Ch©t lîng cao, cã thÓ ®¹t tíi BER=10-6
TÝnh b¶o mËt cao, chèng nghe trém..
ChuyÓn m¹ng:
Cho phÐp thùc hiÖn chuyÓn m¹ng toµn cÇu gi÷a c¸c nhµ khai th¸c 3G kh¸c nhau.
Hç trî chuyÓn giao gi÷a c¸c hÖ thèng kh¸c nhau ®Ó c©n b»ng t¶i t¨ng cêng vïng phñ.
Lé tr×nh ph¸t triÓn tõ thÕ hÖ hai lªn thÕ hÖ ba.
Tõ nh÷ng n¨m ®Çu cña thËp niªn 80 ®· b¾t ®Çu xuÊt hiÖn c¸c hÖ thèng thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ thø nhÊt (1G) sö dông kü thuËt t¬ng tù nh lµ: NMT, C-Nets, AMPS, TACS,…Mét thËp kû sau, c¸c kü thuËt sè ch¼ng h¹n nh GSM, CdmaOne, DAMPS lµ hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ hai ®· ®îc xuÊt hiÖn vµ ®îc th¬ng m¹i ho¸ víi bíc nh¶y vît bËc thay thÕ cho hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ thø nhÊt. Víi hai kü thuËt ®ã ®iÓm chung ®Òu nh»m vµo c¸c dÞch vô tho¹i- dÞch vô mµ phæ biÕn nhÊt lóc bÊy giê.
H×nh 1-1. Lé tr×nh ph¸t triÓn cña hÖ thèng TTD§ tõ thÕ hÖ thø hai ®Õn thÕ hÖ th ba
Ngµy nay, cïng víi sù bñng næ cña Internet vµ sù gia t¨ng nhu cÇu trong viÖc sö dông c¸c kü thuËt dÞch vô míi, ®Æc biÖt lµ dÞch vô truyÒn th«ng sè liÖu tèc ®é cao, c¸c dÞch vô Video-gi¶i trÝ,… ®ßi hái c¸c nhµ khai th¸c m¹ng cung cÊp rÊt nhiÒu tÝnh n¨ng míi cho m¹ng vµ c¸c dÞch vô gi¸ trÞ gia t¨ng trªn c¬ së m¹ng hiÖn cã vµ buéc ph¶i triÓn khai m¹ng lªn thÕ hÖ tiÕp theo lµ thÕ hÖ thø ba (3G-UMTS) míi cã thÓ cung cÊp ®îc nhu cÇu cña kh¸ch hµng.
Do vËy, ®Ó ®¸p øng ®îc c¸c dÞch vô míi vÒ truyÒn th«ng m¸y tÝnh vµ h×nh ¶nh, ®ång thêi ®¶m b¶o tÝnh kinh tÕ th× hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ hai (PDC, GSM,IS136, IS95) sÏ tõng bíc chuyÓn ®æi sang hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ thø ba WCDMA/UMTS, tuú theo ®iÒu kiÖn s½n cã cña tõng nhµ khai th¸c. H×nh 1-1 sÏ tæng kÕt qu¸ tr×nh ph¸t triªn cña hÖ thèng th«ng tin di ®éng tõ thÕ hÖ thø hai ®Õn thÕ hÖ thø ba sö dông c¸c c«ng nghÖ kh¸c nhau.
Ph©n bæ tÇn sè cho ITM-2000
Ph©n bæ tÇn sè lµ mét tµi nguyªn quý b¸u cña mçi quèc gia, lµ t liÖu s¶n xuÊt quan träng cña c¸c nhµ khai th¸c v« tuyÕn. ViÖc ph©n bæ tÇn sè cho c¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng lµ viÖc lµm cÇn thiÕt víi môc tiªu quan träng lµ h¹n chÕ ¶nh hëng lÉn nhau cña c¸c hÖ thèng v« tuyÕn nãi chung vµ c¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng nãi riªng.
H×nh 1-2. Ph©n bæ phæ tÇn ë WRC-92 cho IMT-2000
ViÖc ph©n bæ tÇn sè cho c¸c hÖ thèng IMT-2000 ®îc c«ng bè t¹i c¸c kú héi nghÞ WRC (World Radio Conference). WCR-92 ®îc tæ vµo 02/1992 t¹i Malaga x¸c ®Þnh d¶i tÇn lµ 1885 – 2025MHz vµ 2110 – 2200 MHz dµnh cho c¸c hÖ thèng IMT-2000. Ph©n bæ phæ tÇn ë WRC-92 cho IMT-2000 ®îc cho ë h×nh 1-2.
WRC-2000 xö lý c¸c vÊn ®Ò phæ tÇn ®Ó øng dông cho c¸c th«ng tin di ®éng tiªn tiÕn trong khu«n khæ IMT-2000 víi môc tiªu x¸c ®Þnh c¸c b¨ng th«ng bæ xung cã thÓ tho¶ m·n nhu cÇu vµo kho¶ng thêi gian 2005-2010. Ph©n bæ phæ tÇn ë WRC-99 cho IMT-2000 ®îc cho ë h×nh 1-3.
H×nh 1-3. Ph©n bæ phæ tÇn ë WRC-2000 cho IMT-2000
CÊu tróc cña hÖ thèng UMTS
HÖ thèng UMTS ®îc ph¸t triÓn cho c¸c níc sö dông hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ hai lµ GSM vèn chiÕm hín 65% thÞ phÇn thuª bao di ®éng trªn thÕ giíi. Môc tiªu ban ®Çu hÖ thèng UMTS kh«ng ph¶i t¬ng thÝch víi hÖ thèng GSM nhng phÇn m¹ng lâi cña hÖ thèng UMTS l¹i ®îc ph¸t triÓn theo híng tËn dông l¹i tèi ®a thiÕt bÞ cña hÖ thèng GSM. UMTS nhËn ®îc sù ñng hé lín nhÊt tríc hÕt nhê tÝnh linh ho¹t cña líp vËt lý trong viÖc hç trî c¸c kiÓu dÞch vô kh¸c nhau ®Æc biÖt lµ c¸c dÞch vô tèc ®é bit thÊp vµ trung b×nh. Víi nh÷ng tÝnh n¨ng trªn, hÖ thèng UMTS mang l¹i nh÷ng u ®iÓm sau:
C¶i thiÖn nh÷ng hÖ thèng th«ng tin di ®éng hiÖn t¹i: c¶i thiÖn dung lîng, c¶i thiÖn vïng phñ sãng.
§em l¹i tÝnh linh ho¹t cao trong viÖc cung cÊp dÞch vô.
Thùc hiÖn truy nhËp gãi hiÖu vµ tin cËy
Mang l¹i tÝnh linh ho¹t cao trong vËn hµnh: hç trî ho¹t ®éng kh«ng ®ång bé gi÷a c¸c tr¹m gèc nªn triÓn khai thuËn lîi trong nhiÒu m«i trêng.
HÖ thèng UMTS ®îc sö dông hai gi¶i ph¸p lµ FDD vµ TDD. Trong ®ã FDD sö dông c«ng nghÖ WCDMA, cßn TDD sö dông c«ng nghÖ TD/CDMA. Tuy vËy, gi¶i ph¸p FDD ®îc ph¸t triÓn réng r·i h¬n v× cã nhiÒu u ®iÓm ®Æc biÖt trong viÖc sö dông b¨ng tÇn ®èi xøng. Cßn gi¶i ph¸p TDD chñ yÕu dïng cho c¸c « quy m« nhá nh « micro hay « picro.
CÊu tróc cña hÖ thèng
PhÇn nµy, sÏ xÐt tæng quan vÒ cÊu tróc cña hÖ thèng UMTS. CÊu tróc cña hÖ thèng UMTS bao gåm c¸c phÇn m¹ng logic vµ c¸c giao diÖn. HÖ thèng nµy gåm cã nhiÒu phÇn tö, mçi phÇn tö cã chøc n¨ng kh¸c nhau. C¸c phÇn tö cña hÖ thèng UMTS cã thÓ ph©n chia nh chØ ra ë h×nh 1-4.
Trong c¸c phÇn tö cña m¹ng UMTS, mét sè phÇn tö vÒ c¬ b¶n cã chøc n¨ng gièng nh trong hÖ thèng GSM. C¸c phÇn tö cßn l¹i cã chøc n¨ng nh sau:
USIM: M«®un nhËn d¹ng thuª bao UMTS, t¬ng tù nh thÎ SIM trong m¹ng GSM.
ME: ThiÕt bÞ di ®éng, chÝnh lµ phÇn m¸y di ®éng kh«ng kÓ USIM.
UE: ThiÕt bÞ ngêi sö dông, t¬ng tù nh MS trong m¹ng GSM.
Node B: Tr¹m gèc trong UMTS, t¬ng tù BTS trong hÖ thèng GSM. Node B vµ Iub, nã còng tham gia vµo viÖc qu¶n lý c¸c tµi nguyªn v« tuyÕn.
RNC: Bé ®iÒu khiÓn m¹ng v« tuyÕn, chøc n¨ng t¬ng tù nh BSC trong m¹ng GSM.
SGSN: Nót hç trî dÞch vô GPRS, cã chøc n¨ng t¬ng tù nh MSC/VLR nhng ®îc sö dông cho phÇn dÞch vô chuyÓn m¹ch gãi.
GGSN: Nót hç trî cæng GPRS, cã chøc n¨ng gièng nh GMSC nhng liªn quan ®Õn c¸c dÞch vô PS.
H×nh 1-4. C¸c phÇn tö cña m¹ng UMTS mÆt ®Êt.
1.5.2.M¹ng truy nhËp vè tuyÕn UTRAN
CÊu tróc cña UTRAN ®îc tr×nh bµy nh h×nh vÏ:
H×nh 1-5. CÊu tróc m¹ng truy nhËp v« tuyÕn UTRAN
M¹ng truy nhËp v« tuyÕn UTRAN bao gåm mét hay nhiÒu hÖ thèng con m¹ng v« truyÕn RNS (Radio Network Subsystem). Mçi RNS lµ mét m¹ng con trong UTRAN bao gåm mét bé ®iÒu khiÓn RNC vµ c¸c Node B. C¸c RNC cã thÓ ®îc kÕt nèi qua giao diÖn Iur, c¸c RNC vµ Node B ®îc kÕt nèi qua giao diÖn Iub.
C¸c tÝnh n¨ng chñ yÕu cña UTRAN gåm:
Hç trî c¸c chøc n¨ng ë m¹ng v« tuyÕn: Hai yªu cÇu quan träng nhÊt lµ kh¶ n¨ng hç trî chuyÓn giao mÒm vµ c¸c thuËt to¸n qu¶n lý tµi nguyªn v« tuyÕn ®Æc thï.
Xö lý sè liÖu PS vµ CS: Sö dông mét ng¨n xÕp giao thøc duy nhÊt ë giao diÖn v« tuyÕn ®Ó xö lý c¶ hai lo¹i sè liÖu chuyÓn m¹ch kªnh vµ chuyÓn m¹ch gãi.
ChÕ ®é chuyÓn t¶i: Sö dông ATM lµ chÕ ®é chuyÓn t¶i chÝnh ë UTRAN
Cßn hai phÇn tö chÝnh cña m¹ng UTRAN lµ Node B vµ RNC cã chøc n¨ng nh sau:
Node B: Chøc n¨ng chÝnh cña Node B lµ xö lý líp vËt lý (L1) ë giao diÖn v« tuyÕn nh m· hoa kªnh, ®an xen, tr¶i phæ, ®iÒu chÕ,…Nã còng thùc hiÖn mét chøc n¨ng tµi nguyªn v« tuyÕn nh ®iÒu khiÓn c«ng suÊt vßng trong…
RNC: Trong trêng hîp Node B chØ cã mét kÕt nèi víi m¹ng th× RNC chÞu tr¸ch nhiÖm ®iÒu khiÓn Node B ®îc gäi lµ CRNC (Controlling RNC). Ngîc l¹i, khi Node B cã h¬n mét kÕt nèi m¹ng th× c¸c RNC ®îc chia thµnh hai lo¹i kh¸c nhau theo vai trß logic cña chóng.
RNC phôc vô (Serving RNC): §©y lµ RNC kÕt nèi c¶ ®êng lu lîng vµ b¸o hiÖu RANAP víi m¹ng lâi. SRNC còng kÕt cuèi b¸o hiÖu ®iÒu khiÓn tµi nguyªn v« tuyÕn v« tuyÕn gi÷a UE vµ UTRAN, xñ lý sè liÖu líp 2 (L2) tõ/tíi giao diÖn v« tuyÕn. SRNC cña Node B nµy còng cã thÓ l¶ CRNC cña mét Node B kh¸c.
RNC tr«i (Drift RNC): §©y lµ RNC bÊt kú kh¸c víi SRNC, ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c « ®îc MS sö dông. Khi cÇn, DRNC cã thÓ thùc hiÖn kÕt hîp vµ ph©n chia ë ph©n tËp vÜ m«. DRNC kh«ng thùc hiÖn xö lý ë líp 2 (L2) ®èi sè liÖu tõ/tíi giao diÖn v« tuyÕn mµ chØ ®Þnh tuyÕn sè liÖu mét c¸ch trong suèt gi÷a c¸c giao diÖn Iub vµ Iur. Mét UE cã thÓ kh«ng cã hoÆc cã mét hay nhiÒu DRNC.
1.5.3.M¹ng lâi vµ c¸c ph¸t hµnh cña 3GPP.
Ph¸t hµnh cña hÖ thèng UMTS kh«ng ®îc ph¸t hµnh hµng n¨m nh hÖ thèng GSM. Ph¸t hµnh ®Çu tiªn cña hÖ thèng UMTS lµ 3GPP Release 1999, sau ®ã lµ ph¸t hµnh 3GPP Release 2000 ®îc chia thµnh 3GPP Release 4 vµ 3GPP Release 5.
3GPP Release 1999: §©y cã thÓ nãi lµ tËp tiªu chuÈn ®Çu tiªn cho hÖ thèng UMTS ®îc ®a ra cuèi n¨m 1999. M¹ng lâi trong ph¸t hµnh nµy kh«ng kh¸c biÖt lín so víi m¹ng lâi ë hÖ thèng GSM.
3GPP Release 2000: Ph¸t hµnh nµy rÊt kh¸c biÕt so víi ph¸t hµnh tríc v× ph¸t hµnh nµy nh»m ®Ò cËp ®Õn kiÕn tróc m¹ng UMTS hoµn toµn dùa trªn nÒn IP víi c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch gãi. Cã thÓ nãi m¹ng nµy ®¬n gi¶n h¬n lµ m¹ng All IP. 3GPP Release 2000 gåm hai ph¸t hµnh:
3GPP Release 4: §©y lµ tËp tiªu chuÈn thø hai ®îc ra vµo th¸ng 03 n¨m 2001. KiÕn tróc ph¸t hµnh nµy lµ kiÕn tróc m¹ng ph©n bè, x©y dùng hoµn toµn trªn nÒn t¶ng giao thøc IP.
3GPP Release 5: §©y lµ mét tËp tiªu chuÈn mµ ®îc ®a ra vµo th¸ng 03 n¨m 2002. TËp tiªu chuÈn nµy lµ m¹ng ®a ph¬ng tiÖn IP víi m¹ng b¸o hiÖu vµ ®iÒu khiÓn ®Òu ®îc x©y dùng trªn giao thøc IP.
KiÕn tróc m¹ng UMTS ë 3GPP Release 1999
KiÕn tróc m¹ng ë 3GPP Release 99 ®îc thÓ hiÖn nh h×nh vÏ:
H×nh 1-6. KiÕn tróc m¹ng UMTS ë 3GPP Release 1999
Tõ h×nh vÏ 1.6 ta thÊy kiÕn tróc m¹ng 3G Rel99 còng kh«ng kh¸c g× nhiÒu so víi kiÕn tróc m¹ng GSM, nhng trong kiÕn tróc m¹ng nµy ta cã thÓ thÊy ®îc lµ nã cã hç trî thªm c¸c node lµ: SGSN, GGSN vµ GMSC,…Cô thÓ nh sau:
M¹ng lâi gåm c¸c MSC, SGSN,GGSN,GMSC vµ c¸c phÇn tö kh¸c chøa c¸c c¬ së d÷ liÖu cÇn thiÕt cña m¹ng th«ng tin di ®éng nh: HLR,AUC, VLR,..Cßn m¹ng truy nhËp v« tuyÕn UTRAN th× ta cã thÓ xem trong hai khÝa c¹nh tøc lµ giai ®o¹n ®Çu ta võa triÓn khai m¹ng 3G, cßn hÖ thèng GSM sÏ vÉn cßn tån t¹i. VËy ta thÊy ®îc c¶ hai bé phËn bao gåm: RNC vµ BSC. C¸c giao diÖn m¹ng UTRAN cña ph¸t hµnh nµy ®Òu x©y dùng trªn c¬ së ATM, cßn giao diÖn gi÷a SGSN vµ GGSN lµ sö dông giao thøc IP vµ b¸o hiÖu sè 7 (SS7) còng sö dông trong cña c¸c bé phËn kh¸c.
1.5.3.2.KiÕn tróc m¹ng 3GPP Release 4
§iÓm kh¸c biÖt chñ yÕu cña ph¸t hµnh 3GPP Release 4 so víi ph¸t hµnh 3GPP Release 99 lµ m¹ng lâi trong ph¸t hµnh 3GPP Release 4 sö dông kiÕn tróc ph©n bè.
H×nh 1-7. KiÕn tróc m¹ng UMTS ë 3GPP Release 4
Trong kiÕn tróc ph©n bè ë ph¸t hµnh nµy, phÇn b¸o hiÖu vµ lu lîng cña chuyÓn m¹ch kªnh ®îc t¸ch hai tuyÕn riªng biÖt. PhÇn chuyÓn m¹ch kªnh gièng nh trong ph©n hµnh 3GPP Release 99. C¸c phÇn tö MSC vµ GMSC ®îc t¸ch thµnh hai thµnh phÇn sau:
MSC: §îc chia thµnh c¸c thµnh phÇn sau:
MSC Server: Chøa tÊt c¶ c¸c phÇn mÒm ®iÒu khiÓn cuéc gäi vµ qu¶n lý di ®éng cã ë mét MSC tiªu chuÈn. MSC vµ GMSC kÕt nèi víi MGW b»ng giao thøc MEGACO vµ víi GSMC b»ng giao thøc BICC.
MGW (Cæng ®a ph¬ng tiÖn): Chøa ma trËn chuyÓn m¹ch ho¹t ®éng díi sù diÒu khiÓn cña phÇn mÒm t¹i MSC Server (Softswich). ViÖc t¸ch MSC thµnh hai thµnh phÇn cßn cho phÐp chuyÓn ®æi tèc ®é sang 64 Kbps chØ cÇn thùc hiÖn ë giao diÖn MGW víi m¹ng ngoµi mµ kh«ng cÇn thùc hiÖn trong m¹ng lâi cña UMTS.
GMSC: Thµnh phÇn nµy còng ®îc chia thµnh hai thµnh phÇn lµ GMSC Server vµ MGW, GMSC Server cã chøc n¨ng t¬ng tù nh MSC Server
Nh vËy, ta cã thÓ nãi r»ng trong ph¸t hµnh nµy tån t¹i hai ®¬ng trôc c¶ chuyÓn m¹ch kªnh vµ chuyÓn m¹ch gãi. Ngoµi ra trong m«i trêng m¹ng lâi th× ®Òu sö dông giao thøc IP vµ ATM, vµ trong ®ã UMTS ®îc sö dông b¸o hiÖu sè 7 (SS7).
1.5.3.3.KiÕn tróc m¹ng ë 3 GPP Release 5.
KiÕn tróc m¹ng ë 3GPP Release 5 lµ kiÕn tróc m¹ng ®a ph¬ng tiÖn IP. §iÓm næi bËt nhÊt trong kiÕn tróc nµy lµ sù héi tô toµn diÖn cña tiÕng vµ sè liÖu: c¶ tiÕng vµ sè liÖu ®îc xö lý gièng nhau trªn toµn bé ®êng truyÒn tõ ®Çu cuèi tíi ®Çu cuèi. KiÕn tróc m¹ng 3GPP Release 5 nh h×nh vÏ 1.8.
Chøc n¨ng cña mét sè phÇn tö nh:
CSCF: Qu¶n lý viÖc thiÕt lËp, duy tr× vµ gi¶i phãng c¸c phiªn ®a ph¬ng tiÖn ®Õn vµ tõ ngêi sö dông.
SGSN/GGSN: Cã chøc n¨ng hç trî c¶ dÞch vô d÷ liÖu chuyÓn m¹ch kªnh vµ chuyÓn m¹ch gãi.
MRF: Thùc hiÖn chøc n¨ng lËp cÇu héi nghÞ nh»m hç trî c¸c chøc n¨ng nh tæ chøc cuéc gäi nhiÒu phÝa vµ dÞch vô héi nghÞ.
MGCF: §iÒu khiÓn c¸c cæng ®a ph¬ng tiÖn MGW.
H×nh 1-8. KiÕn tróc m¹ng ®a ph¬ng tiÖn IP cña 3GPP Release 5
Tµi liÖu tham kh¶o
[1] Ts. NguyÔn Ph¹m Anh Dòng.”Th«ng tin di ®éng thÕ hÖ ba”, Häc viÖn C«ng nghÖ BCVT, 2002, ch¬ng 1.
[2] Harri Holma and Antti Toskala. ”WCDMA for UMTS”, John Wiley & Sone, Lt®, 2000.
[3] Clint Smith and Daniel Collins. “ 3G Wireless Networks”, McGraw-Hill, 2002.
[4] www.nmscommunications.com/3Gtutorial
[5] www.umtsworld.com
[6] www.laotel.com
[7] Mét sè tµi liÖu tiÕng Lµo