- PHẠM XUÂN TRƯỜNG N CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN TẠI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. - KIỀU VĨNH KHÁNH HÀ NỘI - 2010 Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bản luận văn này là kết quả nghiên cứu của bản thân dưới sự hướng dẫn của PGS Kiều Vĩnh Khánh. - Nội dung luận văn có tham khảo các tài liệu của ITU, các kết quả nghiên cứu của các tổ chức viễn thông như 3GPP, 3GPP2, IEEE… cùng một số bài báo trong và ngoài nước, luận văn không sao chép nội dung của bất kỳ bản luận văn nào khác. - Người cam đoan Phạm Xuân Trường Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 2 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TRÊN THẾ GIỚI . - Các hệ thống trước 3G. - Quá trình phát triển các hệ thống thông tin di động trước 3G . - Tổng kết đánh giá về mặt công nghệ các hệ thống thông tin di động 2G . - Các hệ thống 3G. - Các hệ thống thông tin di động 3G đã được ITU phê chuẩn . - Một số phân tích về mặt công nghệ các hệ thống thông tin di động 3G . - Các hệ thống thông tin di động hướng tới 4G. - Các hệ thống thông tin di động được đề cử cho IMT Advanced . - Sự hội tụ về mặt công nghệ của các hệ thống thông tin di động 4G CHƯƠNG II: TÌNH HÌNH CHUẨN HÓA, HIỆN TRẠNG CÁC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG TRÊN THẾ GIỚI . - Nhánh công nghệ được chuẩn hóa bởi 3GPP. - Mạng vô tuyến . - Nhánh công nghệ chuẩn hóa bởi 3GPP2. - Mạng vô tuyến Mạng lõi Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 3 2.3. - Nhánh công nghệ được chuẩn hóa bởi IEEE ( WIMAX FORUM. - Mạng vô tuyến WIMAX . - Mạng lõi WIMAX CHƯƠNG III: QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VÀ THỰC TRẠNG CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TẠI VIỆT NAM . - Thực tiễn ứng dụng triển khai các hệ thống thông tin di động tại Việt Nam. - Công nghệ GSM tại Việt Nam . - Công nghệ CDMA2000 tại Việt Nam . - Triển khai 3G tại Việt Nam . - Một số vấn đề trong lĩnh vực thông tin di động tại Việt Nam thời gian qua. - 110 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 4 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT 2G Second Generation Thế hệ thứ hai 3G Third Generation Thế hệ thứ ba 4G Forth Generation Thế hệ thứ tư 3GPP 3ird Genaration Partnership Project Đề án các đối tác thế hệ thứ ba 3GPP2 3ird Generation Patnership Project 2 Đề án đối tác thế hệ thứ ba 2 AICH Acquisition Indication Channel Kênh chỉ thị bắt AMC Adaptive Modulation and Coding Mã hóa và điều chế thích ứng AMR Adaptive MultiRate Đa tốc độ thích ứng ARQ Automatic Repeat-reQuest Yêu cầu phát lại tự động ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dị bộ BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BER Bit Error Rate Tỷ số lỗi bit BLER Block Error Rate Tỷ số lỗi khối BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa chuyển pha hai trạng thái BS Base Station Trạm gốc BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc CC Convolutional Code Mã xoắn CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CN Core Network Mạng lõi CPCH Common Packet Channel Kênh gói chung CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung CQI Channel Quality Indicator Chỉ thị chất lượng kênh CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra vòng dư CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh CSICH CPCH Status Indicator Channel Kênh chỉ thị trạng thái CPCH DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 5 DCH Dedicated Channel Kênh điều khiển DL Downlink Đường xuống DPCCH Dedicated Physycal Control Channel Kênh điều khiển vật lý riêng DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý riêng DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh số liệu vật lý riêng DRX Discontinuous Reception Thu không liên tục DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống DSSS Direct-Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp E-AGCH Enhanced Absolute Grant Channel Kênh cho phép tuyệt đối tăng cườngE-DCH Enhanced Dedicated Channel Kênh riêng tăng cường EDGE Enhanced Data rates for GPRS Evolution Tốc độ số liệu tăng cường để phát triển GPRS EIR Equipment Identity Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo thời gian GERAN GSM EDGE Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến GSM EDGE GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GSM Global System For Mobile Communications Hệ thống thông tin di động tòan cấuHARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest Yêu cầu phát lại tự động linh hoạt HHO Hard Handover Chuyên giao cứng HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú HSDPA High Speed Downlink Packet Access Truy nhập hói đường xuống tốc độ cao HS-DPCCH High-Speed Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý riêng tốc độ cao HS-DSCH High-Speed Dedicated Shared Channel Kênh chia sẻ riêng tốc độ cao Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 6 HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao HS-PDSCH High-Speed Physical Dedicated Shared Channel Kênh chia sẻ riêng vật lý tốc độ caoHSS Home Subsscriber Server Server thuê bao nhà HS-SCCH High-Speed Shared Control Channel Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao HSUPA High-Speed Uplink Packet Access Truy nhập gói đường lên tốc độ caoIMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện IP IMT-2000 International Mobile Telecommunications 2000 Thông tin di động quốc tế 2000 IP Internet Protocol Giao thức Internet IPv4 IP version 4 Phiên bản IP bốn IPv6 IP version 6 Phiên bản IP sáu IR Incremental Redundancy Phần dư tăng Iu Giao diện được sử dụng để thông tin giữa RNC và mạng lõi Iub Giao diện được sử dụng để thông tin giữa nút B và RNC Iur Giao diện được sử dụng để thông tin giữa các RNC LTE Long Term Evolution Phát triển dài hạn MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MIMO Multi-Input Multi-Output Nhiều đầu vào nhiều đầu ra MMS Multimedia Messaging Service Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện NodeB Nút B OVSF Orthogonal Variable Spreading Factor Hệ số trải phổ khả biến trực giao PAPR Peak to Average Power Ratio Tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình P-CCPCH Primary Common Control Physical Channel Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấpPCH Paging Channel Kênh tìm gọi PCPCH Physical Common Packet Channel Kênh vật lý gói chung Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 7 PDCP Packet-Data Convergence Protocol Giao thức hội tụ số liệu gói PDSCH Physical Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống vật lý PHY Physical Layer Lớp vật lý PICH Page Indication Channel Kênh chỉ thị tìm gọi PRACH Physical Random Access Channel Kênh vật lý truy nhập ngẫu nhiên) PS Packet Switch Chuyển mạch gói PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vuông góc QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QPSK Quatrature Phase Shift Keying Khóa chuyển pha vuông góc RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RAT Radio Access Technology Công nghệ truy nhập vô tuyến RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RLC Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực SCH Synchronization channel Kênh đồng bộ SF Spreading Factor Hệ số trải phổ SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS phục vụ SIM Subscriber Identity Module Mođun nhận dạng thuê bao SMS Short Message Service Dịch vụ nhắn tin SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm SHO Soft Handover Chuyển giao mềm TDD Time Division Duplex Ghép song công phân chia theo thời gian TDM Time Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo thời gian Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 8 TDMA Time Division Mulptiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TFCI Transport Format Combination Indicator Chỉ thị kết hợp khuôn dạng truyền tải TrCH Transport Channel Kênh truyền tải TTI Transmission Time Interval Khỏang thời gian phát UE User Equipment Thiết bị người sử dụng UL Uplink Đường lên UMB Ultra Mobile Broadband Băng thông di động siêu rộng UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống thông tin di động toàn cấuUSIM UMTS SIM UTRA UMTS Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network Mnạg truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS Uu Giao diện được sử dụng để thông tin giữa nút B và UE WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng WiFi Wireless Fidelitity Chất lượng không dây cao WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access Tương hợp truy nhập vi ba toàn cầuVoIP Voice over IP Thoại trên IP Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 9 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1:Thống kê số lượng thuê bao và thị phần của các công nghệ trên toàn cầu ....14 Bảng 1.2: Tiêu chuẩn kỹ thuật hệ thống GSM Bảng 1.3: Tiêu chuẩn kỹ thuật hệ thống CDMA IS Bảng 1.4. - Các tiêu chuẩn kỹ thuật cho các hệ thống IMT Bảng 1.5: Tổng quan các công nghệ 3G/IMT Bảng 1.6: Thông số kỹ thuật chính hệ thống ULTRA FDD Bảng 1.7: Thông số kỹ thuật chính hệ thống CDMA Bảng 1.8: Các thông số kỹ thuật chính hệ thống ULTRA TDD Bảng 1.9: Các thông số kỹ thuật chính hệ thống TDMA SC( EDGE Bảng 1.10: Các thông số kỹ thuật chính hệ thống DECT (IMT-FT Bảng 1.11: Các thông số kỹ thuật chính hệ thống WIMAX 802.16e Bảng 1.12: Tốc độ dữ liệu các hệ thống 2G Bảng 1.13: Tốc độ dữ liệu các hệ thống 3G Bảng 1.14: Băng thông hoạt động các hệ thống 2G Bảng 1.15: Băng thông hoạt động các hệ thống 3G Bảng 1.16: Một số thông số mục tiêu của hệ thống IMT Advanced mà ITU đề ra.......41 Bảng 2.1: Tốc độ đỉnh của các loại đầu cuối HSDPA khác nhau Bảng 2.2: Các tham số OFDMA Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 10 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình1.1: Băng thông hoạt động các hệ thống thông tin di động theo khuyến nghị của ITU Hình 1.2: Chia sẻ tài nguyên hệ thống trong HSDPA Hình 1.3: Lộ trình phát triển các hệ thống thông tin di động lên 4G Hình 2.1: Quan hệ giữa các cơ quan tiêu chuẩn hoá theo 3GPP Hình2.2: Triển khai GPRS trên nền mạng GSM Hình 2.3: Triển khai EDGE Hình 2.4: Triển khai UMTS Hình 2.5: Triển khai HSPA với sóng mang riêng (f2) hoặc chung sóng mang với WCDMA (f Hình 2.6. - Tốc độ số liệu khác nhau trên các giao diện (trường hợp HSDPA Hình 2.7: Sơ đồ MIMO 2x Hình 2.8: Minh họa khả năng tăng dung lượng hệ thống băng sử dụng đa sóng mang trong 3GPP R8. - Hình 2.9: Kết hợp 2 sóng mang và sử dụng MIMO trong 3GPP R Hình 2.10: Kết hợp 4 sóng mang để đạt tốc độ cao trong 3GPP R Hình 2.11: Minh họa các bước phát triển từ WCDMA lên HSPA Hình 2.12: Triển khai LTE tại những băng tần mới. - Hình 2.13: Tiềm năng về mặt tốc độ dữ liệu của LTE Hình 2.14: Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R Hình 2.15: Kiến trúc mạng phân bố của phát hành 3GPP R Hình 2.16: Kiến trúc mạng 3GPP R5 và R Hình 2.17: Chuyển đổi dần từ R4 sang R Hình 2.18: Triển khai CDMA2000 1x Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 11 Hình 2.19: Triển khai CDMA2000 1xEV-DO Hình 2.20: Các bước phát triển của nhánh công nghệ CDMA Hình 2.21: Các tùy chọn phát triển lên LTE cho họ công nghệ 3GPP Hình 2.22: Kiến trúc mạng lõi CDMA Hình 2.23: Sơ đồ tổ chức WIMAX FORUM Hình 2.24: Profile hệ thống WIMAX di động Hình 2.25. - Cấu trúc cơ bản của hệ thống OFDM Hình 2.26: Vị trí của tiền tố vòng (CP Hình 2.27: Cấu trúc song mang con của OFDMA Hình 2.28: Phân bố tần số kênh con DL Hình 2.29: Cấu trúc UL PUSC Hình 2.30: Cấu trúc khung WIMAX. - Hình 2.31: Điều chế thích nghi trong WIMAX Hình 2.32: Tái sử dụng tần số trong WIMAX Hình 2.33: Mô hình tham chiếu mạng WIMAX Hình 2.34: Cấu trúc mạng WIMAX trên cơ sở IP Hình 3.1. - Tăng trưởng thuê bao của MOBIFONE qua các năm Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 12 MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây tại Việt Nam, viễn thông mà đặc biệt là lĩnh vực thông tin di động là ngành có những bước tăng trưởng, phát triển vượt bậc là một điểm sáng của nền kinh tế đất nước. - Trong điều kiện đó cần thiết phải có những nghiên cứu về các công nghệ di động mới trên thế giới để tìm ra giải pháp phù hợp ứng dụng cho Việt Nam ở giai đoạn tiếp theo giúp ngành viễn thông nước ta tiếp tục phát triển mạnh. - Chính vì lý do trên tác giả chọn đề tài luận văn là: “Các hệ thống thông tin di động trên thế giới và khả năng phát triển tại Việt Nam”. - Mục đích nghiên cứu của luận văn là cập nhật quá trình chuẩn hóa, hiện trạng phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới và thực tế triển khai ứng dụng các hệ thống thông tin di động tại Việt Nam. - Nội dung luận văn gồm : Chương 1. - Sơ lược quá trình phát triển các hệ thống thông tin di động trên thế giới: Chương này trình bày sơ lược quá trình phát triển các hệ thống thông tin di động, đưa ra một số nhận định, so sánh về mặt công nghệ các hệ thống thông tin di động qua các thế hệ phát triển. - Tình hình chuẩn hóa, hiện trạng các hệ thống thông tin di động trên thế giới: Nội dung chương cập nhật tình hình chuẩn hóa, hiện trạng phát triển trên thực tế của 3 nhánh công nghệ thông tin di động chính, phổ biến nhất hiện nay là nhánh công nghệ chuẩn hóa bởi 3GPP, nhánh công nghệ chuẩn hóa bởi 3GPP2 và nhánh WIMAX. - Quá trình phát triển và thực trạng các hệ thống thông tin di động tại Việt Nam: Chương cuối của luận văn đề cập tới thực tế triển khai, ứng dụng các hệ thống thông tin di động tại Việt Nam, đồng thời đưa ra một số nhận Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 13 định đề xuất cá nhân cho việc triển khai thông tin di động giai đoạn tiếp theo tại nước ta. - Kết luận và kiến nghị: đưa ra các vần đề đã đạt được và một số kiến nghị nhằm phát triển hơn nữa lĩnh vực thông tin di động tại Việt Nam. - Trong quá trình thực hiện luận văn để có thể cập nhật được kiến thức tác giả đã tìm hiểu cập nhật các tiêu chuẩn về thông tin di động của ITU, các tổ chức viễn thông lớn trên thế giới như 3GPP, 3GPP2, WIMAX FORUM cũng như tìm hiểu về thực tế nghiên cứu công nghệ của các hãng sãn xuất thiết bị như QUALCOMM, NOKIA… Mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng lĩnh vực thông tin di động là một lĩnh vực rộng lớn phức tạp, liên quan tới nhiều lĩnh vực công nghệ khác đồng thời cũng do thời gian thực hiện có hạn nên nội dung của luận văn còn nhiều thiếu sót. - Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô Khoa Điện tử viễn thông – Đại học Bách Khoa Hà Nội, các thầy thuộc bộ Thông tin và truyền thông, bộ Giáo dục và đào tạo cùng bạn bè đã giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện luận văn . - Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy Kiều Vĩnh Khánh, thầy đã trực tiếp chỉ dẫn, định hướng, tạo mọi điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn này. - Hà Nội, tháng 10 năm 2010 Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 14 CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TRÊN THẾ GIỚI Ngày này thông tin di động là ngành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh nhất với con số thuê bao đã đạt đến 4,3 tỷ tính đến cuối năm 2009. - Khởi nguồn từ dịch vụ thoại đắt tiền cho một số ít người đi xe, đến nay với sự ứng dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị thông tin di động thể hệ ba, thông tin di động có thể cung cấp nhiều hình loại dịch vụ đòi hỏi tốc độ số liệu cao cho người sử dụng kể cả các chức năng video call , internet di động tốc độ cao…. - Với các dịch vụ đòi hỏi tốc độ cao ngày càng trở nên phổ biến này, nhu cầu 3G cũng như phát triển nó lên 4G ngày càng trở nên cấp thiết. - A GSM WCDMA WCDMA HSPA TD-SCDMA 825,044 TDMA 1,480,766 PDC 2,740,320 iDEN Analog 9,593 Bảng 1.1:Thống kê số lượng thuê bao và thị phần của các công nghệ trên toàn cầu Luận văn tốt nghiệp Phạm Xuân Trường 15 Trước hết ta sẽ nhìn lại một số bước phát triển quan trọng của các hệ thống thông tin di động trên thế giới xét trong lĩnh vực dân sự cho tới nay: 1.1. - Các hệ thống trước 3G: 1.1.1. - Quá trình phát triển các hệ thống thông tin di động trước 3G. - Năm 1946 dịch vụ điện thoại di động thương mại hóa đầu tiên cho những người đi xe ra đời. - Cũng trong năm 1947 khái niệm mạng điện thoại tế bào sử dụng lại tần số mà sau này trở thành nền tảng cho các hệ thống thông tin di động thế hệ tiếp theo được giới thiệu - Khoảng đầu những năm 1980 các hệ thống thông tin di động quốc tế đầu tiên là hệ thống NMT (Nordic Mobile Telephony) được triển khai ở các nước Bắc Âu năm 1981, đây là một hệ thống thông tin tương tự. - Cùng thời gian đó hệ thống AMPS (Advanced Mobile Phone Service) cũng được triển khai ở Bắc Mỹ. - Các công nghệ thông tin di động tương tự khác cũng được triển khai rộng rãi trong thời gian này TACS và J-TACS. - Với một hệ thống quốc tế như là NMT thì một khái niệm được đưa ra là ‘Roaming’ nhằm đảm bảo cung cấp dịch vụ cho các thuê bao di chuyển ra khỏi khu vực của nhà cung cấp dịch vụ gốc. - Điều này cũng mang đến một thị trường rộng lớn cho điện thoại di động, thu hút thêm nhiều công ty tham gia vào lĩnh vực thông tin di động. - Các hệ thống thông tin di động tế bào dùng công nghệ tương tự chỉ hỗ trợ dịch vụ thoại truyền thống và một vài dịch vụ giá trị gia tăng. - Với sự phát triển của thông tin số trong những thập niên 80 đã tạo nền tảng cho việc gia đời các hệ thống thông tin di
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt