Bài giảng Về thông tin di động

Thông tin di đ ngộ N i dung môn h cộ ọ  Ph n 1: T ng quan v h th ng TTDDầ ổ ề ệ ố  Ph n 2: H th ng GSMầ ệ ố  Ph n 3: 3G và UMTS/WCDMAầ  Ph n 4: Các kênh và l p giao th c WCDMAầ ớ ứ Tài li u tham kh oệ ả  Thông tin di đ ng s , Ericsson, 1996ộ ố  www.wikipedia.org  Tính toán m ng thông tin di đ ng s cellular, ạ ộ ố Th y Vũ Đ c Thầ ứ ọ  GSM, CdmaOne and 3G Systems, Raymond Steele, Chin-Chun Lee, Peter Gould  GSM, Switching, Services and Protocols, John Wiley & Sons  Website c a t p chí b u chính vi n thông, đ a ch : ủ ạ ư ễ ị ỉ   Ph n 1ầ TỔNG QUAN VỀ  HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG  N i dungộ  L ch s phát tri nị ử ể  C u trúc h th ngấ ệ ố  T bàoế  Đa truy nh pậ ξ1. L ch s phát tri nị ử ể Gi i thi u chungớ ệ :  H th ng thông tin di đ ng t bào s ệ ố ộ ế ố (Digital Cellular mobile communication systems) hay còn g i là h th ng ọ ệ ố thông tin di đ ng ộ (mobile systems) là h th ng liên l c ệ ố ạ v i nhi u đi m truy nh p khác nhau ớ ề ể ậ (access points, or base stations) trên m t vùng đ a lý hay còn goi là các cell. ộ ị  Ngu i s d ng có th di chuy n trong vùng ph sóng ờ ử ụ ể ể ủ c a các tr m (base station)ủ ạ ξ1. L ch s phát tri nị ử ể  Ra đ i vào nh ng năm 1920 ( là các ph ng ti n thông tin ờ ữ ươ ệ gi a các đ n v c nh sát M )ữ ơ ị ả ỹ  1982 s d ng k thu t TDMA là Nhóm đ c trách di đông ử ụ ỹ ậ ặ GSM (Group Special Mobile) sau này đ c đ i thành H ượ ổ ệ th ng di đ ng toàn c u (ố ộ ầ Global System for Mobile communications  Vi t Nam s d ng GSM t 1993ệ ử ụ ừ  1991 Qualcomm tri n khai h th ng di đ ng trên công ngh ể ệ ố ộ ệ CDMA chu n ẩ IS-95A (Interim Standard-95A)  Viêt Nam tri n khai h th ng di đ ng theo công ngh ể ệ ố ộ ệ CDMA và đ a vào s d ng tháng 7/2003ư ử ụ ξ1. L ch s phát tri nị ử ể Các th h :ế ệ Th h th nh t (1G)ế ệ ứ ấ Th h th hai (2G)ế ệ ứ Th h th ba (3G)ế ệ ứ Th h th b n (4G)ế ệ ứ ố ξ1. L ch s phát tri nị ử ể  First Generation (1G)  H th ng thông tin di đ ng t ng t s d ng ph ng th c ệ ố ộ ươ ự ử ụ ươ ứ đa truy nh p phân chia theo t n s FDMA và đi u ch t n ậ ầ ố ề ế ầ s FM.ố  Đ c đi m:ặ ể  Ph ng th c truy nh p: ươ ứ ậ FDMA  D ch v đ n thu n là tho iị ụ ơ ầ ạ  Ch t l ng th pấ ượ ấ  B o m t kémả ậ ξ1. L ch s phát tri nị ử ể  M t s h th ng đi n hình:ộ ố ệ ố ể  NMT: Nordic Mobile Telephone s d ng băng t n 450 MHz. ử ụ ầ Tri n khai t i các n c B c Âu vào năm 1981 (Scandinavia)ể ạ ướ ắ  TACS: Total Access Communication System tri n khai t i ể ạ Anh vào năm 1985.  AMPS: Advanced Mobile Phone System tri n khai t i B c ể ạ ắ M vào năm 1978 t i băng t n 800 MHz.ỹ ạ ầ ξ1. L ch s phát tri nị ử ể  Second Generation (2G)  H th ng di đ ng s t bào:ệ ố ộ ố ế  Dung l ng tăngượ  Ch t l ng tho i t t h nấ ượ ạ ố ơ  H tr các d ch v s li u (data)ỗ ợ ị ụ ố ệ  Ph ng th c truy nh p: ươ ứ ậ  TDMA, CDMA băng h p (NarrowBand)ẹ  Chuy n m ch: chuy n m ch kênh (Circuit Switching).ể ạ ể ạ ξ1. L ch s phát tri nị ử ể  M t s h th ng đi n hình:ộ ố ệ ố ể  GSM: (Global System for Mobile Phone) - TDMA. Tri n khai ể t i Châu Âu.ạ  D-AMPS (IS-136 - Digital Advanced Mobile Phone System) – TDMA. Tri n khai t i Mể ạ ỹ  IS-95 (CDMA one) - CDMA. Tri n khai t i M và Hàn ể ạ ỹ Qu c.ố  PDC (Personal Digital Cellular) – TDMA, Tri n khai t i Nh t ể ạ ậ B n.ả ξ1. L ch s phát tri nị ử ể  Evolved Second Generation (2.5 G)  Các d ch v s li u c i ti n :ị ụ ố ệ ả ế  T c đ bit dố ộ ata cao h n. ơ  H tr k t n i Internet.ỗ ợ ế ố  Ph ng th c chuy n m ch: ươ ứ ể ạ  Chuy n m ch gói - ể ạ Packet Switching Ví d :ụ  GPRS - General Packet Radio Services: Nâng c p t m ng GSM nh m h tr ấ ừ ạ ằ ỗ ợ chuy n m ch gói (172 kbps).ể ạ  EDGE - Enhance Data rate for GSM Evolution  H tr t c đ bit cao h n GPRS trên n n GSM (384 kbps)ỗ ợ ố ộ ơ ề ξ1. L ch s phát tri nị ử ể  Third Generation (3G)  H tr các d ch v s li u gói t c đ cao:ỗ ợ ị ụ ố ệ ố ộ  Di chuy n trên các ph ng ti n (Vehicles): ể ươ ệ 144 kbps - Macro Cell  Đi b , di chuy n ch m (Pedestrians):ộ ể ậ 384 kbps – Micro cell  Văn phòng ( Indoor, stationary users) 2 Mbps - Pico cell  D ch v đa ph ng ti n, k t n i qua Internet, ví d nh : ị ụ ươ ệ ế ố ụ ư  Video Streaming, video conference, web browsing, email, navigational maps . . ξ1. L ch s phát tri nị ử ể  Third Generation (3G)  Hai h ng tiêu chu n cho m ng 3G:ướ ẩ ạ  W-CDMA: UTMS:  Phát tri n t h th ng GSM, GPRSể ừ ệ ố  CDMA 2000 1xEVDO:  Phát tri n t h th ng CDMA IS-95ể ừ ệ ố Cost of moving from GSM to cdmaOne overrides the benefit of the CDMA migration path Source: U.S. Bancorp Piper Jaffray ξ1. L ch s phát tri nị ử ể  Fourth Generation (4G)  Hi n nay đang xây d ng chu n.ệ ự ẩ  C i ti n v d ch v d li u:ả ế ề ị ụ ữ ệ  T c đ bit: 20 – 100 Mb/s.ố ộ  Ph ng th c đi u ch :ươ ứ ề ế  OFDM, MC-CDMA  Xu h ng k t h p: m ng lõi IP + m ng truy nh p di đ ng ướ ế ợ ạ ạ ậ ộ (3G) và truy nh p vô tuy n Wimax & Wi-Fi !ậ ế Distribution of GSM Subscribers  GSM is used by 70% of subscribers worldwide  564 M subs / 800 M subs in July 2001  Most GSM deployments in Europe (59%) and Asia (33%)  ATT & Cingular deploying GSM in US today Number of subscribers in the world (Jul 2001) GSM 71% US TDMA 10% CDMA 12% PDC 7% Source: EMC World Cellular / GSM Association ξ1. L ch s phát tri nị ử ể  Fourth Generation (4G)  Hi n nay đang xây d ng chu n.ệ ự ẩ  C i ti n v d ch v d li u:ả ế ề ị ụ ữ ệ  T c đ bit: 20 – 100 Mb/s.ố ộ  Ph ng th c đi u ch :ươ ứ ề ế  OFDM, MC-CDMA  Xu h ng k t h p: m ng lõi IP + m ng truy nh p di đ ng ướ ế ợ ạ ạ ậ ộ (3G) và truy nh p vô tuy n Wimax & Wi-Fi !ậ ế ξ2. C u trúc h th ngấ ệ ố ξ2. C u trúc h th ngấ ệ ố Trong đó:  HLR: Home Location Register: b đăng ký đ nh v th ng ộ ị ị ườ trú  VLR: Visited Location Register: b đăng ký đ nh v t m trúộ ị ị ạ  AuC: Authentication Center: Trung tâm nh n th cậ ự  MSC: Mobile Switching Center: Trung tâm chuy n m ch di ể ạ đ ngộ ξ3. Khái ni m t bàoệ ế  Cell – t bào hay ô: là đ n v c s c a m ng, t i đó tr m di ế ơ ị ơ ở ủ ạ ạ ạ đ ng MS ti n hành trao đ i thông tin v i m ng qua tr m thu phát ộ ế ổ ớ ạ ạ g c BTS (BS).ố  Trong đó:  MS: Mobile Station - tr m di đ ng.ạ ộ  BTS (BS): Base Tranceiver Station (Base Station) ξ3. Khái ni m t bàoệ ế Trạm thu phát gốc BTS  – Base  Transceiver  Station Tế bào ­ cell ξ3. Khái ni m t bàoệ ế  Ph ng th c ph sóng: ươ ứ ủ  an ten vô h ng và có h ngướ ướ  1 ho c 3 anten ặ  Đ nh y thu - Receive Sensitivity: ộ ạ  M c công su t t i thi u mà t i đó máy thu v n nh n ứ ấ ố ể ạ ẫ ậ đ c tín hi u.ượ ệ  Đ n v : [dBm]ơ ị  VD: Card m ng WLAN theo chu n 802.11 có đ nh y ạ ẩ ộ ạ thu là -96 dBm ξ4. Các ph ng th c đa truy nh pươ ứ ậ  FDMA: Frequency Division Multiple Access đa truy nhâp phân chia theo t n sầ ố  TDMA: Time Division Multiple Access đa truy nhâp phân chia theo th i gianờ  CDMA: Code Division Multiple Access đa truy nhâp phân chia theo mã Băng t n c a h th ngầ ủ ệ ố  M i h th ng thông tin di đ ng đ c c p phát m t ho c nhi u băng ỗ ệ ố ộ ượ ấ ộ ặ ề t n xác đ nh.ầ ị  Trong m i băng t n, các kênh vô tuy n c a h th ng s đ c n ỗ ầ ế ủ ệ ố ẽ ượ ấ đ nh.ị  Ví d : Băng t n GSM 900 đ c c p phát làụ ầ ượ ấ - UL: 890 MHz – 915 MHz - DL: 935 MHz – 960 MHz Ph n 2ầ HỆ THỐNG GSM N i dungộ  C u trúc h th ngấ ệ ố  Phân c p vùng ph c vấ ụ ụ  Các giao di n ệ  Các giao th cứ  S d ng l i t n sử ụ ạ ầ ố  Chu trình cu c g i và chuy n giaoộ ọ ể ξ2.1. C u trúc h th ng GSMấ ệ ố  M ng thông tin di đ ng m t đ t công c ng PLMN (Public Land ạ ộ ặ ấ ộ Mobile Network) theo chu n GSM đ c chia thành 3 (4) phân h ẩ ượ ệ chính sau:  Phân h chuy n m ch - ệ ể ạ NSS  Network Switching Subsystem.  Phân h vô tuy n - ệ ế RSS = BSS + MS  Radio SubSystem  Phân h v n hành và b o d ng - ệ ậ ả ưỡ OMS  Operation and Maintenance Subsystem ξ2.1. C u trúc h th ng GSMấ ệ ố msc iwf ec eir vlr auc hlr NSS bsc bts bts bts S I E M E N S N IX D O R F trau BSS omc Data  NetwoRK pstn ms Me sim Kết nối mang thông tin báo hiệu /điều khiển Kết nối mang thông tin người sử dụng và báo hiệu IWF: InterWorking Function ­ Khối tương tác mạng EC: Echo Canceler ­ Khối triệt tiếng vọng Omc­ s Omc­ r 1. Tr m di đ ng MS - Mobile Stationạ ộ  Tr m di đ ng ạ ộ MS = ME + SIM  ME : Mobile Equipment - thi t b di đ ngế ị ộ  SIM: Subscriber Indentity Module Module nh n d ng thuê bao.ậ ạ  ME = hardware + software  ME  IMEI = Assigned at the factory Serial Number Final Assembly Code Type Approval Code 6 digits 2 digits IMEI 6 digits Sp 1 digit Tr m di đ ng MS - Mobile Stattionạ ộ  SIM: l u gi các thông tin nh n th c thuê bao và m t mã ư ữ ậ ự ậ hóa/gi i m t mã hóa.ả ậ  Các thông tin l u gi trong SIM:ư ữ  Các s nh n d ng ố ậ ạ IMSI, TMSI  Khóa nh n th c Kậ ự i  S hi u nh n d ng vùng đ nh v ố ệ ậ ạ ị ị LAI: (Location Area ID)  Khóa m t mã Kậ c  Danh sách các t n s lân c nầ ố ậ Phân h tr m g c BSSệ ạ ố  BSS: Base Station Subsystem  BSS = TRAU + BSC + BTS  TRAU (XCDR): B chuy n đ i mã và ph i h p t c đ .ộ ể ổ ố ợ ố ộ  BSC: B đi u khi n tr m g c.ộ ề ể ạ ố  BTS: tr m thu phát g c.ạ ố  BSS k t n i v i NSS qua lu ng PCM c s 2 Mbps.ế ố ớ ồ ơ ở B đi u khi n tr m g c BSCộ ề ể ạ ố  BSC: Base Station Controller  B đi u khi n tr m g c BSC th c h ên các ch c ộ ề ể ạ ố ự ị ứ năng sau:  Đi u khi n m t s tr m BTS: x lý các b n tin báo hi u, ề ể ộ ố ạ ử ả ệ đi u khi n,v n hành & b o d ng đi/đ n BTS.ề ể ậ ả ưỡ ế  Kh i t o k t n i.ở ạ ế ố  Đi u khi n chuy n giao:Intra & Inter BTS HOề ể ể  K t n i đ n MSC, BTS và OMC.ế ố ế BSS’s components bsc bts trau BSS MSC btsbts BSS = TRAU + BSC + BTS Tr m thu phát g c BTSạ ố  BTS: Base Tranceiver Station ho c ặ BS: Base Station  Tr m thu phát g c BTS th c h ên các ch c năng sau:ạ ố ự ị ứ  Thu phát vô tuy n (Radio Carrier Tx and Rx)ế  Ánh x kênh logic vào kênh v t lý ạ ậ ( Logical to physical Ch Mapping )  Mã hóa/gi i mã hóa (Coding/Decoding)ả  M t mã hóa/gi i m t mã hóa(Ciphering/Deciphering)ậ ả ậ  Đi u ch / gi i đi u ch (Modulating/ Demodulating)ề ế ả ề ế C u hình BSSấ BTS BTS BSC BTS BTS BTS BTS 1 2 3 4 6 7 BTS 5 BTS đặt gần: co­located BTS:  BTS ở xa: remote BTS:  ÷  * Vị trí của BTS so với BSC: * Cấu hình kết nối các BTS: Hình sao: star ­ ,, Hình chuỗi: chain ­ ,,, Mạch vòng: loop ­ ,, ,, ,,  B TRAU (XCDR)ộ TRAU: Transcoding and Rate Adaption Unit ho c ặ XCDR : TransCoDeR chuyển đổi mã MSC PCM: 64 Kbps LPC: 13 Kbps BSC M UX + header: 3 Kbps  Ghép kênh:  4*(3+13) = 64 Kbps  Tốc độ 1 kênh  thoại: 16 Kbps  1 2 3 4 1 TS  1 kênh thoại: 64 kbps 1 TS (64kbps)  4 kênh (16kbps) 2. Phân h chuy n m ch NSSệ ể ạ T ng đài di đ ng MSCổ ộ Ch c năng:ứ • X lý cu c g i (call procesing).ử ộ ọ • Đi u khi n chuy n giao (Handover control).ề ể ể • Qu n lý di đ ng (mobility management).ả ộ • X lý tính c c (billing).ử ướ • T ng tác m ng (interworking function):GatewayMSCươ ạ GMSC B đ nh v th ng trú HLRộ ị ị ườ “HLR là c s d li u tham chi u l u gi lâu dài các thông tin v thuê ơ ở ữ ệ ế ư ữ ề bao”. • Các s nh n d ng: IMSI, MSISDN.ố ậ ạ • Các thông tin v thuê baoề • Danh sách d ch v MS đ c/h n ch s d ng.ị ụ ượ ạ ế ử ụ • S hi u VLR đang ph c v MSố ệ ụ ụ HLR: Home Location Register B đ nh v t m trú VLRộ ị ị ạ “VLR là c s d li u trung gian l u gi t m th iơ ở ữ ệ ư ữ ạ ờ thông tin v thuê bao trong vùng ph c v MSC/VLRề ụ ụ đ c tham chi u t c s d li u HLR”.ượ ế ừ ơ ở ữ ệ • Các s nh n d ng: IMSI, MSISDN,TMSI.ố ậ ạ • S hi u nh n d ng vùng đ nh v đang ph c v MS.ố ệ ậ ạ ị ị ụ ụ • Danh sách d ch v MS đ c/h n ch s d ngị ụ ượ ạ ế ử ụ • Tr ng thái c a MS (b n: busy; r i : idle)ạ ủ ậ ỗ VLR: Visitor Location Register Trung tâm nh n th c AuCậ ự “AuC (AC) là c s d li u l u gi mã khóa cá nhân ơ ở ữ ệ ư ữ Ki c a các thuê bao và t o ra b ba tham s nh n ủ ạ ộ ố ậ th c ‘triple: RAND, Kc,SRES’ khi HLR yêu c u ự ầ đ ti n hành quá trình nh n th c thuê bao”.ể ế ậ ự AuC: Aunthentication Center Kh i nh n d ng thi t b EIRố ậ ạ ế ị EIR: Equipment  Identity Register “EIR là c s d li u thông tin v tính h p l c a thi t b ME qua s ơ ở ữ ệ ề ợ ệ ủ ế ị ố IMEI”. • M t thi t b s có s IMEI thu c 1 trong 3 danh sách: ộ ế ị ẽ ố ộ + Danh sách tr ng (white list) -> valid MEắ + Danh sách đen (black list) -> stolen ME + Danh sách xám (gray list) -> ME is fauly or do not meet curent GSM specifications 3. Phân h v n hành và b o d ng OMSệ ậ ả ưỡ OMS: Operation and Maintenance Subsystem Trung tâm v n hành và b o d ng OMCậ ả ưỡ OMC:     Operation and           Maintenance     Center Trung tâm v n hành và b o d ng OMCậ ả ưỡ C u trúc m ng GSMấ ạ Vùng ph sóng - Vinaphoneủ Miền Bắc KV1: Hà Nội và các  tỉnh phía Bắc đến  Quảng Bình Vùng 1 KV1: Các tỉnh miền Trung từ  Quảng trị đến Khánh hòa và   tỉnh Tây nguyên Vùng 3 Vùng ph sóng - ủ Vinaphone Vùng ph sóng - Vinaphoneủ KV2: TP. Hồ Chí Minh và  các tỉnh phía Nam từ Ninh  thuận đến Cà mau Vùng 2 ξ2.2. Phân c p vùng ph c vấ ụ ụ GSM Service Area Vùng ph c v PLMNụ ụ Vùng đ nh v LAI ị ị và vùng ph c v MSC/VLRụ ụ Số nhận dạng vùng định vị LAI S ố LAI: Location Area Identity => S nh n d ng vùng đ nh vố ậ ạ ị ị S nh n d ng ô toàn c uố ậ ạ ầ GCI: GCI = MCC + MNC + LAC + CI = LAI + CI Location Area  Code (LAC) Mobile country Code (MCC) 3 digits 2 digits 2 Bytes Mobile Network Code  (MNC) Location Area Code (LAC) Mobile country Code (MCC) 3 digits 2 digits Cell Identity (CI) 2 Bytes 2 Bytes Mobile Network Code (MNC) ξ2.3. Các giao diện trong mạng GSM Khái ni mệ  Giao di n - Interfaceệ : ”Là ranh gi i gi a các th c th ch c năng (ớ ữ ự ể ứ functional entities) t i đó khuôn d ng d li u (ạ ạ ữ ệ protocols) và quá trình trao đ i thông tin (ổ procedure) đ c chu n ượ ẩ hóa” GSM’s interfaces Quá trình x lý tín hi u tho i GSMử ệ ạ Speech coding Channel Coding Encry- ption Inter- leaving Burst assembly Modu- lator Speech decoding Channel De- Coding Decry- ption Deinter- leaving Burst disasse- mbly Demod- ulator T C H transmitter receiver Mã hóa ngu nồ Mã hóa kênh M t mã ậ hóa Ghép xen T o ạ c mụ Đi u ề chế tho iạ OR   26 (51 Frames) multiframes 0 1 2 3 2044 2045 2046 2047 0 1 2 3 47 48 49 50 0 1 24 25 T0 T1 … .. T1 1 S T1 2 … .. T2 4 I T0 T1 T2 T3 … . … .. … .. T4 8 T4 9 T5 0 1 superframe = 51 (26 Frames) multiframes 1 hyperframe = 2048 superframes = 2715648 TDMA frames 1 trafic multiframe = 26TDMA frames 1 control multiframe = 51TDMA frames ………. ………. …… 235.4 ms 26 * 51 = 1326 TDMA Frames 6.12 s 0 1 6 7... TDMA Frame burst slot 577 µs 4.615 ms 120 ms Phân c p c u trúc khung - Frame hierarchyấ ấ 3 h 28 min 53.76 s Kênh l u l ng - TCHư ượ Kênh đi u khi n - CCHề ể ξ2.5. S d ng l i t n sử ụ ạ ầ ố  Khái ni m:ệ  S kênh t n s là h u h nố ầ ố ữ ạ  S d ng l i t n s là vi c c p phát cùng m t nhóm t n s vô ử ụ ạ ầ ố ệ ấ ộ ầ ố tuy n t i các v trí đ a lý khác nhau trong m ng mà không làm nh ế ạ ị ị ạ ả h ng đ n ch t l ng k t n i t i giao di n vô tuy n do nhi u ưở ế ấ ượ ế ố ạ ệ ế ễ đ ng kênh và nhi u kênh lân c n gây nên.ồ ễ ậ Trong m ng GSM, m i tr m BTS đ c c p ạ ỗ ạ ượ ấ phát m t nhóm t n s vô tuy n.ộ ầ ố ế Các tr m thu phát g c BTS lân c n đ c c p ạ ố ậ ượ ấ phát các nhóm kênh vô tuy n không trùng v i ế ớ các kênh c a BTS li n k .ủ ề ề Khái ni mệ G B F E A C D A C BG F DE D B F E CAGM t c m - ộ ụ cluster có kích c N cell, đ c lăp l i t i ỡ ượ ạ ạ các v trí đ a lý khác nhau ị ị trong toàn b vùng ph ộ ủ sóng. Các cell cùng tên đ c c p ượ ấ phát cùng m t nhóm t n s vô ộ ầ ố tuy n.ế Khoảng cách giữa hai cell lân cận 2μ Kho ng cách s d ng l i t n s Dả ử ụ ạ ầ ố Kho ng cách s d ng l i t n s Dả ử ụ ạ ầ ố D = khoảng cách giữa hai cell đồng kênh Khoảng cách sử dụng lại tần số D  Ký hi u t ng quát : ệ ổ m u N/Mẫ Trong đó: N = t ng s site / clusterổ ố M = t ng s cell / clusterổ ố  H s s d ng l i t n s : ệ ố ử ụ ạ ầ ố 1/M M u s d ng l i t n sẫ ử ụ ạ ầ ố V i site phân cung 120ớ 0 thì : M = 3N ⇒3 m u chu n hóa:ẫ ẩ M u ẫ 3/9, 4/12 và 7/21 M u s d ng l i t n sẫ ử ụ ạ ầ ố Cell 120 0 Site A A1 A2 A3 M u s d ng l i t n s 3/9ẫ ử ụ ạ ầ ố Cluste r A1 A2 A3 B1 B2 B3 B1 B2 B3 A1 A2 A3 B1 B2 B3C1 C2 C3 A1 A2 A3 B1 B2 B3C1 C2 C3 ξ5. Chu trình cuộc gọi và chuyển giao Chu trình cu c g iộ ọ  Cu c g i k t thúc t i MSộ ọ ế ạ MTC - Mobile Terminating Call ví d : Cu c g i t PSTN đ n PLMN ụ ộ ọ ừ ế  Cu c g i kh i t o t MS ộ ọ ở ạ ừ MOC - Mobile Originating Call  Tr ng thái c a MS:ạ ủ  MS t t máy (detached)ắ  MS b t máy (atached): ậ - r i (idle).ỗ - b n (busy).ậ  0912345678   0912345678  Chu trình cu c g iộ ọall sequence: MTC TP. Ha Noi HCM Mobile Terminating Call (1) Mobile Terminating Call (2) Mobile Terminating Call (3) Mobile Terminating Call (4) Chuy n giao cu c g i – HO (Hand Over)ể ộ ọ Phân loại chuyển giao theo cấp điều khiển MSC MSC BSC BSCBSC BTS BTS BTSBTS MS MS MS MS 1 2 3 4 ξ2.9. GPRS General Packet Radio Service D ch v vô tuy n gói chung ị ụ ế C u trúc c a GSMấ ủ SD Mobile Station BTS MSC/ VLR SIM ME BSC Base Station Subsystem GMSC Network Subsystem AUCEIR HLR Other Networks Note: Interfaces have been omitted for clarity purposes. + PSTN PLMN Internet SD Mobile Station BTS MSC/ VLRBSC Base Station Subsystem GMSC Network Subsystem AUCEIR HLR Other Networks Note: Interfaces have been omitted for clarity purposes. GGSNSGSN SIM ME + PSTN PLMN Internet Cấu trúc hệ thống GPRS  SGSN: Serving GPRS Support Node Nút h tr d ch v GPRSỗ ợ ị ụ - Qu n lý di đ ngả ộ - M t mã và nénậ - Đóng gói và truy n d n góiề ẫ  GGSN: Gateway GPRS Support Node Nút h tr c ng GPRSỗ ợ ổ - Liên k t gi a các m ngế ữ ạ - Đ nh tuy n d li uị ế ữ ệ Ph n 3ầ 3G and UMTS/WCDMA M c tiêuụ  Mô t các yêu c u chính c a UMTS/WCDMAả ầ ủ  Li t kê các phiên b n chính c a chu n UMTS và cái mà phiên ệ ả ủ ẩ b n đó h trả ỗ ợ  Li t kê các thành ph n chính trong m ng UMTS và các ch c ệ ầ ạ ứ năng c a chúngủ  Mô t các giao th c giao di n vô tuy n UMTS và các kênhả ứ ở ệ ế Tài li u tham kh oệ ả  Christophe Chevallier, Christopher Brunner, Andrea Garavaglia, Kevin P. Murray, and Kenneth R. Baker, editors. WCDMA (UMTS) Deployment Handbook, Wiley & Sons, Ltd., 2006. (ISBN 13: 978-0-470-03326-5) (ISBN 10: 0-470-03326-6)  Juha Korhonen, Introduction to 3G Mobile Communications, Artech House, 2001 (ISBN 10: 158053287X)  3rd Generation Partnership Project Technical Specifications, ftp://ftp.3gpp.org/Specs T GSM đ n UMTSừ ế 3G hay IMT-2000 là gì?  T ch c ITU (International Telecommunication Union) đ nh nghĩa các yêu ổ ứ ị c u tr ng y u cho các d ch v vi n thông di đ ng qu c t (International ầ ọ ế ị ụ ễ ộ ố ế Mobile Telecommunications 2000 / IMT-2000), th ng đ c bi t đ n ườ ượ ế ế nh …..ư 3G ITU thông qua h chu n th a mãn đ c tiêu chí c a IMT-2000ọ ẩ ỏ ượ ủ  Các yêu c u 3Gầ o Kh năng h th ng c i thi n, t ng thích v i h th ng 2G, h tr đa ả ệ ố ả ệ ươ ớ ệ ố ỗ ợ ph ng ti n, các d ch v d li u gói t c đ cao th a mãn các tiêu chí ươ ệ ị ụ ữ ệ ố ộ ỏ sau: − 2 Mb/s trong môi tr ng c đ nh ho c trong tòa nhàườ ố ị ặ − 384kb/s trong môi tr ng thành ph ho c v i ng i đi bườ ố ặ ớ ườ ộ − 144kb/s trong môi tr ng di đ ng di n r ngườ ộ ệ ộ UMTS là gì ?  Universal Mobile Telecommunications System – UMTS  Là m t chu n IMT-2000 - gi i pháp vô tuy n di đ ng 3Gộ ẩ ả ế ộ  Đ c thi t k đ có th đ c tri n khai s d ng l i ph n l n ượ ế ế ể ể ượ ể ử ụ ạ ầ ớ m ng lõi GSM/GPRSạ  UMTS s d ng công ngh truy nh p vô tuy n d a vào CDMA ử ụ ệ ậ ế ự hoàn toàn m i trong d ng WCDMAớ ạ  H tr đa d ch v , phân bi t ch t l ng d ch v t t h n và t c ỗ ợ ị ụ ệ ấ ượ ị ụ ố ơ ố đ d li u cao h n ( t i 14Mb/s)ộ ữ ệ ơ ớ WCDMA là gì?  WCDMA = wideband code division multiple access  WCDMA (còn đ c bi t đ n nh UTRA-FDD) có các kênh ượ ế ế ư riêng r m i kênh r ng 5MHz đ c dành cho liên l c c ẽ ỗ ộ ượ ạ ở ả uplink và downlink  WCDMA là công ngh m ng truy nh p vô tuy n (radio access ệ ạ ậ ế network –RAN) trong chu n UMTSẩ  R t nhi u ng i s d ng t UMTS nh WCDMA ấ ề ườ ử ụ ừ ư  Bài gi ng này dùng t WCDMA đ ch t i công ngh t i giao ả ừ ể ỉ ớ ệ ạ di n vô tuy n s d ng trong UMTS, và UMTS đ ch t i m t ệ ế ử ụ ể ỉ ớ ộ h th ng hoàn ch nhệ ố ỉ M ng UMTSạ D i t n đ c c p phát cho UMTS-WCDMAả ầ ượ ấ Băng thông UMTS-WCDMA Ai đ nh nghĩa các chu n UMTS/WCDMA ?ị ẩ Các phiên b n và đ c tính 3GPPả ặ Con đ ng phát tri n băng r ng di đ ng đã đ c hình thành thành côngườ ể ộ ộ ượ M t s chu n UMTS ộ ố ẩ Ch đủ ề S specification seriesố Hi u su t RFệ ấ 25.1xx L p v t lýớ ậ 25.2xx L p 2 và 3ớ 25.3xx UTRAN 25.4xx L p NAS (CC,SS, SMS,MM)ớ 22.xxx, 23.xxx, 24.xxx D ch v d li u chuy n m ch góiị ụ ữ ệ ể ạ 22.060, 23.060 D ch v d li u chuy n m ch kênhị ụ ữ ệ ể ạ 23.910 D ch v tho iị ụ ạ 26.Xxx USIM 31.xxx LTE 36.xxx T GSM đ n WCDMA – d ch v d li uừ ế ị ụ ữ ệ T GSM đ n WCDMA – s phát tri n c a ừ ế ự ể ủ t c đ d li uố ộ ữ ệ Ki n trúc m ng UMTSế ạ Ki n trúc m ng UMTSế ạ Thi t b ng i dùng (UE)ế ị ườ  Universal subscriber Indentity Module (USIM)  ng d ng đ qu n lý thông tin ứ ụ ể ả đăng ký hòa m ng c a UE và ạ ủ các ch c năng authenticationứ  Thi t b di đ ng (Mobile ế ị ộ Equipment) M ng truy nh p vô tuy n m t đ t toàn c u ạ ậ ế ặ ấ ầ (UTRAN)  UTRAN = Universal terrestrial radio access network M ng lõi (CN- core network) ạ Topology m ng UMTS – quy ho ch m ngạ ạ ạ Ph n 4ầ Các kênh và l p giao th c WCDMAớ ứ Đ i t ng h c h i c a ph nố ượ ọ ỏ ủ ầ  Mô t gói giao th c AS/NAS trong phiên b n 99 UMTSả ứ ả  Gi i thích s khác bi t gi a m t ph ng ki m soát và m t ả ự ệ ữ ặ ẳ ể ặ ph ng ng i s d ngẳ ườ ử ụ  Mô t các ch c năng giao th c c a t ng truy nh p chính ả ứ ứ ủ ầ ậ  Gi i thích các ch c năng kênh c a Rel99 chính và ánh x c a ả ứ ủ ạ ủ chúng Giao th c báo hi u UMTSứ ệ Gói giao th c báo hi u UEứ ệ M t ph ng ki m soát chuy n m ch kênhặ ẳ ể ể ạ M t ph ng ki m soát chuy n m ch góiặ ẳ ể ể ạ M t ph ng ng i dùng chuy n m ch kênhặ ẳ ườ ể ạ M t ph ng ng i dùng chuy n m ch góiặ ẳ ườ ể ạ V a truy nh pỉ ậ Các giao th c v a truy nh pứ ỉ ậ  L p 3 – ki m soát ngu n vô tuy n (RRC – radio resource ớ ể ồ ế control)  L p 2:ớ  Giao th c h i t d li u gói ( PDCP – packet data convergence ứ ộ ụ ữ ệ protocol)  Ki m soát phát đa đi m/qu ng bá (BMC – broadcast/multicast ể ể ả control)  Ki m soát liên k t vô tuy n (RLC – radio link control)ể ế ế  Ki m soát truy nh p môi tr ng truy n d n ( MAC - medium ể ậ ườ ề ẫ access control)  L p 1 – l p v t lýớ ớ ậ L p 3 - Ki m soát ngu n tài nguyên vô ớ ể ồ tuy n RRCế  Ki m soát v a truy nh pể ỉ ậ  Thông báo và nh n tinắ  Báo cáo và ki m soát đo đ cể ạ  Qu n lý k t n i RRCả ế ố  Qu n lý bearer vô tuy nả ế  Thông tin h th ng qu ng báệ ố ả L p 2 – PDCP và BMCớ  Giao th c h i t d li u gói (PDCP)ứ ộ ụ ữ ệ  Nén header c a gói IPủ  Không s d ng cho d ch v chuy n m ch kênhử ụ ị ụ ể ạ  Ki m soát phát đa đi m/qu ng bá (BMC)ể ể ả  H tr các b n tin phát qu ng bá trong t bào, bao g m:ỗ ợ ả ả ế ồ  Vi c phát các b n tin BMC đ n UEệ ả ế  Chuy n phát các b n tin qu ng bá trong t bào đ n l p cao h n ế ả ả ế ế ớ ơ (NAS)