Không chỉ có các hãng sản xuất điện thoại di động mà ngay cả Qualcomm, nhà phát triển và phát minh hàng đầu của công nghệ CDMA cũng đã có nhiều kế hoạch khuếch trương 3G tại Việt Nam. Cuối tháng 7/2005, Qualcomm loan báo sẽ mở Trung Tâm Nghiên Cứu Công Nghệ 3G đầu tiên tại Việt Nam. Thời gian đầu, trung tâm sẽ tổ chức các khóa đào tạo về phát triển 3G, giới thiệu công nghệ CDMA, WCDMA và cách lập trình trên môi trường BREW (Binary Runtime Environment of Wireless) của Qualcomm.
Các khóa học được thiết kế cho người đã có kinh nghiệm lập trình bằng ngôn ngữ C và C++ để thúc đẩy việc ứng dụng rộng rãi công nghệ 3G tại Việt Nam và các nước trong khu vực. Đây cũng là một phần của dự án thúc đẩy sử dụng 3G tại Châu á mà Qualcomm giới thiệu vào năm ngoái. Chưa hết, giữa tháng 9 vừa qua, tại Hà Nội, Qualcomm đã tổ chức thảo và đào tạo về BREW, giới thiệu giải pháp tổng thể về dữ liệu và ứng dụng trên thiết bị di động của Qualcomm. BREW cũng chính là một trong những động lực thúc đẩy sự phát triển các ứng dụng và nội dung của hầu hết các hoạt động 3G trên toàn thế giới.
Khởi đầu là việc Viettel phối hợp cùng Ericsson thực hiện thành công việc trình diễn các dịch vụ thông tin di động 3G vào đầu năm 2006. Nhiều ứng dụng thông tin di động 3G thú vị như điện thoại truyền hình, định vị toàn cầu và tìm kiếm thông tin, truy cập Internet, video chất lượng cao... đã được thực hiện trong môi trường mạng di động tốc độ cao.
Theo các chuyên gia trong ngành viễn thông, đường tới 3G của GSM là WCDMA. Nhưng trên con đường đó, các nhà khai thác dịch vụ điện thoại di động phải trải qua giai đoạn 2,5 (2,5G). Thế hệ 2,5G bao gồm những gì? Đó là: dữ liệu chuyển mạch gói tốc độ cao (HSCSD), dịch vụ vô tuyến gói chung
(GPRS - Viettel triển khai hơn 3 năm nay), và Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE).
Nghe thì đơn giản nhưng thực tế, để triển khai 3G, một trong những khó khăn của các nhà khai thác mạng GSM là vấn đề ứng dụng. Ngoài ra, họ cũng đang phải tìm câu trả lời cho câu hỏi: “Đầu tư hạ tầng có đáp ứng được nhu cầu của người dùng hay không?” Bởi triển khai 3G trên mạng điện thoại hiện hành sẽ theo hướng nâng cấp từ nền tảng cơ sở đã có. Song song với thử nghiệm còn phải xây dựng dự án đầu tư, phải có thời gian để hoàn tất thủ tục dự án... Một yếu tố nữa là khách hàng phải có máy đầu cuối thích hợp khi sử dụng công nghệ 3G trong dịch vụ thông tin di động.
Bên phía CDMA, ngoài S-Fone như đã nói ở trên, “ẩn số” lớn của ngành điện thoại di động là Hanoi Telecom cũng đã nhiều lần nhắc tới việc họ sẽ sử dụng ngay công nghệ CDMA2000 1xEV-DO khi bắt đầu chính thức thương mại hoá các dịch vụ di động. Hẳn nhiên ai cũng biết CDMA2000 1xEV-DO đang gặt hái nhiều thành công trong việc triển khai các dịch vụ liên quan đến dữ liệu tại các nước đang sử dụng công nghệ này mà Hàn Quốc là một ví dụ điển hình.
Dù cái đích 3G có thể còn cách xa nhưng hiện cả nhà sản xuất lẫn nhà khai thác dịch vụ đều đã có những bước đi thích hợp để tiến tới 3G, vấn đề còn lại là bao giờ? Một trong những yếu tố quyết định điều này là nhu cầu và số lượng người dùng.
1.3 So sánh hệ thống WCDMA với các hệ thống 2G
1.3.1. So sánh WCDMA và GSM
Bảng 1.2. So sánh hai hệ thống GSM và WCDMA
WCDMA | |
D¶i tÇn 900 MHz vµ 1800 MHz. | D¶i tÇn xÊp xØ 2 GHz. |
Có thể bạn quan tâm!
-
Nghiên cứu công nghệ WCDMA ứng dụng cho nâng cấp mạng GSM của Viettel lên 3G - 1 -
Nghiên cứu công nghệ WCDMA ứng dụng cho nâng cấp mạng GSM của Viettel lên 3G - 2 -
D Ữ Li Ệ U Chuy Ể N M Ạ Ch Gói Và Chuy Ể N M Ạ Ch Kênh -
Thi Ế T B Ị Ng Ườ I S Ử D Ụ Ng Ue (User Equipment) -
Phân H Ệ Đ I Ề U Khi Ể N Chuy Ể N M Ạ Ch Nss
Xem toàn bộ 105 trang tài liệu này.
§é réng b¨ng tÇn kªnh 5 MHz. | |
GSM - 13,4 kbps | + 8 kbps ®Õn 384 kbps ®èi víi tr¹m di ®éng. + Lªn tíi 2 Mbps víi tr¹m cè ®Þnh. |
Ph−¬ng ph¸p ®a truy cËp TDMA. | Ph−¬ng ph¸p ®a truy cËp CDMA. |
Qui ho¹ch v« tuyÕn cã tÝnh chÊt tÜnh víi viÖc t¨ng l−u l−îng. | Qui ho¹ch v« tuyÕn cã tÝnh chÊt ®éng. |
Dung l−îng: dung l−îng tÜnh ®−îc cho bëi mét cÊu h×nh phÇn cøng nµo ®ã. | Dung l−îng tïy thuéc vµo møc ®é nhiÔu, do vËy rÊt nh¹y c¶m víi cÊu h×nh m¹ng. |
§iÒu khiÓn c«ng suÊt: c¸c thuËt to¸n ®iÒu khiÓn c«ng suÊt ®¬n gi¶n. | §iÒu khiÓn c«ng suÊt lµ vÊn ®Ò thiÕt yÕu trong m¹ng. |
ChuyÓn giao: ChØ cã chuyÓn giao cøng. | ChuyÓn giao: cã 3 lo¹i chuyÓn giao: chuyÓn giao cøng, mÒm vµ mÒm h¬n. |
1.3.2. So sánh WCDMA và IS-95
Cả WCDMA và IS-95 đều sử dụng công nghệ CDMA trải phổ trực tiếp. Tốc độ chip 3,84 Mcps, hệ thống WCDMA cho phép tốc độ bit cao hơn. Tốc độ chip cao hơn cũng giúp khả năng phân tập đa đường nhiều hơn so với tốc độ chip 1,2288 Mcps, đặc biệt những cell nhỏ ở đô thị.
Bảng 1.3: So sánh hai hệ thống WCDMA và IS - 95
WCDMA | IS-95 | |
§é réng b¨ng tÇn | 5 MHz | 1,25 MHz |
Tèc ®é chip | 3,84 Mcps | 1,2288 Mcps |
TÇn sè ®iÒu khiÓn c«ng | 1500 Hz, c¶ ®−êng lªn lÉn | §−êng lªn: 800 Hz, |
suÊt | ®−êng xuèng | ®−êng xuèng: ®iÒu khiÓn |
c«ng suÊt thÊp | ||
ChuyÓn giao gi÷a c¸c tÇn | Cã | Cã thÓ, nh−ng ch−a x¸c |
sè | ®Þnh râ ph−¬ng ph¸p ®o | |
C¸c thuËt to¸n qu¶n lý | Cã, gióp c¶i thiÖn ®−îc | Kh«ng cÇn thiÕt chØ ®èi |
nguån tµi nguyªn v« tuyÕn | chÊt l−îng dÞch vô theo | víi c¸c m¹ng tho¹i |
hiÖu qu¶ | yªu cÇu | |
Sè liÖu gãi | LÞch tr×nh gãi dùa theo t¶i | Sè liÖu gãi ®−îc truyÒn |
nh− ®èi víi c¸c cuéc gäi | ||
ng¾n sö dông chuyÓn | ||
m¹ch kªnh | ||
Ph©n tËp truyÒn ph¸t | Hç trî ®Ó c¶i thiÖn dung | Tiªu chuÈn kh«ng hç trî |
®−êng xuèng | l−îng ®−êng xuèng |
WCDMA có khả năng điều khiển công suất vòng khép kín nhanh ở cả đường lên và đường xuống, trong khi IS-95 sử dụng điều khiển công suất nhanh chỉ ở đường lên. Điều khiển công suất nhanh ở đường xuống giúp cải thiện chất lượng đường truyền và tăng cường dung lượng đường xuống. Điều này đòi hỏi các máy đầu cuối phải có các tính năng mới như điều khiển công suất vòng ngoài... mà các máy đầu cuối của IS-95 không cần.
Hệ thống IS-95 nhằm mục đích chính để ứng dụng macro cell. Các trạm gốc macro cell được đặt trên mái nhà, ở đó có thể dễ dàng nhận được tín hiệu GPS. Trạm gốc IS-95 cần phải được đồng bộ và quá trình đồng bộ thực hiện nhờ hệ thống GPS. Sự cần thiết có tín hiệu GPS làm khả năng triển khai cell trong nhà và micro cell khó khăn hơn, bởi vì việc nhận tín hiệu GPS mà không có kết nối trong tầm nhìn thẳng đến các vệ tinh GPS là khó khăn. Vì vậy, người ta thiết kế hệ thống WCDMA với các trạm gốc không đồng bộ, tại đó không cần tín hiệu
đồng bộ từ GPS. Các trạm gốc không đồng bộ khiến cho việc chuyển giao của hệ thống WCDMA hơi khác so với IS-95.
Chuyển giao giữa các tần số được xem là quan trọng đối với hệ thống WCDMA để tối đa hóa việc sử dụng một số sóng mang ở mỗi trạm gốc. ở hệ thống IS-95, phương pháp đo lường giữa các tần số chưa được xác định rõ, khiến cho việc chuyển giao giữa các tần số trở nên khó khăn hơn.
1.4. So sánh, đánh giá 2 công nghệ W-CDMA và CDMA - 2000
1.4.1. Điểm giống nhau
- Đều dựa trên công nghệ trải phổ trực tiếp.
- Đều đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của IMT-2000.
+ Duy trì hỗ trợ các dịch vụ truyền thống.
+ Hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao, dữ liệu gói và truy nhập IP.
1.4.2. Những khác biệt chính
Các khác biệt chính về kỹ thuật giữa hai công nghệ WCDMA và 2000 được cho trong bảng sau:
Bảng 1.4 So sánh sự khác nhau giữa WCDMA và CDMA2000
WCDMA | 2000 | |
Ph−¬ng thøc truy | Kh«ng cã chÕ ®é ®a sãng | Cã chÕ ®é ®a sãng mang |
nhËp vµ ghÐp kªnh | mang | |
B¨ng th«ng | 5 MHz, 10MHz | Nx1,25 MHz (N=1,3,6,9,12) |
Tèc ®é chip | 3,84 Mcps | Nx1,2288 Mcps |
(N=1,3,6,9,12) | ||
§iÒu chÕ | QPSK (cho c¶ hai h−íng) | QPSK (BTS-MS), BPSK |
(MS-BTS) | ||
CÊu tróc khung tÝn | 10 ms ®èi víi líp vËt lý | 5 ms ®èi víi b¸o hiÖu |
hiÖu 10, 20, 40, 80 ms ®èi víi líp truyÒn dÉn
Mã hãa kªnh Dïng mã cã hÖ sè tr¶i phæ biÕn thiªn trùc giao (OVSF), tõ 4 - 256 bit
20, 40, 80 ®èi víi líp vËt lý
dïng mã Walsh, tõ 4 - 128 bit
Mã nhËn d¹ng ®èi víi sector
Dïng 512 mã ngÉu nhiªn hãa, mçi mã nhËn d¹ng mét sector riªng biÖt
dïng chung mét mã PN ng¾n, nh−ng sö dông 512 gi¸ trÞ PN offset kh¸c nhau ®Ó nhËn d¹ng c¸c sector kh¸c nhau
Mã nhËn d¹ng MS Dïng mã ngÉu nhiªn hãa,
g¾n bëi sector ®Ó nhËn d¹ng MS
dïng chung mét mã PN dµi, nh−ng t¹o ra c¸c gi¸ trÞ PN offset kh¸c nhau theo sè seri thiÕt bÞ cđa MS ®Ó nhËn d¹ng c¸c MS kh¸c nhau
Về đồng bộ, W-CDMA dùng dị bộ ở chế độ FDD, còn ở chế độ TDD các trạm gốc được phân cấp đồng bộ, nếu không cần roaming toàn cầu thì không cần đồng bộ từ hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System). Điều này phần nào tạo cho hệ thống có tính độc lập hơn. Trong khi cdma-2000 bắt buộc cần GPS để đồng bộ.
Về tính tương thích ngược với mạng lõi 2G, W-CDMA đơược xây dựng trên cơ sỏ báo hiệu mạng lõi GSM-MAP còn cdma-2000 trên cơ sở IS-41 (mạng lõi của IS-95 CDMA). Như vậy, nhiều khả năng UTRA được chọn bởi các nhà khai thác GSM, trong khi nhà khai thác CDMA IS-95 chọn CDMA- 2000.
1.4.3. Đặc điểm băng tần
W-CDMA có phổ trong phần băng tần của IMT-2000. Tuy nhiên ở Châu Âu và Nhật đã có hệ thống DECT và PHS chiếm một phần nhỏ phổ tần. Phần phổ tần còn lại đươợc sử dụng cho W-CDMA với băng thông chuẩn là 5MHz.
cdma- 2000 ở Mỹ tần số cho 3G theo WRC-92 đã được phân chia hết cho dịch vụ PCS. Do đó cdma-2000 đươợc thiết kế để có thể hoạt động chung với IS- 95 CDMA dùng băng thông cơ sở 1,25MHz. Để cung cấp dịch vụ tốc độ cao, cdma2000 ghép 3 kênh 1,25MHz (CDMA đa sóng mang) hoặc cũng có thể trải phổ trực tiếp trên băng thông 3,75MHz (1,25MHz x 3).
1.4.4. Những phát triển tiếp
Tốc độ chip của UTRA ban đầu là 4,096Mcps đã được thống nhất giảm xuống 3,84Mcps gần với tốc độ chip của cdma- 2000 là 3,6864Mcps cho phép dễ dàng chế tạo máy đầu cuối có 2 chế độ hơn.
Người ta còn tiếp tục chuẩn hoá để W-CDMA và cdma-2000 ở pha tiếp theo có thể tương thích ngược với cả hai loại mạng lõi GSM-MAP và IS-41. Như vậy việc chọn UTRA hay cdma-2000 phụ thuộc chính vào mục tiêu roaming toàn cầu với thị trường lớn hơn và giải pháp làm cấu trúc đầu cuối cũng như mạng lõi đơn giản hơn.
Tóm lại, có thể nói rằng không thể khẳng định công nghệ nào ưu việt hơn. Bởi thế, tuỳ thuộc vào hạ tầng sẵn có mà việc dùng cdma-2000 hay W-CDMA sẽ thuận lợi hơn cho việc phát triển. Mặc dù các tổ chức chuẩn hoá vẫn tiếp tục cố gắng đạt được khả năng đấu nối linh hoạt giữa các mạng lõi khác nhau, W- CDMA vẫn thuận lợi hơn đối với các nhà khai thác GSM hiện có với giao thức mạng lõi GSM-MAP. Ngược lại, CDMA- 2000 thuận tiện cho việc nâng cấp từ hệ thống cdmaOne (CDMA IS-95) hiện có với giao thức mạng lõi ANSI-41.
CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG WCDMA
2.1. Hệ thống thông tin trải phổ
Nếu có một tín hiệu với độ rộng băng tần là W, thời gian tồn tại là T thì không gian phổ của tín hiệu này xấp xỉ là 2WT. Để trải rộng phổ của tín hiệu này có 2 cách:
- Cách 1: Tăng giá trị W bằng trải phổ trong miền tần số (trải phổ dãy trực tiếp và trải phổ nhảy tần ).
- Cách 2: Tăng giá trị T bằng trải phổ trong miền thời gian (trải phổ nhảy thời gian).
Như vậy có ba kiểu hệ thống trải phổ cơ bản: trải phổ dãy trực tiếp DSSS (Direct Sequence Spreading Spectrum), trải phổ nhảy tần FHSS (Frequency Hopping Spreading Spectrum) và trải phổ nhảy thời gian THSS (Time Hopping Spreading Spectrum). Ngoài ra cũng có thể tổng hợp các hệ thống trên thành hệ thống lai ghép.
Hệ thống DSSS thực hiện trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với một tín hiệu giả ngẫu nhiên có tốc độ chip (RC = l/Tc, Tc là thời gian một chip) cao hơn nhiều tốc độ bit (Rb = l/Tb, Tb là thời gian một bit) của luồng số cần phát.
Tb = Tn
Biªn
Tb = Tn
TC
t
Hình 2.1 Trải phổ dãy trực tiếp