Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
Vũ Tuấn Long – D08VT3 i
MỤC LỤC
MỤC LỤC i
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii
DANH MỤC HÌNH VẼ vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU vii
LỜI GIỚI THIỆU viii
CHƯƠNG 1. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ VÀ DỊCH VỤ CỦA CÁC
MẠNG DI ĐỘNG viii
1.1. Lịch sử phát triển của các hệ thống thông tin di động 1
1.1.1. Giới thiệu chung 1
1.1.2. Xu thế phát triển các dịch vụ mạng di động 3
1.2. Giới thiệu hệ thống thông tin di động 3G 5
1.2.1. Kiến trúc chung của một hệ thống thông tin di động 5
1.2.2. Các dịch vụ mạng 3G cung cấp 6
1.3. Giới thiệu hệ thống thông tin di động 4G 7
1.4. Các ứng dụng và dịch vụ trong mạng 4G 12
1.5. Tổng kết các thế hệ thông tin di động 17
CHƯƠNG 2. MÔ HÌNH CẤU TRÚC MẠNG VÀ CÁC CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG
TRONG MẠNG 4G 20
2.1. Các yêu cầu về kiến trúc mạng mới 20
2.2. Mô hình mạng 4G 24
2.2.1. Ưu nhược điểm của cấu trúc mạng 3G và 3.5G 24
2.2.2. Mô hình mạng thông tin di động 4G 26
2.3. Chức năng các phần tử trong mô hình 28
2.3.1. Các phần tử lớp truy nhập vô tuyến 28
2.3.2. Lớp mạng lõi 32
2.3.3. Lớp chức năng 33
2.3.4. Lớp dịch vụ 35
2.4. Công nghệ trên IP và IP di động 36

2.5. Các công nghệ của hệ thống di động 4G 37
2.5.1. WIMAX 37
2.5.2. Công nghệ LTE 39
2.5.3. So sánh công nghệ LTE và WiMAX 42
CHƯƠNG 3. DỊCH VỤ VÀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG 4G 45
3.1. Dịch vụ trong mạng 4G 45
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
Vũ Tuấn Long – D08VT3 ii
3.1.1. Các loại dịch vụ cung cấp 45
3.1.2. Một số dịch vụ điển hình cho 4G 46
3.1.3. Các yêu cầu về dịch vụ trên mạng di động 4G cần tuân theo các đặc
tính sau………………. 48
3.1.4. Xu hướng dịch vụ trong mạng 4G 49
3.2. Chất lượng dịch vụ trong mạng 4G 50
3.2.1. Khái niệm QoS 50
3.2.2. Kiến trúc QoS 53
3.2.3. Các tham số QoS trong mạng 4G 55
3.2.4. Thách thức về chất lượng dịch vụ trong mạng di động 4G 57
3.2.5. Bảo mật dịch vụ 57
KẾT LUẬN 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 61
Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục từ viết tắt
Vũ Tuấn Long – D08VT3 iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AMC
Adaptation and Modulation
Coding
Điều chế và mã hóa thích ứng
AS
Autonomous System

Hệ thống tự trị
ATM
Asynchronous Transfer Mode
Giao thức mạng chuyển mạch gói
AUC
Authentication Centre
Trung tâm nhận thực
BGP
Border Gateway Protocol
Định tuyến một hệ thống mạng
BSC
Base Station Controller:
Bộ điều khiển trạm gốc
BTS
Base Transceiver Station
Trạm thu phát gốc
CIDR
Classless Interdomain Routing
Tuyến liên vùng không phân lớp
CN
Core Network
Mạng lõi
CS
Circuit Switch
Chuyển mạch kênh
CSCF
Call Session Control Function
Điều khiển trạng thái phiên cuộc
gọi
DCH

Synchronous Digital Hierarchy
Hệ thống phân cấp số đồng bộ
FDD
Frequency Division Duplex
Song công phân chia theo tần số
GSM
Global System for Mobile
Communication
hệ thống thông tin di động toàn
cầu
HSDPA
High Speed Downlink Packet
Access
Tải xuống tốc độ cao
HSS
Home Subcriber Server
Cơ sở dữ liệu chính của hệ thống
HSUPA
High Speed Uplink Packet Access
Tải lên tốc độ cao
ISDN
Integrated Services Digital
Network
Mạng đa dịch vụ số
LAN
Local Area Network
Mạng cục bộ
LTE
Long Term Evolution
Tiến hóa dài

MGCF
Media Gateway Control Function
Điều khiển thiết lập kết nối giữa
mạng chuyển mạch gói và chuyển
mạch kênh
MGW
Multimedia Gateway
Cổng đa phương tiện
MIMO
Multiple-Input and Multiple-
Output
Nhiều đầu vào nhiều đầu ra
Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục từ viết tắt
Vũ Tuấn Long – D08VT3 iv
MIP
Mobile IP
Mobile IP
MPLS
Multiprotocol Label Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MRCF
Multimedia Resource Control
Function
Điều khiển tài nguyên đa phương
tiện
MRFP
Multimedia Resource Function
Process
Cung cấp tài nguyên được yêu cầu
NAT

Network Address Translator
Bộ phiên dịch địa chỉ mạng NAT
OFDM
Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao
PDA
Personal Digital Assistant
thiết bị số hỗ trợ cá nhân
PLMN
Public Land Mobile Network
Mang di động công cộng mặt đất
PS
Packet Switch
Chuyển mạch gói
PSTN
Public Switched Telephone
Network
Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng
RAC
Radio Access Controller
Bộ diều khiển truy nhập
RAN
Radio Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến
RAP
Radio Access Point
Điểm truy nhập vô tuyến

RNC
Radio Network Controller
Bộ điều khiển tram gốc
RRM
Radio Resources Management
Quản lý tài nguyên vô tuyến
RTP
Real Time Transport Protocol
Giao thức truyền tải thông tin thời
gian thực
SC-FDMA
Single Carrier - Frequency
Division Multiple Access
Quản lí phân vùng đa tần số sóng
mang
SDR
Software Defined Radio
Vô tuyến định nghĩa bằng phần
mềm
SEG
Security Gateway
Gateway an ninh
SGSN
Serving GPRS Support Node
Note hỗ trợ dịch vụ trong mạng
GPRS
SGW
Signalling gateway
Gateway báo hiệu
SMS

Short Message Service
Dịch vụ bản tin ngắn
TDMA
Time Đivision Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo thời
gian
UAP
Short Message Servive
Dịch vụ nhắn tin
Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục từ viết tắt
Vũ Tuấn Long – D08VT3 v
WBA
Universal Access Point
Điểm truy cập chung
WCDMA
Wideband Code Division Multiple
Access
Đa truy cập phân mã băng rộng
Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ
Vũ Tuấn Long – D08VT3 vi
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Các thế hệ mạng di động 1
Hình 1.2: Sự khởi đầu điện toán máy-đến-máy 5
Hình 1.3 Kiến trúc tổng quát của một mạng di động kết hợp cả CS và PS 5
Hình 1.4 Các thế hệ di động 7
Hình 1.5 Lộ trình hiệu năng do Alcatel thử nghiệm 12
Hình 1.6 Các dịch vụ và ứng dụng trong 4G 15
Hình 1.7 Mô hình các dịch vụ trong mạng 19
Hình 2.1 Sự phát triển của các mạng khác nhau dẫn đến 4G 20
Hình 2.2 Sự kết hợp các mạng khác nhau 21

Hình 2.3 Người dùng ở các mạng khác nhau có thể truy nhập vào hệ thống 22
Hình 2.4 Tính di động của mạng 23
Hình 2.5 Tốc độ truyền dữ liệu trong mạng 4G 24
Hình 2.6 Mô hình cấu trúc mạng 4G 27
Hình 2.7 Nguyên lý OFDM 31
Hình 2.8 Lộ trình phát triển của LTE và các công nghệ khác 43
Hình 3.1 Khái niệm QoS và mối quan hệ QoS với chất lượng mạng 51
Hình 3.2 Mối liên hệ giữa các khái niệm QoS theo ETSI 53
Hình 3.3 Kiến trúc dịch vụ trong mạng di động thế hệ sau 55
Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục bảng biểu
Vũ Tuấn Long – D08VT3 vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Bảng so sánh tham số công nghệ cơ bản của các hệ thống di động
Bảng 1.2: Trình bày một số nét chính của các công nghệ thông tin di động từ 1G đến
4G
Bảng 3.1: Các tham số QoS của mạng 4G

Đồ án tốt nghiệp đại học Lời giới thiệu
Vũ Tuấn Long – D08VT3 viii
LỜI GIỚI THIỆU
Trong những năm gần đây, thông tin di động đã đạt được những thành tựu vượt
bậc. Thông tin di động cho phép người sử dụng đàm thoại ở mọi lúc, mọi nơi trong
vùng phủ sóng, kể cả khi đang di chuyển. Ngoài ra, thông tin di động còn đáp ứng
nhiều dịch vụ tiện ích khác như: nhắn tin, truyền số liệu, truyền thông đa phương tiện,
xác định vị trí người sử dụng, mà các dịch vụ khác không thực hiện được. Do vậy,
nhu cầu về thông tin di động ngày một tăng lên và trong tương lai không xa đây sẽ là
hình thức thông tin vạn năng và được ứng dụng sâu rộng vào cuộc sống, và sẽ có thể
thay đổi lối sống của con người.
Cho tới nay thông tin di động trên thế giới đã trải qua ba thế hệ. Thế hệ thứ nhất
sử dụng công nghệ tương tự từ những năm 70 và đến giữa những năm 80 hệ thống

thông tin di động thứ hai đã ra đời và phát triển rất mạnh mẽ. Những năm đầu thế kỷ
21 hệ thống thông tin di động thứ ba (3G) đã được triển khai và ứng dụng rộng rãi
phục vụ đời sống của con người. Ở Việt Nam, hệ thống thông tin di động 3G đã được
triển khai bởi các nhà cung cấp dịch vụ Saigon Postel, Hà Nội Telecom, EVN Telecom
và đưa vào khai thác vào năm 2006. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ tư (4G) đã
được các hãng viễn thông lớn trên thế giới, Hiệp hội viễn thông quốc tế -ITU, diễn đàn
Mobile IT (mITF- Mobile IT Forum) nghiên cứu và chuẩn hóa. Sự xuất hiện của hệ
thống thông tin di động thế hệ thứ tư có thể tạo ra sự bùng nổ trong ngành công nghiệp
thông tin di động nói riêng và ngành công nghiệp Viễn thông nói chung.
Với mục đích đó đề tài nghiên cứu của tôi dược chia làm 3 chương:
Chương 1: Xu hướng phát triển công nghệ và dịch vụ của các mạng di động.
Chương 2: Mô hình cấu trúc mạng và các công nghệ sử dụng trong mạng 4G.
Chương 3: Dịch vụ và chất lượng dịch vụ trong mạng 4G.
Trong quá trình làm đồ án khó tránh khỏi sai sót, em rất mong sự chỉ dẫn của
các thầy cô giáo và sự góp ý của các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày 5 tháng 12 năm 2011.
Người thực hiện


Vũ Tuấn Long
Đồ án tốt nghiệp đại học Lời cảm ơn
Vũ Tuấn Long – D08VT3 1
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn Thầy Vũ Văn Thỏa, người trực tiếp
hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án.
Em cũng muốn nói lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo, Ban Giám đốc Học viện
Công nghệ Bưu chính Viễn thông đã tận tình chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ,
động viên em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn đến bố mẹ, anh, chị em cùng tất cả những người
thân và bạn bè, những người đã dành cho em những gì tốt đẹp nhất trong suốt quá

trình học tập để em có được đến hôm nay.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 5 tháng 12 năm 2011
Người thực hiện

Vũ Tuấn Long
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 1
CHƯƠNG 1. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ VÀ DỊCH
VỤ CỦA CÁC MẠNG DI ĐỘNG
1.1. Lịch sử phát triển của các hệ thống thông tin di động
1.1.1. Giới thiệu chung
Lịch sử ra đời và sự phát triển của dịch vụ di động từ thế hệ đầu tiên 1G tới thế
hệ sau này trải qua nhiều giai đoạn khác nhau. Hình 1.1 là bức tranh tổng thể về các
thế hệ mạng di động, công nghệ truyền tải và các loại ứng dụng hiện có.

Hình 1.1: Các thế hệ mạng di động
Một cách tổng quan ta thấy:
1G: Các dịch vụ điện thoại di động cơ bản.
2G: Các dịch vụ điện thoại di động cho nhiều đối tượng sử dụng, có tăng
cường khả năng bảo mật thông tin và nâng cao việc sử dụng hiệu quả phổ tần số.
2.5G: Các dịch vụ điện thoại và Internet.
3G: Các dịch vụ 2.5G tăng cường, bổ sung thêm chuyển vùng toàn cầu và
một số ứng dụng nổi trội mới.
Quá trình bắt đầu với các thiết kế đầu tiên được biết đến như là 1G trong những
năm 70 của thế kỷ trước. Các hệ thống ra đời sớm nhất được thực hiện dựa trên công
nghệ tương tự và cấu trúc tế bào cơ bản của thông tin di động. Nhiều vấn đề có tính
nguyên tắc cơ bản đã được giải quyết trong những hệ thống này. Và có nhiều các hệ
thống không tương thích đã được đưa ra cung cấp dịch vụ trong những năm 80.
Các hệ thống thế hệ thứ 2 (2G) được xây dựng trong những năm 80 vẫn được

sử dụng chủ yếu cho thoại nhưng đã được thực hiện trên cơ sở công nghệ số, bao gồm
các kỹ thuật xử lý tín hiệu số. Các hệ thống 2G này cung cấp các dịch vụ thông tin dữ
liệu chuyển mạch kênh ở tốc độ thấp. Tính cạnh tranh lại một lần nữa dẫn tới việc thiết
kế và thực hiện các hệ thống bị phân hoá thành các chuẩn khác nhau không tương
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 2
thích như: GSM (hệ thống di động toàn cầu) chủ yếu ở châu Âu, TDMA (đa truy nhập
phân chia theo thời gian) IS-54/IS-136 ở Mỹ, PDC (hệ thống di động tế bào số cá
nhân) ở Nhật và CDMA (đa truy nhập phân chia theo mã) IS95, một hệ thống khác tại
Mỹ. Các hệ thống này hoạt động rộng khắp trên lãnh thổ quốc gia hoặc quốc tế và hiện
nay chúng vẫn chiếm vai trò là các hệ thống chủ đạo, mặc dù tốc độ dữ liệu của các
thuê bao trong hệ thống bị giới hạn nhiều.
Bước chuyển tiếp giữa 2G và 3G là 2.5G. Thế hệ 2,5G được phát triển từ 2G
với dịch vụ dữ liệu và các phương thức chuyển mạch gói, và nó cũng chú trọng tới các
dịch vụ 3G cho các mạng 2G. Về cơ bản nó là sự phát triển của công nghệ 2G để tăng
dung lượng trên các kênh tần số vô tuyến của 2G và bước đầu đưa các dịch vụ dữ liệu
dung lượng cao hơn vào, có thể nâng tới 384 Kbps. Một khía cạnh rất quan trọng của
2.5G là các kênh dữ liệu được tối ưu hoá cho dữ liệu gói truy nhập vào Internet từ các
thiết bị di động như điện thoại, PDA hoặc máy tính xách tay. Trên cùng một mạng lưới
với 2G, thế hệ 2.5G đã đưa internet vào thế giới thông tin di động cá nhân. Đây thực
sự đã là một khái niệm mang tính cách mạng cho hệ thống viễn thông lai ghép hybrid.
Trong thập kỷ 90, các nhà nghiên cứu đã định nghĩa ra hệ thống di động thế hệ
kế tiếp, thế hệ thứ 3, đã loại trừ được những sự không tương thích của các hệ thống
trước đây và thực sự trở thành hệ thống toàn cầu. Hệ thống 3G có các kênh thoại chất
lượng cao cũng như các khả năng về dữ liệu băng rộng, có thể đạt tới 2Mbps.
Các hệ thống 3G hứa hẹn cung cấp những dịch vụ viễn thông tốc độ cao hơn,
bao gồm thoại, fax và internet ở bất cứ thời gian nào, bất cứ nơi đâu với sự chuyển
vùng roaming toàn cầu không gián đoạn. Chuẩn 3G toàn cầu của ITU đã mở đường
cho các ứng dụng và dịch vụ sáng tạo (ví dụ loại hình giải trí đa phương tiện, các dịch
vụ dựa trên vị trí,…). Mạng 3G đầu tiên được thiết lập tại Nhật Bản năm 2001. Các

mạng 2.5G, như là GPRS (dịch vụ vô tuyến gói chung) đã sẵn sàng ở Châu Âu. Công
nghệ 3G hỗ trợ băng thông 144 Kbps với tốc độ di chuyển lớn (trên xe hơi), 384 Kbps
(trong một khu vực), và 2 Mbps (đối với trường hợp trong nhà).
Tuy nhiên đòi hỏi của viễn thông đa phương tiện truy nhập tốc độ cao đối với
xã hội ngày nay, phụ thuộc rất lớn vào công nghệ thông tin số. Theo các con số lịch sử
của cuộc cách mạng về công nghệ diễn ra trong 1 thập kỷ thì thời điểm hiện tại chính
là thời điểm thích hợp để nghiên cứu và triển khai hệ thống thông tin di động 4G. Hiện
nay tốc độ dữ liệu di động thế hệ 3 là tối đa 384 Kbps download, điển hình là xấp xỉ
200 Kbps, và upload đạt 64 Kbps từ năm 2001. Thông tin di động thế hệ 4 sẽ có tốc độ
truyền dữ liệu cao hơn, dự kiến có thể đạt tới 20 Mbps.

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 3

Bảng 1.1: Bảng so sánh tham số công nghệ cơ bản của các hệ thống di động
1.1.2. Xu thế phát triển các dịch vụ mạng di động
Lúc đầu, động lực phát triển thông tin di động chỉ xuất phát từ nhu cầu thoại.
Nhu cầu này nhanh chóng bão hòa, vì sự tăng trưởng dân số tương đối chậm và thời
gian làm việc trong ngày hạn chế (7 giờ/ngày). Hiện nay, ở Nhật có trên 60 % đối
tượng sử dụng Internet quốc tế. Theo dự báo của Chính phủ Nhật Bản mức tăng
trưởng số lượng đối tượng sử dụng Internet hàng năm trên 64 %, chủ yếu là số thuê
bao di động có truy nhập Internet.
Một số dịch vụ di động điển hình là:
Thư điện tử (E-mail):
Đây là ứng dụng cơ bản cho tất cả các thế hệ mạng di động. Có thể gửi thư điện
tử từ máy di động này đến máy di động khác có địa chỉ thư điện tử Internet. Có 2 đặc
điểm quan trọng đối với ứng dụng này: Giá thành một bản tin thấp hơn 1 cent; Tương
tác hoạt động với thư điện tử Internet rất đảm bảo. Tương tự như SMS, thư điện tử của
GSM hoàn toàn tương thích với thư điện tử mạng cố định.
Lướt Web (Web Browsing):

Mạng 2G truyền thống cho phép lướt HTML dạng Text với một số gới hạn và
độ phân giải ảnh thấp. Trong 2.5G và 3G đã sử dụng chuẩn JPEG và chuẩn GIF. TFT
hiển thị 264.144 màu, 2,4 inch. Hiện nay độ phân giải phần tử ảnh 240 x 320 là phổ
biến cho các máy di động 2.5G và 3G, trong đó có kết hợp cả nội dung di động
và Internet.
Dịch vụ định vị phụ thuộc (Location-depent Services)
Năm 2001 NTT DoCoMo đã triển khai dịch vụ lướt web phụ thuộc vị trí, cho
phép đối tượng sử dụng một dải rộng nội dung web có định vị riêng. Hơn 500 vùng hệ
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 4
thống xác định được vị trí thuê bao theo trạm gốc gần nhất. Độ chính xác định vị phụ
thuộc vào kích cỡ ô phục vụ và trạm gốc liên quan. Thuê bao có thể nhận được các
thông tin quanh vùng (nhà hàng, khách sạn…) và tải xuống các bản đồ cần thiết, thậm
trí là các thông báo về thời tiết từng vùng. Tiếp theo hệ thống này sử dụng cả thông tin
mạng và GPS. Thiết bị di động sẽ thông báo chính xác vị trí thuê bao thông qua GPS
và máy chủ sẽ liên tục thông báo cho thuê bao vị trí thuê bao dựa trên tín hiệu thu
GPS.
Ứng dụng Java (Java Application)
Các đối tượng sử dụng tải và lưu trữ các ứng dụng động khác nhau thông qua
mạng 2G và 3G. Các máy di động đời mới có khả năng và có thể chạy trên nhiều ứng
dụng Java. Các máy này có thể hoạt động theo giao thức SSL (Secure Socket Layer)
cho phép truyền an toàn: các thông tin nhạy cảm, số thể tín dụng, số Card các nhân,
Điện thoại Java được sử dụng cho các dịch vụ tài chính và điện tử thương mại
và chò chơi điện tử có hình.
Tải về các đoạn video (Vieoclip Download)
Dịch vụ 3G cho phép đối tượng sử dụng có được các đoạn phim ảnh với tốc độ
384 kbit/s, các files nhạc theo yêu cầu. Dữ liệu được cung cấp dưới 3 dạng: video có
âm thanh, tin tức, các files âm nhạc.
Thư điện tử ảnh (Multimedia Mai)
Dịch vụ thư ảnh di động phát triển mạnh ở thị trường Nhật Bản, Châu Âu và

Bắc Mỹ. Thư điện tử đa phương tiện bao gồm nội dung ảnh tĩnh và video cá nhân.
Năm 2003 đã có 80 % các điện thoại mới được bán có trang bị máy ảnh với độ phân
giải CCD trên 1 Mpixel. Các dịch vụ này cho phép gửi thư điện tử đến vài trăm KB
videoclip trong khoảng khoảng từ 10 đến 20 giây với 2 camera trong một máy di động.
Tốc độ truyền lên đến 15 khung/s. Hiện nay đã có nhiều thiết bị có camera trên 10
Mpixel được bán.
Điện thoại có hình (Video Phone):
Dịch vụ điện thoại thấy hình rất phổ biến trong 3G. Đối với dịch vụ này chỉ cần
các đường kết nối chuyển mạch kênh 64 kbit/s. Khi sử dụng mạng N-ISDN thì nó có
khả năng tương tác với nhiều loại điện thoại video khác nhau thông qua giao diện
mạng ISDN. Thư điện tử ảnh là một trong những ứng dụng quan trọng, cùng với thư
điện tử thông thường và lướt web. Định dạng thư đa phương tiện của DoCoMo tuân
thủ tiêu chuẩn 3GPP và MMS (Multimedia Messaging Service).
Nếu kết nối Internet trong mạng 2.5G thúc đẩy phát triển thư điện tử và các ứng
dụng duyệt web, thì kết nối băng rộng Internet trong 3G làm tăng nhanh các ứng dụng
đa phương tiện và các ứng dụng tải Java.
Trong mạng di động thế hệ sau, truyền thông giữa các máy cá nhân với nhau
không bị giới hạn, thậm trí đối với cả các loại thông tin đa phương tiện băng rộng.
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 5
Cũng tương tự như các ứng dụng Java, các máy cầm tay trở thành vật dụng thân thuộc
trong cuộc sống mọi người. Hiện nay các ứng dụng này được thực hiện thông qua một
số giao diện chuẩn: IrDA Bluetooth Contactless IC và RFID. Trong tương lai các công
nghệ truyền thông không dây sẽ được cấu trúc theo module không dây tiêu chuẩn, cho
phép kết nối trực tiếp với mạng 2.5G và 3G, bao gồm nhiều ứng dụng mới như: hệ
thống chống trộm, bám mục tiêu, điều khiển và đo đạc từ xa…Một số ứng dụng dịch
vụ được mô tả trên Hình 1.2

Hình 1.2: Sự khởi đầu điện toán máy-đến-máy
1.2. Giới thiệu hệ thống thông tin di động 3G

1.2.1. Kiến trúc chung của một hệ thống thông tin di động
Mạng thông tin di động (TTDĐ) 3G lúc đầu sẽ là mạng kết hợp giữa các vùng
chuyển mạch gói (PS) và chuyển mạch kênh (CS) để truyền số liệu gói và tiếng. Các
trung tâm chuyển mạch gói sẽ là các chuyển mạch sử dụng công nghệ ATM. Trên
đường phát triển đến mạng toàn IP, chuyển mạch kênh sẽ dần được thay thế bằng
chuyển mạch gói. Các dịch vụ kể cả số liệu lẫn thời gian thực (như tiếng và video)
cuối cùng sẽ được truyền trên cùng một môi trường IP bằng các chuyển mạch gói.
Hình 1.1 dưới đây cho thấy thí dụ về một kiến trúc tổng quát của TTDĐ 3G kết hợp cả
CS và PS trong mạng lõi.

Hình 1.3: Kiến trúc tổng quát của một mạng di động kết hợp cả CS và PS
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 6
RAN: Radio Access Network: mạng truy nhập vô tuyến
BTS: Base Transceiver Station: trạm thu phát gốc
BSC: Base Station Controller: bộ điều khiển trạm gốc
RNC: Radio Network Controller: bộ điều khiển trạm gốc
CS: Circuit Switch: chuyển mạch kênh
PS: Packet Switch: chuyển mạch gói
SMS: Short Message Servive: dịch vụ nhắn tin
Server: máy chủ
PSTN: Public Switched Telephone Network: mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng
PLMN: Public Land Mobile Network: mang di động công cộng mặt đất
1.2.2. Các dịch vụ mạng 3G cung cấp
 Video Call
Đây được xem là một ứng dụng truyền thống về 3G, và được nhiều người dùng
liên tưởng nhất khi nhắc tới chuẩn kết nối này. Video Call là dịch vụ đàm thoại video.
Thay vì gọi điện giọng nói thông thường, trên màn hình di động sẽ hiển thị hình ảnh
video của người gọi, tuy nhiên, để sử dụng, cả điện thoại của người gọi và người nhận

cần có camera thứ hai ở phía trước. Cả Mobifone, Vinaphone đều đưa ra gói dịch vụ
này.
 Internet Mobile
Khách hàng có thể truy cập vào 3G, đọc báo, xem video từ Internet, tải ảnh,
video cũng như gửi nhận mail. Dịch vụ được đông đảo người chọn lựa nhất tại Việt
Nam hiện nay, nhất là những khách hàng làm việc di động, luôn muốn cập nhật thông
tin qua mạng nhanh.
 Mobile TV
Những chiếc di động có xuất xứ từ Trung Quốc, hỗ trợ ăng ten bắt sóng TV
analog, đang rất phổ biến. Ngoài ra, Nokia cũng từng ra mắt các model tại Việt Nam
hỗ trợ truyền hình kỹ thuật số như N77, N92 và N96. Tuy nhiên, dịch vụ Mobile TV
của cả ba nhà mạng tại Việt Nam lại khác biệt.
Dựa vào kết nối dữ liệu, người dùng có thể truy cập vào trang web, xem các
kênh truyền hình ở chế độ live. Bên cạnh đó, Mobile TV còn cung cấp các nội dung
theo yêu cầu như xem video, phim, nhạc
 Mobile Broadband
Cả Vinaphone và Viettel đều đặt tên dịch vụ dùng SIM 3G làm đường mạng
cho laptop thông qua USB HSPA/HSDPA là Mobile Broadband, trong khi tên của
dịch vụ này Mobifone đặt là Fast Connect. Mobile Broadband thích hợp cho những
người dùng di động, sử dụng Internet trên laptop tại các khu vực không có Internet.
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 7
1.3. Giới thiệu hệ thống thông tin di động 4G
Việc nghiên cứu chuyển hướng sang các hệ thống thông tin di động thế hệ 4
(4G) để giải quyết các vấn đề tồn tại trong hệ thống di động thế hệ 3 (3G). Đó là việc
cung cấp các loại hình dịch vụ ngày càng đa dạng hơn, từ tín hiệu thoại chất lượng cao
sang tín hiệu video độ phân giải cao, các kênh vô tuyến có tốc độ dữ liệu cao. Khái
niệm 4G được sử dụng rộng rãi không chỉ có các hệ thống điện thoại tế bào mà còn
bao gồm các kiểu hệ thống viễn thông truy nhập vô tuyến băng thông rộng. Một trong
số các thuật ngữ dùng để mô tả 4G là MAGIC: Mobile multimedia (Đa phương tiện di

động), Anytime anywhere (Bất cứ khi nào, bất cứ nơi đâu), Global mobility support
(Hỗ trợ di động toàn cầu), Integrated wireless solution (Giải pháp vô tuyến tích hợp)
và Customized personal service (Dịch vụ theo yêu cầu cá nhân). Như là một lời hứa
cho tương lai, hệ thống 4G là hệ thống truy nhập vô tuyến tế bào băng thông rộng, đã
và đang là mối quan tâm lớn của lĩnh vực thông tin di động. 4G không chỉ hỗ trợ cho
các dịch vụ thông tin di động thế hệ tiếp theo mà còn hỗ trợ cho cả các mạng vô tuyến
cố định.
Chúng ta xem xét trên cơ sở cái nhìn tổng quan về các đặc trưng của 4G, cách
tổ chức và tích hợp hệ thống di động. Đặc trưng của 4G có thể cô đọng lại bằng từ
“tích hợp”. Các hệ thống 4G là một sự tích hợp gắn kết không tách rời của các thành
phần thiết bị đầu cuối, mạng lưới và các ứng dụng nhằm thoả mãn đòi hỏi không
ngừng và ngày càng cao của người sử dụng.


Hình 1.4: Các thế hệ di động
Tuy nhiên đòi hỏi của viễn thông đa phương tiện truy nhập tốc độ cao đối với
xã hội ngày nay, phụ thuộc rất lớn vào công nghệ thông tin số. Theo các con số lịch sử
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 8
của cuộc cách mạng về công nghệ diễn ra trong 1 thập kỷ thì thời điểm hiện tại chính
là thời điểm thích hợp để nghiên cứu hệ thống thông tin di động 4G.
Hiện nay tốc độ download ở chế độ dữ liệu đang bị giới hạn ở 9.6 Kbps, thấp
hơn khoảng 6 lần so với 1 đường kết nối cố định ISDN (Mạng số tích hợp dịch vụ).
Gần đây, với các thiết bị cầm tay 504i tốc độ download dữ liệu đã được tăng lên 3 lần
đạt 28.8 Kbps. Tuy nhiên trong thực tế sử dụng tốc độ dữ liệu thường thấp hơn, đặc
biệt là ở những khu vực đông đúc, hoặc là khi mạng bị “nghẽn”. Tốc độ dữ liệu di
động thế hệ 3 là tối đa 384 Kbps download, điển hình là xấp xỉ 200 kbps, và upload
đạt 64 kbps từ năm 2001. Thông tin di động thế hệ 4 sẽ có tốc độ truyền dữ liệu cao
hơn, dự kiến có thể đạt tới 20 Mbps.
3G được các nhà sản xuất đề xuất đầu tiên mà không phải là từ các nhà khai

thác.
Năm 1996 nó được triển khai nhờ NTT (Hãng điện thoại và điện báo Nhật bản)
cùng Ericsson, năm 1997 Hiệp hội công nghiệp Viễn thông TIA ở Mỹ chọn CDMA
như là 1 công nghệ cho 3G, năm 1998 CDMA băng rộng (W-CDMA) và CDMA2000
được thông qua cho Hệ thống thông tin di động chung UMTS. Trong đó W-CDMA và
CDMA2000 là 2 đề xuất chính của 3G. Tuy nhiên 3G vẫn tồn tại một số vấn đề khiếm
khuyết ở những điểm sau:
 Rất khó cho việc tăng băng thông liên tục và tốc độ dữ liệu cao để đáp ứng
được yêu cầu của các dịch vụ đa phương tiện, cùng với sự tồn tại song song của
các dịch vụ khác nhau cần có băng thông và QoS khác nhau.
 Giới hạn phổ và phân bố phổ.
 Khó roaming qua các môi trường dịch vụ khác nhau ở các băng tần khác nhau.
 Thiếu cơ chế vận chuyển liên tục từ đầu cuối đến đầu cuối để liên kết mở rộng
một mạng di động nhỏ với một mạng cố định nhỏ khác. Trong các lĩnh vực
thông tin di động, dịch vụ di động 4G là sự phát triển của các dịch vụ thông tin
di động 3G. Các dịch vụ di động 4G được chào đón bởi khả năng cung cấp
băng thông rộng, dung lượng lớn, truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao, cung cấp cho
người sử dụng những hình ảnh video màu chất lượng cao, các trò chơi đồ hoạ
3D linh hoạt, các dich vụ âm thanh số. Việc phát triển công nghệ giao thức đầu
cuối dung lượng lớn, các dich vụ gói dữ liệu tốc độ cao, công nghệ dựa trên nền
tảng phần mềm công cộng mang đến các chương trình ứng dụng download,
công nghệ truy nhập vô tuyến đa mode, và công nghệ mã hoá media chất lượng
cao trên nền các mạng di động. Với sự xuất hiện của mạng 4G, nó sẽ giải quyết
được:
 Hỗ trợ các dịch vụ tương tác đa phương tiện: truyền hình hội nghị,
Internet không dây,…
 Băng thông rộng hơn, tốc độ bit lớn hơn .
 Tinh di động toàn cầu và tính di chuyển dịch vụ.
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 9

 Giá thành hạ.
 Tăng độ khả dụng của hệ thống thông tin di động .
Các nhà nghiên cứu và nhà cung cấp đã phát triển các mối quan tâm vào mạng
vô tuyến 4G để hỗ trợ đa roaming các mạng di động và vô tuyến toàn cầu, ví dụ từ một
mạng di động tế bào sang một mạng công nghệ vệ tinh cũng như sang tới mạng LAN
không dây băng rộng.
Với đặc trưng này, người dùng sẽ có thể truy nhập vào các dịch vụ khác nhau,
tăng vùng phủ, thuận tiện cho các thiết bị đơn lẻ, một hoá đơn cho việc giảm tối đa
tổng cộng các chi phí và rất nhiều truy nhập không dây đáng tin cậy khác, thậm chí
ngay cả khi có sự hư hỏng hay lỗi của 1 hay nhiều mạng đồng thời. Các mạng 4G cũng
có đặc trưng liên hệ IP cho truy nhập Internet di động không ngắt quãng và tốc độ bit
có thể đạt 50 Mbps hay cao hơn.
Do việc triển khai 4G trên thực tế chỉ có thể thực hiện được từ sau năm 2006
hoặc thậm chí còn lâu hơn nữa nên các nhà phát triển hy vọng có thời gian để giải
quyết nhiều vấn đề liên quan tới các mạng hỗn hợp, cụ thể là:
 Truy nhập
 Chuyển giao
 Định vị đồng thời
 Định nguồn tài nguyên mạng đồng thời để cung cấp cho người sử dụng mới
 Hỗ trợ multicasting
 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ QoS
 Xác thực và bảo mật vô tuyến
 Lỗi mạng và backup
 Tính cước cấu trúc mạng sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng được tất
cả những đòi hỏi trên. Hỗ trợ QoS trong mạng 4G là một thử thách chính vì tốc
độ bit, đặc trưng kênh, gán băng thông, mức lỗi và hỗ trợ chuyển giao giữa các
mạng vô tuyến hỗn hợp. Hỗ trợ QoS có thể thực hiện đối với gói, chuyển dịch
tác vụ, kênh, người dùng và các cấp mạng.
 Mức QoS gói ứng dụng cho jitter, thông lượng, và tỉ lệ lỗi. Các nguồn tài
nguyên mạng như khoảng đệm và giao thức truy nhập là những ảnh hưởng có

khả năng.
 Mức QoS chuyển giao tác vụ mô tả cả 2 yếu tố: thời gian cần thiết để hoàn
thành transaction và tỉ lệ mất gói. Các chuyển giao chắc chắn có thể rất nhạy về
thời gian, trong khi một số chuyển giao khác thì không được phép để mất gói.
 Mức QoS kênh bao gồm block cuộc gọi mới cũng như các cuộc gọi đang thực
hiện. Nó phụ thuộc ngay vào khả năng của mạng thiết lập và duy trì kênh thông
tin từ thiết bị đầu cuối đến thiết bị đầu cuối. Định tuyến cuộc gọi và quản lý
định vị là 2 thuộc tính quan trọng của mức kênh.
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 10
 Mức QoS người sử dụng phụ thuộc vào tính di động và loại ứng dụng của
người dùng. Vị trí mới có thể hỗ trợ nhu cầu QoS cực tiểu, thậm chí với các
ứng dụng thích nghi.
Trong một giải pháp vô tuyến hoàn thiện, thông tin từ điểm cuối đến điểm cuối
giữa hai người sử dụng cũng có khả năng liên quan tới nhiều mạng vô tuyến. Vì QoS
sẽ thay đổi qua các mạng khác nhau, nên QoS cho những thuê bao này có khả năng là
mức tối thiểu mà những mạng này hỗ trợ.
Xu hướng về công nghệ
Có ba xu hướng có thể tiếp cận. Thứ nhất là hướng tập trung quanh 3G, trong
đó đa truy cập phân chia theo mã (CDMA) sẽ được đẩy dần tới điểm tại đó các nhà sản
xuất thiết bị đầu cuối sẽ từ bỏ. Khi đạt tới thời điểm đó, cần có công nghệ khác để đáp
ứng được đòi hỏi tăng lên về dung lượng và tốc độ dữ liệu.
Xu hướng thứ hai là xu hướng về mạng LAN vô tuyến. Sự phát triển rộng khắp
của WiFi được bắt đầu từ năm 2005 cho các PC, máy tính xách tay, và PDA. Trong
các doanh nghiệp, tín hiệu thoại được truyền đi bởi công nghệ Voice qua mạng LAN
vô tuyến (VoWLAN). Tuy nhiên chưa ai thấy rõ được công nghệ thành công tiếp theo
là công nghệ nào. Để đạt tới sự thống nhất về công nghệ 200 Mbps (và cao hơn nữa)
vẫn còn là một chặng đường lâu dài và có quá nhiều giải pháp cần đề xuất.
Xu hướng thứ 3 là IEEE 802.16e và 802.20 thực hiện đơn giản hơn 3G. Sự phát
triển của mạng lõi hướng tới thế hệ NGN băng rộng sẽ hỗ trợ cho việc áp dụng các

công nghệ mạng truy nhập mới thông qua các gateway truy nhập tiêu chuẩn, dựa trên
các chuẩn ETSI-TISPAN, ITU-T, 3GPP, hiệp hội tiêu chuẩn viễn thông Trung Quốc
(CCSA) và các chuẩn khác. Một số công nghệ quan trọng của 4G được mô tả như sau:
OFDMA
Ghép kênh phân chia tần số trực giao OFDM không chỉ tạo nên lợi ích rõ ràng
cho thực thi lớp vật lý, mà còn hợp nhất việc cải thiện hiệu năng lớp 2 nhờ việc đưa ra
thêm một mức độ tự do. Nhờ việc sử dụng OFDM có thể khai thác miền thời gian,
miền không gian, miền tần số và thậm chí cả miền mã để tối ưu hoá việc sử dụng kênh
vô tuyến. Chắc chắn rằng nó có ưu thế lớn với truyền dẫn trong môi trường đa đường
với việc làm giảm thiểu sự phức tạp của bộ thu.
Tín hiệu được chia thành các sóng mang nhỏ trực giao, trên mỗi sóng mang đó
tín hiệu là “băng hẹp” (vài KHz) và vì vậy tránh được hiệu ứng đa đường, tạo nên một
khoảng bảo vệ chèn vào giữa mỗi tín hiệu OFDM. OFDM cũng tạo nên một độ lợi về
phân tập tần số, cải thiện hiệu năng của lớp vật lý. Nó cũng tương thích với những
công nghệ mở rộng nâng cao khác, như là các anten thông minh và MIMO.
Điều chế OFDM cũng có thể tận dụng như là một công nghệ đa truy nhập (đa
truy nhập phân chia tần số trực giao, OFDMA). Trong trường hợp này mỗi tín hiệu
OFDM có thể truyền thông tin từ/tới một vài thuê bao sử dụng một bộ các sóng mang
nhỏ khác nhau (subcarrier, subchannel). Điều này không chỉ cung cấp thêm độ linh
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 11
hoạt cho việc cấp nguồn tài nguyên (tăng dung lượng), mà còn có thể tối ưu hoá các
lớp chéo của việc sử dụng link vô tuyến. Vô tuyến được định nghĩa bằng phần mềm -
SDR
Lợi ích của vô tuyến được định nghĩa bằng phần mềm SDR mang lại hiệu suất
xử lý cao để phát triển các trạm gốc và thiết bị đầu cuối đa băng, đa chuẩn. Mặc dù
trong tương lai các đầu cuối sẽ thích ứng với giao diện vô tuyến để sẵn sàng cho công
nghệ truy nhập vô tuyến, ở thời điểm hiện nay điều này đã được thực hiện nhờ có cơ
sở hạ tầng. SDR mang lại nhiều lợi ích cho một số cơ sở hạ tầng. Ví dụ để tăng dung
lượng mạng tại thời điểm nhất định (ví dụ như 1 sự kiện thể thao), nhà khai thác sẽ cấu

hình lại mạng của họ nhờ việc lắp thêm vào trạm gốc vài thiết bị modem. SDR khiến
cho việc cấu hình lại này rất dễ dàng.
Trong bối cảnh các hệ thống 4G, SDR sẽ tạo điều kiện dễ dàng cho một tập hợp
rất nhiều các picocell và microcell đa chuẩn. Đối với nhà sản xuất, việc này có thể là
một sự hỗ trợ lớn trong việc cung cấp các thiết bị đa chuẩn, đa băng và giảm đi những
nỗ lực phát triển và hạ giá thành thông qua việc xử lý đa kênh một cách đồng thời.

MIMO – Multiple Input Multiple Output
MIMO sử dụng ghép kênh tín hiệu giữa rất nhiều các anten phát (đa thành phần
không gian) trên miền thời gian hoặc miền tần số. Điều này rất phù hợp với OFDM,
bởi vì có thể xử lý các tín hiệu thời gian độc lập ngay khi dạng sóng OFDM được thiết
lập chính xác cho kênh. Đặc điểm này của OFDM giúp cho công đoạn xử lý được đơn
giản hoá đi rất nhiều. Tín hiệu phát đi bởi m anten được n anten thu lại. Việc xử lý các
tín hiệu thu được có thể mang lại một vài cải thiện hiệu năng: phạm vi, chất lượng của
tín hiệu thu và hiệu suất phổ. Triển khai hiệu năng trong mạng tế bào vẫn đang còn là
đối tượng cho nhiều nghiên cứu và mô phỏng (hình 1.2). Tuy nhiên, nói chung có thể
thừa nhận rằng những gì nhận được từ việc sử dụng hiệu quả phổ liên quan trực tiếp
tới số lượng anten cực tiểu trong tuyến kết nối.

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 12

Hình 1.5: Lộ trình hiệu năng do Alcatel thử nghiệm
Chuyển giao và tính di động
Các công nghệ chuyển giao dựa trên công nghệ IP di động cần có sự xem xét cả
về dữ liệu và thoại. Các kỹ thuật IP di động thường chậm nhưng có thể được tăng tốc
với các phương pháp cổ điển (IP di động nhanh, phân cấp). Các phương pháp này có
thể áp dụng được cho dữ liệu và cũng có thể cho cả thoại. Trong những mạng đơn tần,
có thể xem xét các phương pháp chuyển giao. Một số kỹ thuật có thể sử dụng khi tỉ số
sóng mang/nhiễu có giá trị âm (ví dụ VSFOFDM), nhưng điều trở ngại của những kỹ

thuật này chính là dung lượng. Trong OFDM, cùng một lựa chọn có thể thay thế có
trong CDMA, có thể sử dụng phân tập macro. Trong trường hợp OFDM, MIMO cho
phép xử lý phân tập macro với các độ lợi về hiệu năng. Tuy nhiên, thực hiện phân tập
macro dẫn đến việc xử lý MIMO được tập trung và truyền dẫn được đồng bộ. Điều
này không phức tạp như trong CDMA, nhưng những kỹ thuật này chỉ sử dụng trong
các tình huống mà phổ rất khan hiếm.
1.4. Các ứng dụng và dịch vụ trong mạng 4G
Phần này sẽ đánh giá và chỉ ra được các dịch vụ vô tuyến đang nổi lên, các
công nghệ tiềm năng cho tính an toàn chung được sử dụng trong tương lai gần và xa
hơn. Nó sẽ đưa ra một chuỗi các nghiên cứu tiếp theo cho các công nghệ vô tuyến
không dây đang xuất hiện. Sự nghiên cứu này tập chung chính vào các ứng dụng (các
dịch vụ và các thách thức) đang hoạch định cho sự phát triển của mạng vô tuyến không
dây thế hệ thứ tư 4G.
Phần này sẽ trình bày nhiều hơn và cung cấp chi tiết hơn các dịch vụ thấy được
trong mạng 4G. Trên thực tế sự thúc đẩy mạnh mẽ chủ yếu cho các công nghệ 4G là
cung cấp thông tin dữ liệu gói hóa, độ rộng băng lớn, tốc độ cao. Thậm chí người ta
mong muốn rằng lưu lượng thoại được truyền đi tới các thiết bị cầm tay ở trong các
gói (trái ngược với việc phân phát thông qua kênh chuyển mạch dành riêng). Chuyển
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 13
mạch kênh liên quan tới kỹ thuật trong đó các kênh dành riêng được sử dụng để phát
và nhận tín hiệu thoại hay dữ liệu. Sự thông tin dữ liệu gói hóa liên quan tới kỹ thuật
báo hiệu số trong đó thông tin (thoại hay dữ liệu) được chuyển thành mã nhị phân và
được chia cắt thành các đoạn ngắn (segments). Các đoạn này sau đó sẽ được giải đóng
gói theo thứ tự sắp xếp chính xác và được chuyển đổi ngược lại thành các thông tin
ban đầu ở phía thu. Trong chuyển mạch gói chỉ có tín hiệu thọai có nội dung thực sự
được đóng gói và gửi tới hệ thống. Điều này là có thể nhờ sự tiến bộ trong các kỹ thuật
đa truy cập và công nghệ. Thật đáng tiếc là các kỹ thuật truy nhập vô tuyến không dây
ngày nay không hỗ trợ việc truyền băng rộng và truyền tốc độ cao. Sự hạn chế này
chính là sự thúc đẩy cho quá trình phát triển thông tin vô tuyến không dây. Trong thị

trường vô tuyến không dây ngày nay, những người sử dụng yêu cầu các dịch vụ giá trị
gia tăng. Cùng với sự giới thiệu rầm rộ các dịch vụ thế hệ 3, những người sử dụng
mong muốn công nghệ vô tuyến ở thế hệ kế tiếp sẽ không chỉ là phương tiện thông tin
thoại mà còn sẽ có chức năng hóa giống như Internet. Các nhà cung cấp dịch vụ và các
nhà phát triền ứng dụng đang trên con đường nhận ra các nhu cầu của người sử dụng
nhưng đó vẫn là con đưòng dài ở phía trước. Thực tế, trong triển khai 3G, việc mong
muốn việc chức năng hóa đặc điểm Internet theo đường thông tin vô tuyến không dây
chúng ta có thể không nhận thức đầy đủ được. Các kỹ thuật đa truy nhập hoạch định
cho 3G sẽ không hỗ trợ các tốc độ truyền dữ liệu và băng thông được yêu cầu cho các
ứng dụng cải tiến mà người sử dụng mong muốn. Các công nghệ 3G sẽ thực sự có các
chức năng mạnh hơn các hệ thống vô tuyến không dây ngày nay, tuy nhiên không
mạnh bằng khi chúng ta triển khai 4G.
Những người sử dụng vô tuyến không không dây hôm nay mong đợi nhiều thứ
lớn từ các mạng vô tuyến không dây ngày mai. Họ chờ đợi rằng các mạng vô tuyến
không dây thế hệ tiếp theo nhất là 4G sẽ mang lại gì. Các nhà cung cấp dịch và các
phát triển ứng dụng đang chú ý hơn nữa tới sự mong đợi của người sử dụng để quyết
định hướng phát triển và đưa ra các loại hình dịch vụ. Từ đó các nhà cung cấp phân
chia những người sử dụng vô tuyến ra thành các mảng chung. Các ngành kinh doanh
vô tuyến phải hiểu được các mảng này, sự mong chờ và các nhu cầu của mảng
(segment) sẽ đi theo hướng nào trong công nghệ vô tuyến không dây thế hệ tiếp theo
lên 4G. Những người sử dụng được phân mảng theo nhiều cách. Theo như cách trình
bày ở hội thảo gần đây của Lucent Technologies tại Supercomm, Lucent đang xem xét
phân chia các người sử dụng thành 5 mảng như sau:
 Mảng Gender.
 Mảng theo độ tuổi (Age).
 Mảng theo cách sử dụng Internet (Internet Usage).
 Mảng theo mức thu nhập (Income Brackets).
 Mảng những người chuyên sử dụng Mobile (Mobile Profesional).
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 14

Mảng Gender: Tìm đến các người sử dụng là phụ nữ. Những người sử dụng này
điển hình là những cá nhân thu nhập trung bình. Các kiểu ứng dụng đang phát triển
cho mảng này là các ứng dụng giải trí và xã hội như dịch vụ chat và nhắn tin nhanh.
Mảng Age: Được bao gồm thị trường giới trẻ các đối tượng 18 tuổi hoặc trẻ
hơn. Họ không phải trả tiền cho dịch vụ do chính họ dùng mà việc trả tiền đó là do bố
mẹ hay người có liên quan thực hiện. Các kiểu ứng dụng đang được phát triển cho
đoàn này là các ứng dụng giải trí và xã hội như các dịch vụ âm nhạc.
Mảng Internet Usage : Bao gồm điển hình là các cá nhân sử dụng nhiều hơn so
với mức trung bình (nhiều hơn 30 phút trên một phiên) để trình duyệt Internet. Những
người sử dụng trong mảng này được hội tụ công nghệ. Các kiểu ứng dụng đang phát
triển là các ứng dụng thông tin như các dịch vụ tin tức cá nhân và các dòng tin tức
chính (được truyền đi với âm thanh, hình ảnh, văn bản, hoặc bất kỳ sự kết hợp nào ở
thế hệ thứ 3). Các nhà cung cấp dịch đặc biệt khó khăn trong việc đáp ứng nhu cầu của
các khách hàng này bởi họ đã quen vơi việc tính tiền kiểu Internet.
Mảng người sử dụng Income Bracket: Bao gồm những cá nhân ở độ tuổi trung
lưu những cá nhân biết hiểu rõ giá trị dịch vụ. Các loại ứng dụng đang phát triển trong
mảng này là các dịch vụ thông tin như dịch vụ thời gian ngắn (up-to-the-minute),
personalized stock tickers. Những người sử dụng này cũng được định hướng tính an
toàn chung; vì thế các thông tin dữ liệu và thoại có độ tin cậy được nâng cao.
Mảng Mobile Profesional: Hướng tới những người sử dụng tin tưởng vào các
thiết bị vô tuyến không dây để quản lý công việc kinh doanh hàng ngày. Mảng này bao
gồm những người sử dụng chuyên nghiệp. Những người sử dụng này hầu hết rất quan
trọng đối với các nhà cung cấp dịch vụ bởi họ thường xuyên sử dụng nhiều hơn các
dịch vụ mà họ yêu cầu. Các kiểu ứng dụng đang phát triển cho mảng này là fax di
động, thư điện tử, nhắn tin nhanh. Để tăng sự tin cậy các ứng dụng, các nhà cung cấp
cũng đang phát triển thiết bị thuê bao để có thể chuyển vùng vào các mạng vô tuyến
không dây khác nhau trên toàn thế giới sử dụng một thiết bị thông tin đơn. Giống như
mảng Income Brackets, Mobile Professional yêu cầu các phương tiện thông tin dữ liệu
và thoại phải tin cậy và liên tục. Tính an toàn chung sẽ được quan tâm và hiệu chỉnh
hợp lý trong mảng này. Toàn bộ chức năng sẽ được thêm vào để đảm bảo tính bảo mật

thông tin cho người sử dụng.

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 15

Hình 1.6 Các dịch vụ và ứng dụng trong 4G
Các trình ứng dụng và các dịch chung:
Mục đích của phần này là định nghĩa các dịch vụ cũng như chức năng mà nhà
cung cấp đưa ra cho khách hàng. Các trình ứng dụng được định nghĩa như các phần
mềm, chương trình hoặc các tính năng mang lại lợi thế cho các dịch vụ cung cấp bởi
nhà khai thác. Nhìn chung có bốn loại dịch vụ hoặc trình ứng dụng được phát triển và
đưa vào sử dụng ở thông tin vô tuyến thế hệ tiếp theo. Đó là dịch vụ thông tin cá
nhân/khoanh vùng, các phương tiện liên lạc, tổ chức, giải trí. Các ứng dụng và các
dịch vụ thông tin cá nhân/ khoanh vùng hướng tới phục vụ hầu hết người sử dụng ở
các mảng để cập trước đây nó nói đến nhiều hơn ở các mảng Inernet Usage, Income
Brackets, và Mobile Professional. Các ứng dụng và các dịch vụ thông tin này sẽ cung
cấp cho người sử dụng các bản tin chung, các bản tin tài chính, hướng dẫn vị trí,
thương mại di động, và các dịch vụ du lịch. Các dịch vụ này cho phép người sử dụng
xác minh các thông tin đơn lẻ liên quan tới người sử dụng dù họ ở trong vùng phục vụ
hay chuyển vùng sang các hệ thống khác. Các quốc gia Châu Âu đã có các ứng dụng
theo dõi phương tiện giao thông công cộng. Từ các thông tin giám sát này người sử
dụng có thể xác định thời gian xe buýt hay tầu điện dừng lại ở bến. Kiểu dịch vụ thông
tin cá nhân/khoanh vùng này đã được triển khai giới hạn trong các quốc gia. Dịch vụ
này có thể là push-based hoặc pull-based, phụ thuộc vào vị trí thuê bao muốn thông tin
phát tập trung tự động gửi tới thiết bị vô tuyến không giây hoặc nếu muốn thông tin
phát tập trung trên một điểm có nhu cầu. Các dịch vụ push và pull sẽ đựơc thảo luận
chi tiết sau ở phần này. Các dịch vụ và các ứng dụng có một tầm quan trọng đối với tất
cả các mảng người sử dụng đặc biệt là mảng Mobile Professional.

 Các dịch vụ thông tin (Communication) : bao gồm có dịch vụ nhắn tin ngắn

(SMS), thư điện tử, hội thảo truyền hình, fax, và các bulletin board. Mặc dù một
số các dịch vụ đã được sẵn sàng trong các hệ thống không dây ngày nay, nhưng
các dịch vụ này sẽ tiếp tục được nâng cao hơn trong thế hệ tương lai. Trong các
dịch vụ này: thoại và độ tin cậy được chú ý nhất trong kế hoạch phát triển.
 Các dịch vụ Organizational : bao gồm các khả năng hỗ trợ số cá nhân (PDA
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1- Xu hướng phát triển
Vũ Tuấn Long – D08VT3 16
Personal digital assistant), trao đổi tiền tệ dựa trên cơ sở xác định người sử
dụng, và các trình ứng dụng quản lý cá nhân khác (ví dụ: lịch công tác, quản lý
cuộc gọi, sổ lưu địa chỉ). Các dịch vụ và cách trình ứng dụng Organizational có
liên quan tới tất cả các mảng người sử dụng nhưng nó được hướng tới phục vụ
cho các mảng người sử dụng là Income Brackets và Mobile Professional.
 Các dịch vụ giải trí (Entertainment): được đưa vào tầm ngắm của các nhà cung
cấp dịch vụ và các nhà cung cấp quay trở lại đầu tư vào nó khi nhận thấy nó có
một tiềm năng lớn. Các dịch vụ giải trí có thể gồm có đoạn âm thanh, đoạn
video, chat, trao đổi hình ảnh, và chơi game. Trong thị trường vô tuyến không
giây Châu Á 3G đang được phát triển, các dịch vụ giải trí đang tạo ra lợi nhuận
đáng kể. Mảng mà các dịch vụ giải trí hướng tới đó là mảng Age. Một dịch vụ
khác đang tạo ra rất nhiều sự sôi động trong nghành kinh doanh đó là thương
mại di động (M-Commerce). Thương mại di động đưa ra khả năng cho thuê bao
đăng ký mua các món hàng ( ví dụ: mua gas, thức ăn từ các máy bán hàng tự
động.v.v) sử dung một thiết bị vô tuyến không dây. Ví dụ để đăng ký mua một
món hàng từ máy bán hàng tự động, mọi người sử dụng sẽ quay số điện thoại
hoặc mã truy nhập liên quan tới món hàng đó và món hàng đó sẽ được phân
phối tới người mua. Trong sự phối hợp này, máy bán hàng tự động sẽ được kết
nối tới mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN) thông qua một modem
hoặc một thiết bị kiểu gateway. Các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến không dây
sẽ gửi thông tin tới công ty bán hàng và công ty này sẽ gửi thông tin tới máy
bán hàng tự động để chỉ thị cho máy bán hàng phân phối món hàng. Tài khoản
của người sử dụng dịch vụ không dây sẽ được tính vào các món hàng mà họ

đăng ký, giống như một thẻ tín dụng. Kiểu dịch vụ thương mại di động này hiện
thời đang được thử nghiệm và đã được thực hiện (trên cơ sở còn nhiều hạn chế)
trong các quốc gia ở Châu Âu và Châu á và thực sự đang tiến xa. Thương mại
di động có thể được xem như là một kiểu dịch vụ Information hoặc
Organzation.
Các dịch vụ dựa trên cơ sở xác định vị trí Push, Pull.
Các dịch vụ Push và Pull đưa ra độ tin cậy cho mạng về khả năng xác định vị trí
các thuê bao. Trong mạng 4G, điều đó có thể nhận thấy, mạng có khả năng xác định vị
trí chính xác của các thuê bao ở cả trong nhà và ngoài nhà. Khả năng này được thực
hiện từ các chức năng được thêm vào từ các nhà cung cấp dịch vụ. Các thông tin cá
nhân người dùng được thiết lập và cập nhật bởi các thuê bao, đảm bảo thông tin tới
mỗi người sử dụng đúng yêu cầu. Thông tin cá nhân chứa đựng các sở thích của thuê
bao (ví dụ: thích/không thích, kế hoạch làm việc, khuôn khổ) và sự cho phép các thuê
bao ( ví dụ: người nào được phép biết hiện tại họ đang ở đâu). Nhà cung cấp dịch vụ sẽ
duy trì và lưu dữ thông tin cá nhân người sử dụng trong cơ sở dữ liệu. Mạng phục vụ
sẽ sử dụng các thông tin này để đẩy các dịch vụ cho các thuê bao. Ví dụ: nếu một thuê
bao thích một kiểu thức ăn riêng, mạng sẽ xem trong thông tin cá nhân của thuê bao đó