LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn khoa viễn thông I - Học viện công nghệ bưu chính viễn
thông đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em học tập và thực hiện tốt đề tài nghiên
cứu này. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy ThS.Nguyễn Viết Đảm, người thầy
đã tận tình huớng dẫn và chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên
cứu này. Em kính chúc thầy luôn mạnh khoẻ để giảng dạy được nhiều thế hệ sinh viên
hơn nữa.
Xin cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ và ủng hộ của gia đình, bạn bè đã giúp đỡ em
trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu này.
Mặc dù chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành đề tài nghiên cứu này,
nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót về kiến thức, và những kinh
nghiệm thực tế. Em mong nhận được sự thông cảm, góp ý tận tình và chỉ bảo của các
thầy cô và các bạn để đề tài nghiên cứu của chúng em được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày 25 tháng 11 Năm 2013
Sinh viên
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Mục lục
MỤC LỤC
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
2
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Danh mục hình vẽ
DANH MỤC HÌNH VẼ
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
3
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Thuật ngữ viết tắt
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Từ đầy đủ tiếng anh Dịch nghĩa tiếng việt
3G Third Generation Technology Hệ thống thông tin di động thế hệ
thứ ba
3GPP* 3rd Generation Partnership Project Dự án hợp tác thế hệ thứ 3
A
ACS Add-Compara-Select Cộng-so sánh-chọn

AICH Acquisition Indicator Channel Kênh chỉ thị thu nhận
ATM Asynchronous Trafer Mode Chế độ truyền dị bộ
B
BCH Broatcast Channel Kênh quảng bá
BER Bit Error Rate Tỷ số lỗi bit
BG Border Gateway Cổng biên
BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc
C
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
CN Core Network Mạng lõi
CPCH Common Packet Channnel Kênh gói chung đường lên
CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung
CRC Cyclic Redundance Check Kiểm tra vòng dư
CRNC Control RNC Bộ điều khiển RNC
CS Circuit Switching Chuyển mạch kênh
CSCF Connection State Control Function Chức năng điểu khiển trạng thái
kết nối
D
DPCCH Delicated Physical control channel Kênh điều khiển vật lý riêng
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Thuật ngữ viết tắt
DPDCH Delicated Physical data channel Kênh số liệu vật lý riêng
DRNC Drif RNC RNC trôi
DSCH Dowlink Shared Channnel Kênh đường xuống dùng chung
F
FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống
FDD Frequency Division Duplexing Ghép song công phân chia theo
tần số

FDMA Frequency Division Multiple
Access
Đa truy xuất phân chia theo tần số
G
GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng
GPRS Gereral Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung
GSM Global System For Mobile
Communications
Hệ thống di động toàn cầu
H
HE Home Environment Môi trường nhà
HLR Home Location Register Thanh ghi thường trú
HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê bao thường trú
I
IMT International Mobile
Telecommunications
Viễn thông di động quốc tế
IP Internet Protocol Giao thức internet
ITU International Telecommunications
Union
Liên minh viễn thông quốc tế
Iub Giao diện giữa RNC và node B
Iur Giao diện giữa 2 RNC
L
LLR Log-likelihood Ratio Hàm log của tỷ lệ likelihood
M
MAP Maximum A Posteriori Probability Xác suất hậu nghiệm cực đại
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Thuật ngữ viết tắt
ME Mobile Equipment Thiết bị di động

MGCF Media Gateway Control Function Chức năng điều khiển cổng
phương tiện
MGW Media Gateway Cổng truyền thông
MRF Multimedia Resource Function Chức năng quản lý tài nguyên đa
phương tiện
MS Mobile Station Trạm di động
MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động
P
PCH Paging Channel kênh tìm gọi
pdf Power density function Hàm mật độ xác suất
PCCC Parallet Concatened Convolutional
Code
Mã xoắn móc nối song song
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng
PS Packet Switching Chuyển mạch gói
PSTN Public Switched Telephone
Network
Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng
R
RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến
RSC Recursive Systematic
Convolutional
Mã xoắn hồi quy hệ thống
R-SGW Roaming Signalling Gateway Cổng báo hiệu chuyển mạch
S
SC Systematic Convolutional Mã xoắn hệ thống
SCH Synchronization Channel Kênh đồng bộ

SGSN Serving General Packet Radio
Service Support Node
Nút hỗ trợ GPRS phục vụ.
SMS Short Message Service Dịch vụ nhắn tin ngắn
SNR Signal to Noice Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Thuật ngữ viết tắt
SRNC Serving RNC RNC phục vụ
T
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời
gian
T-SGW Transport Signalling Gateway Cổng báo hiệu truyền tải
U
UE User Equipment Thiết bị người sử dụng
UMTS Universal Mobile
Telecommunication System
Hệ thống viễn thông di động toàn
cầu
USIM UMTS Subscriber Identify Module Thẻ dùng nhận dạng thuê bao
UMTS
UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access
Network
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
theo tiêu chuẩn UMTS
V
VLR Visitor Location Register Thanh ghi định vị tạm trú
W
WCDMA Wideband CDMA CDMA băng rộng
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
LỜI NÓI ĐẦU


Thông tin di động đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới với những
ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thông tin, trong dịch vụ và trong cuộc sống hàng
ngày. Máy di động ngày nay đã trở thành một vật dụng không thể thiếu với mỗi người,
nó đáp ứng những nhu cầu liên lạc của người dùng.
Tuy nhiên nhu cầu con người luôn luôn được nâng cao và công nghệ di động
phổ biến nhất hiện giờ là GSM không đáp ứng được những nhu cầu mới như nhu cầu
truy cập thông tin với tốc độ đặc biệt như: điện thoại thấy hình, Video trực tuyến,
email… đòi hỏi tốc độ truyền số liệu phải cao và băng thông lớn. Vì thế công nghệ 3G
ra đời như một bước đột phá công nghệ di động, nó cung cấp băng thông rộng hơn cho
mỗi người sử dụng qua đó đáp ứng được những nhu cầu mới của người sử dụng.
Hiện nay công nghệ 3G đang được ứng dụng một cách mạnh mẽ ở các nước
trên thế giới và đặc biệt cũng đang được triển khai và ứng dụng ở nước ta. Các công ty
viễn thông được triển khai công nghệ 3G trên băng tần 1900-2200MHz dựa trên công
nghệ WCDMA.
Xuất phát từ ý tưởng tìm hiểu về hệ thống WCDMA và đặc biệt được sự hướng
dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của Thầy ThS.Nguyễn Viết Đảm chúng em đã hoàn thành
đề tài nghiên cứu : “Giải thuật-giải mã Turbo-MAP trong W-CDMA” .
Đề tài của chúng em xin trình bày gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS.
Chương 2: Lớp vật lý trong WCDMA.
Chương 3: Giải thuật MAP cho mã Turbo trong W-CDMA.
Trong quá trình làm đề tài khó tránh khỏi những sai sót, chúng em rất mong sự
chỉ dẫn của các thầy cô giáo và sự góp ý của các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA UMTS

1.1 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động
1.1.1 Giới thiệu
Ra đời vào cuối năm 1940, đến nay thông tin di động là một lĩnh vực rất quan
trọng trong đời sống xã hội. Xã hội càng phát triển, nhu cầu về thông tin di động của
con người ngày càng tăng lên và thông tin di động càng khẳng định được sự cần thiết
và tính tiện dụng của nó. Cho đến nay, hệ thống thông tin di động đã trải qua nhiều
giai đoạn phát triển, từ thế hệ di động thế hệ 1 đến thế hệ 3 và thế hệ đang phát triển
trên thế giới – thế hệ 4.
1.1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1
Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 sử dụng phương pháp đa truy nhập phân
chia theo tần số (FDMA).
Hình 1.1. Hệ thống đa truy nhập FDMA
Đặc điểm:
-
Mỗi MS được cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến.
-
Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng kể.
-
Trạm BTS phải có bộ thu – phát riêng làm việc với mỗi MS.
1.1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ 2
Tất cả hệ thống thông tin di động 2 sử dụng điều chế số. Và chúng sử dụng 2
phương pháp đa truy nhập:
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
1.1.3.1 Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA (Time Division Multiple
Access)
Hình 1.2. Đa truy nhập theo thời gian TDMA
Đặc điểm:
- Tín hiệu của thuê bao được truyền dẫn số.

- Liên lạc song công mỗi hướng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau, trong
đó một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ trạm gốc đến các máy di
động và một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ máy di động đến trạm
gốc.
- Giảm số máy thu phát ở BTS.
-
Giảm nhiễu giao thoa.
1.1.3.2 Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA (Code Division Multiple Access)
Hình 1.3. Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA
Đặc điểm của CDMA:
- Dải tần tín hiệu rộng hàng MHz.
- Sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp.
- Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cường độ trường rất
nhỏ và chống fading hiệu quả hơn FDMA, TDMA.
- Việc các thuê bao MS trong cell dùng chung tần số khiến cho thiết bị truyền
dẫn vô tuyến đơn giản, điều khiển dung lượng cell rất linh hoạt.
1.1.4 Hệ thống thông tin di động thế hệ ba
Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba hay còn gọi là hệ thống thông tin di
động 3G. Công nghệ này gồm nhiều cải tiến đang được thực hiện trong lĩnh vực truyền
thông không dây cho điện thoại và dữ liệu thông qua bất kỳ chuẩn nào trong những
chuẩn hiện nay. 3G mang lại cho người dùng nhiều dịch vụ giá trị gia tăng cao cấp,
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
giúp chúng ta thực hiện truyền thông thoại và dữ liệu (như email và tin nhắn văn bản),
download âm thanh và hình ảnh với băng tần cao.
Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và các dịch vụ thông tin di động, ngay từ
đầu những năm đầu của thập kỷ 90 người ta đã tiến hành nghiên cứu hoạch định hệ
thống thông tin di động thế hệ ba. ITU-R đang tiến hành công tác tiêu chuẩn hóa cho
hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000. Hệ thống mới này sẽ làm việc ở dải tần

2GHz. Tốc độ cực đại của người sử dụng có thể lên đến 2Mbps.
Các chuẩn công nghệ chủ yếu của 3G gồm:
- WCDMA: là nền tảng chuẩn UMTS, dựa trên kỹ thuật CDMA trải phổ trực
tiếp.
- CDMA 2000: là thế hệ kế tiếp của các chuẩn 2G CDMA và IS-95.
- TD-CDMA (Time-division-CDMA): là một chuẩn dựa trên kỹ thuật song
công phân chia theo thời gian.
- TD-SCDMA: chuẩn này được biết đến ít hơn. Đang được phát triển ở Trung
Quốc nhằm mục đích như là một giải pháp thay thế cho WCDMA.
1.1.5 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ tư
Tiếp theo mạng thông tin di động thế hệ thứ ba (3G), Liên minh viễn thông quốc
tế ITU đang hướng tới một chuẩn cho mạng di động tế bào mới thế hệ thứ tư (4G). 4G
có những tính năng vượt trội như: cho phép thoại dựa trên nền IP, truyền số liệu và đa
phương tiện với tốc độ cao hơn rất nhiều so với các mạng di động hiện nay. Theo tính
toán, tốc độ truyền dữ liệu có thể lên đến 100Mb/s, thậm chí lên đến 1Gb/s trong các
điều kiện tĩnh.
Có thể nói, hiện nay có hai yếu tố từ nhu cầu của người dùng tác động đến sự
phát triển của công nghệ 4G. Thứ nhất, đó là sự gia tăng về nhu cầu của các ứng dụng
của mạng không dây và nhu cầu băng thông cao khi truy nhập Internet. Thứ hai, người
dùng luôn muốn công nghệ không dây mới ra đời vẫn sẽ cung cấp các dịch vụ và tiện
ích theo cách tương tự như mạng hữu tuyến, mạng không dây.
1.2 Kiến trúc của một hệ thống thông tin di động 3G
Hệ thống thông tin di động 3G được xây dựng và phát triển dựa trên nền tảng
cơ sở của hệ thống thông tin đi động 1G và 2G – là những hệ thống ban đầu, do vậy
chúng có những giới hạn về công nghệ, hệ thống 1G và 2G chỉ cho phép người dùng
sử dụng những dịch vụ căn bản đặc thù là thoại, và số liệu.
Mạng thông tin di động 3G ban đầu là mạng kết hợp giữa chuyển mạch gói PS
(Packet Switching ) và chuyển mạch kênh CS (Circuit Switching) để truyền số liệu gói
(chủ yếu là truy cập internet) và thoại - video. Các trung tâm chuyển mạch gói sử dụng
công nghệ ATM. Để hướng tới môi trường IP toàn bộ, chuyển mạch kênh sẽ dần được

thay thế bằng chuyển mạch gói. Các dịch vụ kể cả số liệu hay thời gian thực (như tiếng
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
và video) cuối cùng sẽ được truyền trên cùng một môi trường IP bằng các chuyển
mạch gói.
Hình 1.4. Kiến trúc tổng quát của một mạng di động kết hợp cả CS và PS

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 mạng vô tuyến.

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: mạng di động công cộng mặt đất.
Hệ thống thông tin di động toàn cầu 3G UMTS (Universal Mobile
Telecommunications System) phát triển theo hai hướng:

- Hướng thứ nhất sử dụng công nghệ đa truy nhập W-CDMA (Wide Band Code
Devision Multiple Acces: đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng) được gọi là
UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Network: mạng truy nhập vô tuyến mặt đất của
UMTS).
- Hướng thứ hai sử dụng công nghệ đa truy nhập TDMA (Time Devision
Multiple Acces: đa truy nhập phân chia theo thời gian) được gọi là GERAN (GSM
EDGE Radio Access Network: mạng truy nhập vô tuyến dựa trên công nghệ EDGE
của GSM).
1.2.1 Chuyển mạch kênh (CS), chuyển mạch gói (PS)
3G cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh như tiếng, video và các dịch vụ
chuyển mạch gói chủ yếu để truy cập internet.

Chuyển mạch kênh (CS: Circuit Switch)
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
Chuyển mạch kênh (CS) là quá trình chuyển mạch mà trong đó thiết bị chuyển
mạch thực hiện các cuộc truyền tin bằng cách thiết lập kết nối chiếm một tài nguyên
mạng nhất định trong toàn bộ cuộc truyền tin. Kết nối này là tạm thời, liên tục và dành
riêng.
-
Tạm thời: vì nó chỉ được duy trì trong thời gian cuộc gọi.
-
Liên tục: vì nó được cung cấp liên tục một tài nguyên nhất định (băng thông
hay dung lượng và công suất) trong suốt thời gian cuộc gọi.
-
Dành riêng: vì kết nối này và tài nguyên chỉ dành riêng cho cuộc gọi này.

Chuyển mạch gói (PS: Packet Switch)
Chuyển mạch gói (PS – Packet Switching) là quá trình chuyển mạch thực hiện

phân chia số liệu của một kết nối thành các gói có độ dài nhất định và chuyển mạch
các gói này theo thông tin về nơi nhận được gắn với từng gói. Trong chuyển mạch gói
tài nguyên mạng chỉ bị chiếm dụng khi có gói cần truyền.
Chuyển mạch gói cho phép nhóm tất cả các số liệu của nhiều kết nối khác nhau
phụ thuộc vào nội dung, kiểu hay cấu trúc số liệu thành các gói có kích thước phù hợp
và truyền chúng trên một kênh chia sẻ. Việc nhóm các số liệu cần truyền được thực
hiện bằng ghép kênh thống kê với ấn định tài nguyên động. Các công nghệ sử dụng
cho chuyển mạch gói có thể là Frame Relay, ATM hoặc IP.
Hình 1.5. Chuyển mạch kênh (CS) và chuyển mạch gói (PS)
Các miền chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói được thể hiện bằng một nhóm
các đơn vị chức năng lôgic: trong thực hiện thực tế các miền chức năng này được đặt
vào các thiết bị và các nút vật lý.
1.2.2 Dịch vụ chuyển mạch kênh và dịch vụ chuyển mạch gói

Dịch vụ chuyển mạch kênh (CS Service)
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
Dịch vụ chuyển mạch kênh (CS Service) là dịch vụ trong đó mỗi đầu cuối được
cấp phát một kênh riêng và nó toàn quyền sử dụng tài nguyên của kênh này trong thời
gian cuộc gọi, tuy nhiên phải trả tiền cho toàn bộ thời gian này dù có truyền tin hay
không. Dịch vụ chuyển mạch kênh có thể được thực hiện trên chuyển mạch kênh hoặc
chuyển mạch gói. Thông thường dịch vụ này được áp dụng cho các dịch vụ thời gian
thực (thoại).

Dịch vụ chuyển mạch gói (PS)
Dịch vụ chuyển mạch gói (PS Service) là dịch vụ trong đó nhiều đầu cuối cùng
chia sẻ một kênh và mỗi đầu cuối chỉ chiếm dụng tài nguyên của kênh này khi có
thông tin cần truyền và nó chỉ phải trả tiền theo lượng tin được truyền trên kênh. Dịch
vụ chuyển mạch gói chỉ có thể được thực hiện trên chuyển mạch gói. Dịch vụ này rất

phù hợp cho các dịch vụ phi thời gian thực (truyền số liệu). Tuy nhiên nhờ sự phát
triển của công nghệ, dịch vụ này cũng được áp dụng cho các dịch vụ thời gian thực
(VoIP).
Chuyển mạch gói có thể thực hiện trên cơ sở ATM hoặc IP.
● ATM (Asynchronous Transfer Mode: chế độ truyền dị bộ) là công nghệ thực
hiện phân chia thông tin cần phát thành các tế bào 53 byte để truyền dẫn và chuyển
mạch. Một tế bào ATM gồm 5 byte tiêu đề (có chứa thông tin định tuyến) và 48 byte
tải tin (chứa số liệu của người sử dụng).
● Chuyển mạch hay Router IP (Internet Protocol) cũng là một công nghệ thực hiện
phân chia thông tin phát thành các gói được gọi là tải tin (Payload). Sau đó mỗi gói
được gán một tiêu đề chứa các thông tin địa chỉ cần thiết cho chuyển mạch.
Công nghệ 3G WCDMA UMTS được phát triển từ những năm 1999 khi mà
công nghệ chuyển mạch gói ATM đang khá phát triển, nên các chuẩn của công nghệ
3G cũng được xây dựng dựa trên công nghệ ATM. Tuy nhiên hiện nay và tương lai
mạng viễn thông sẽ được xây dựng trên cơ sở internet.
1.3 Hệ thống 3G WCDMA UMTS
1.3.1 Kiến trúc hệ thống 3G WCDMA UMTS
3G WCDMA UMTS được xây dựng qua các mô hình mạng lõi 3GPP R3 (hay
còn gọi là R99, vì công nghệ này được phát triển bắt đầu từ năm 1999), 3GPP R4,
3GPP R5-R6. Trong đó, mạng lõi R3 và R4 bao gồm hai miền: miền CS và miền PS.
Việc kết hợp này phù hợp cho giai đoạn đầu khi PS chưa đáp ứng tốt các dịch vụ thời
gian thực như thoại và hình ảnh. Lúc này miền CS sẽ đảm nhiệm các dịch vụ thoại còn
số liệu được truyền trên miền PS. R4 phát triển hơn R3 ở chỗ miền CS chuyển sang
chuyển mạch mềm vì thế toàn bộ mạng truyền tải giữa các node chuyển mạch đều trên
IP. Dưới đây ta xét ba kiến trúc 3G WCDMA UMTS vừa nêu trên.
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
1.3.1.1 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3
So với hệ thống 2G, kiến trúc R3 được nâng cấp ở phần mạng truy nhập vô

tuyến băng rộng UTRAN, phần mạng lõi vẫn sử dụng tối đa các phần tử GSM/GPRS
đã có.
Mạng lõi R3 hỗ trợ cả kết nối chuyển mạch kênh lẫn chuyển mạch gói, với
tốc độ đạt được trong miền CS là 384Mbps và trong miền PS là 2Mbps. Các kết nối
tốc độ cao này đảm bảo cung cấp một tập các dịch vụ mới cho người sử dụng di động
giống như các mạng điện thoại cố định và Internet. Các dịch vụ này gồm: điện thoại có
hình (hội nghị video), âm thanh chất lượng cao (CD) và tốc độ truyền cao tại đầu cuối.
Một tính năng khác cũng được đưa ra cùng với GPRS là “luôn luôn kết nối” đến
Internet. UMTS cũng cung cấp thông tin vị trí tốt hơn và vì thế hỗ trợ tốt hơn các dịch
vụ dựa trên vị trí.
Phát triển nền tảng mạng GSM, mạng UMTS cũng bao gồm ba phần:
-Thiết bị người sử dụng (UE: User Eqiupment).
- Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS (UTRAN: UMTS Terrestrial Radio
Network).
- Mạng lõi (CN: Core Network).
Hình 1.6. Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3

Thiết bị người sử dụng UE
UE (User Equipment: thiết bị người sử dụng) là đầu cuối mạng UMTS của
người sử dụng. Đây là phần hệ thống có nhiều thiết bị nhất và sự phát triển của nó ảnh
hưởng lớn lên các ứng dụng và các dịch vụ khả dụng. UE bao gồm: thiết bị đầu cuối
(TE), thiết bị di động (ME), thẻ nhận dạng thuê bao UMTS (USIM: UMTS Subscriber
Identity Module) là một ứng dụng chạy trên UICC.
● Đầu cuối TE bây giờ không chỉ đơn thuần dành cho điện thoại mà còn cung
cấp các dịch vụ số liệu mới, nó đã trở thành tổ hợp của máy di động, modem và máy
tính bàn tay.
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
Đầu cuối hỗ trợ hai giao diện:

- Giao diện Uu: liên kết vô tuyến (giao diện WCDMA). Nó đảm nhiệm toàn bộ
kết nối vật lý với mạng UMTS.
- Giao diện Cu giữa UMTS IC card (UICC) và đầu cuối: giao diện này tuân
theo tiêu chuẩn cho các card thông minh.
● UMTS IC card là một card thông minh. Điều mà ta quan tâm đến nó là dung
lượng nhớ và tốc độ bộ xử lý do nó cung cấp. Ứng dụng USIM chạy trên UICC.
Trong hệ thống GSM, SIM card lưu giữ thông tin cá nhân cài cứng trên card.
Điều này đã thay đổi trong UMTS, Modul nhận dạng thuê bao UMTS được cài như
một ứng dụng trên UICC. Điều này cho phép lưu nhiều ứng dụng hơn và nhiều chữ ký
(khóa) điện tử hơn cùng với USIM cho các mục đích khác. Ngoài ra có thể có nhiều
USIM trên cùng một UICC để hỗ trợ truy nhập đến nhiều mạng.

Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS
UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network: Mạng truy nhập vô tuyến
mặt đất UMTS) là liên kết giữa người sử dụng và CN. Nó gồm các phần tử đảm bảo
các cuộc truyền thông UMTS trên vô tuyến và điều khiển chúng.
UTRAN được định nghĩa giữa hai giao diện. Giao diện Iu giữa UTRAN và CN,
gồm hai phần: IuPS cho miền chuyển mạch gói và IuCS cho miền chuyển mạch kênh;
giao diện Uu giữa UTRAN và thiết bị người sử dụng. Giữa hai giao diện này là hai
nút, NRC và nút B.
● RNC (Radio Network Controller) chịu trách nhiệm cho một hay nhiều trạm
gốc (node B) và điều khiển các tài nguyên của chúng. Đây cũng chính là điểm truy
nhập dịch vụ mà UTRAN cung cấp cho CN. Nó được nối đến CN bằng hai kết nối,
một cho miền chuyển mạch gói (đến GPRS) và một đến miền chuyển mạch kênh
(MSC).
RNC có nhiều chức năng logic tùy thuộc vào việc nó phục vụ nút nào. Người sử
dụng được kết nối vào một RNC phục vụ (SRNC: Serving RNC). Khi người sử dụng
chuyển vùng đến một RNC khác nhưng vẫn kết nối với RNC cũ, một RNC trôi
(DRNC: Drift RNC) sẽ cung cấp tài nguyên vô tuyến cho người sử dụng, nhưng RNC
phục vụ vẫn quản lý kết nối của người sử dụng đến CN.

Vai trò logic của SRNC và DRNC được mô tả trên hình 1.7. Khi UE trong
chuyển giao mềm giữa các RNC, tồn tại nhiều kết nối qua Iub và có ít nhất một kết nối
qua Iur. Chỉ một trong số các RNC này (SRNC) là đảm bảo giao diện Iu kết nối với
mạng lõi còn các RNC khác (DRNC) chỉ làm nhiệm vụ định tuyến thông tin giữa các
Iub và Iur.
Chức năng cuối cùng của RNC là RNC điều khiển (CRNC: Control RNC). Mỗi
node B có một RNC điều khiển chịu trách nhiệm cho các tài nguyên vô tuyến của nó.
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
Hình 1.7. Vai trò logic của SRNC và DRNC
● Trong UMTS trạm gốc được gọi là nút B và nhiệm vụ của nó là thực hiện kết
nối vô tuyến vật lý giữa đầu cuối với nó. Nó nhận tín hiệu trên giao diện Iub từ RNC
và chuyển nó vào tín hiệu vô tuyến trên giao diện Uu. Nó cũng thực hiện một số thao
tác quản lý tài nguyên vô tuyến cơ sở như “điều khiển công suất vòng trong”. Tính
năng này để phòng ngừa vấn đề gần xa; nghĩa là nếu tất cả các đầu cuối đều phát cùng
một công suất, thì các đầu cuối gần nút B nhất sẽ che lấp tín hiệu từ các đầu cuối ở xa.
Nút B kiểm tra công suất thu từ các đầu cuối khác nhau và thông báo cho chúng giảm
công suất hoặc tăng công suất sao cho nút B luôn thu được công suất như nhau từ tất
cả các đầu cuối.

Mạng lõi CN
Mạng lõi (CN) được chia thành ba phần, miền PS, miền CS và HE. Miền PS
đảm bảo các dịch vụ số liệu cho người sử dụng bằng các kết nối đến Internet và các
mạng số liệu khác và miền CS đảm bào các dịch vụ điện thoại đến các mạng khác
bằng các kết nối TDM. Các nút B trong CN được kết nối với nhau bằng đường trục
của nhà khai thác, thường sử dụng các công nghệ mạng tốc độ cao như ATM và IP.
Mạng đường trục trong miền CS sử dụng TDM còn trong miền PS sử dụng IP.
•
SGSN (SGSN: Serving GPRS Support Node: nút hỗ trợ GPRS phục vụ) là nút chính

của miền chuyển mạch gói. Nó nối đến UTRAN trong qua giao diện IuPS và đến
GGSN thông qua giao diện Gn. SGSN chịu trách nhiệm cho tất cả kết nối PS của tất cả
các thuê bao. Nó lưu hai kiểu dữ liệu thuê bao: thông tin đăng ký thuê bao và thông tin
vị trí thuê bao.
•
GGSN (Gateway GPRS Support Node: Nút hỗ trợ GPRS cổng) là một SGSN kết nối
với các mạng số liệu khác. Tất cả các cuộc truyền thống số liệu từ thuê bao đến các
mạng ngoài đều qua GGSN. Cũng như SGSN, nó lưu cả hai kiểu số liệu: thông tin
thuê bao và thông tin vị trí.
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
•
BG (Border Gateway: Cổng biên) là một cổng giữa miền PS của PLMN với các mạng
khác. Chức năng của nút này giống như tường lửa của Internet: để đảm bảo mạng an
ninh chống lại các tấn công bên ngoài.
•
VLR (Visitor Location Register: bộ ghi định vị tạm trú) là bản sao của HLR cho mạng
phục vụ (SN: Serving Network). Dữ liệu thuê bao cần thiết để cung cấp các dịch vụ
thuê bao được copy từ HLR và lưu ở đây. Cả MSC và SGSN đều có VLR nối với
chúng.
•
MSC thực hiện các kết nối CS giữa đầu cuối và mạng. Nó thực hiện các chức năng báo
hiệu và chuyển mạch cho các thuê bao trong vùng quản lý của mình. Chức năng của
MSC trong UMTS giống chức năng MSC trong GSM, nhưng nó có nhiều khả năng
hơn. Các kết nối CS được thực hiện trên giao diện CS giữa UTRAN và MSC. Các
MSC được nối đến các mạng ngoài qua GMSC.
•
GMSC có thể là một trong số các MSC. GMSC chịu trách nhiệm thực hiện các chức
năng định tuyến đến vùng có MS. Khi mạng ngoài tìm cách kết nối đến PLMN của

một nhà khai thác, GMSC nhận yêu cầu thiết lập kết nối và hỏi HLR về MSC hiện thời
quản lý MS.
•
Môi trường nhà (HE: Home Environment) lưu các hồ sơ thuê bao của hãng khai thác.
Nó cũng cung cấp cho các mạng phục vụ (SN: Serving Network) các thông tin về thuê
bao và về cước cần thiết để nhận thực người sử dụng và tính cước cho các dịch vụ
cung cấp.

Các mạng ngoài
Các mạng ngoài không phải là bộ phận của hệ thống UMTS, nhưng chúng cần
thiết để đảm bảo truyền thông giữa các nhà khai thác. Các mạng ngoài có thể là các
mạng điện thoại như: PLMN (Public Land Mobile Network: Mạng di động mặt đất
công cộng), PSTN (Public Switched Telephone Netwwork: Mạng điện thoại chuyển
mạch công cộng), ISDN hay các mạng số liệu như Internet. Miền PS kết nối đến các
mạng số liệu còn miền CS nối đến các mạng điện thoại.

Các giao diện
Các nhà sản xuất thiết bị phải tuân theo quy định chặt chẽ về các giao diện
trong mạng, để có thể kết nối các phần cứng khác nhau của họ.
- Giao diện Cu: là giao diện chuẩn cho các card thông minh. Trong UE đây là
nơi kết nối giữa USIM và UE.
- Giao diện Uu: là giao diện vô tuyến của WCDMA trong UMTS. Đây là giao
diện mà qua đó UE truy nhập vào phần cố định của mạng. Giao diện này nằm giữa
node B và đầu cuối.
- Giao diện Iu kết nối UTRAN và CN. Nó gồm hai phần: IUPS cho miền
chuyển mạch gói, IuCS cho miền chuyển mạch kênh. CN có thể kết nối đến nhiều
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
UTRAN cho cả giao diện IuCS và IuPS. Nhưng một UTRAN chỉ có thể kết nối đến

một điểm truy nhập CN.
- Giao diện Iur: là giao diện RNC-RNC. Ban đầu được thiết kế để đảm bảo
chuyển giao mềm giữa các RNC, nhưng trong quá trình phát triển nhiều tính năng mới
được bổ sung. Giao diện này đảm bảo bốn tính năng nổi bật sau:

Di động giữa các RNC.

Lưu thông kênh riêng.

Lưu thông kênh chung.

Quản lý tài nguyên toàn cục.
- Giao diện Iub: là giao diện Iub nối node B và RNC. Khác với GSM đây là
giao diện mở.
1.3.1.2 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R4
Kiến trúc R3 đã nâng cấp mạng truy nhập vô tuyến; kiến trúc R4 tiếp tục nâng
cấp mạng lõi CN. Sự khác nhau cơ bản giữa R3 và R4 là ở chỗ khi này mạng lõi là
mạng phân bố và chuyển mạch mềm. Thay cho việc có các MSC chuyển mạch kênh
truyền thống như ở kiến trúc trước, kiến trúc chuyển mạch phân bố và chuyển mạch
mềm được đưa vào.
MSC trong mạng lõi R4 được chia thành MSC server và cổng các phương tiện
(MGW: Media Gateway).
- MSC server chứa VLR, thực hiện chức năng quản lý di động và điều khiển
cuộc gọi. MSC Server điều khiển ma trận chuyển mạch nằm trong MGW. Một MSC
phục vụ có thể quản lý một số MGW.
- MGW thực hiện các chức năng chuyển mạch và kết nối mạng.
Hình 1.8. Sự khác biệt giữa mạng lõi R4 so với R3
Mạng lõi có thể được xây dựng tùy theo yêu cầu hoạt động. Có nhiều loại thủ
tục có thể được sử dụng kết nối giữa UE với MSC và giữa MSC server với MGW.
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An

Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
Hình 1.9. Kiến trúc mạng phân bố của phát hành 3GPP R4
RNC  MSC Server: báo hiệu điều khiển các cuộc gọi chuyển mạch kênh.
RNC  MGW: đường truyền cho các cuộc gọi chuyển mạch kênh, định tuyến
các cuộc gọi này đến nơi nhận trên các đường trục gói. Đường trục gói sử dụng giao
thức truyền tải thời gian thực (RTP: Real Time Transport Protocol) trên giao thức
Internet (IP).
RNC  SGSN  GGSN: đường truyền số liệu gói (cả số liệu và thoại) trên
mạng đường trục IP.
Khi có cuộc gọi tới mạng PSTN, cuộc gọi từ MSC server  GMSC server 
MGW  PSTN. Tại MGW, tín hiệu thoại được đóng gói chuyển đổi mã thành tín hiệu
PCM tiêu chuẩn. Tín hiệu PCM này đưa đến PSTN. Truyền tải kiểu này cho phép tiết
kiệm đáng kể độ rộng băng tần nhất là khi các MGW cách xa nhau.
Giao thức điều khiển giữa MSC Server/GMSC Server với MGW là giao thức
ITU H.248 – điều khiển cổng các phương tiện (MEGACO: Media Gateway Control).
Giao thức điều khiển cuộc gọi giữa MSC Server và GMSC Server có thể là một
giao thức điều khiển cuộc gọi bất kỳ, giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập vật mang
(BICC: Bearer Independent Call Control) được 3GPP khuyến nghị. Đôi khi MSC
Server hỗ trợ cả các chức năng của GMSC Server.
HLR và HSS (Home Subscriber Server: máy chủ thuê bao thường trú) có chức
năng tương đương. HLR sử dụng giao diện trên cơ sở báo hiệu số 7. HSS sử dụng giao
diện trên cơ sở truyền tải gói IP. Ngoài ra còn có các giao diện giữa SGSN với
HLR/HSS và giữa GGSN với HLR/HSS.
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
1.3.1.3 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R5-R6
Mục tiêu phát triển của mạng lõi R5, R6 là kiến trúc mạng đa phương tiện IP
(IMS: IP Multimedia Subsystem): xử lý số liệu và thoại trên toàn bộ đường truyền từ

đầu cuối của người sử dụng đến nơi nhận cuối cùng.
Hình 1.10. Chuyển đổi dần từ R4 sang R5
Sự nâng cấp tập trung chủ yếu ở mạng truy nhập: GSM/EDGE RAN (GERAN),
khối chức năng chuyển mạch gói CN PS.
Cấu trúc mạng lõi theo tiêu chuẩn R5 – R6 có thêm một phần tử mới là phân hệ
đa phương tiện IP (IMS) có chức năng duy trì các cuộc gọi VoIP. IMS còn có khả
năng hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện: chức năng điều khiển cổng phương tiện
(MGCF), chức năng điều khiển trạng thái cuộc gọi (CSCF) và chức năng điều khiển
tài nguyên đa phương tiện (MRF). Các chức năng này tạo thành mô hình quản lý cuộc
gọi mở rộng so với tiêu chuẩn R4. Về cơ bản, chức năng MGCF kiểm soát MGW khi
thực hiện kết nối, chuyển đổi, loại bỏ tiếng vọng,…
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
Hình 1.11. Kiến trúc mạng 3GPP R5 và R6
Từ kiến trúc mạng, ta thấy số liệu và thoại không có giao diện riêng, chỉ có một
giao diện IU duy nhất mang tất cả thông tin. Trong mạng lõi giao diện này kết cuối tại
SGSN và không có MGW riêng.
Phân hệ đa phương tiện IP (IMS) chứa các phần tử sau: chức năng điều khiển
trạng thái kết nối (CSCF: Connection State Control Function), chức năng tài nguyên
đa phương tiện (MRF: Multimedia Resource Function), chức năng điều khiển cổng các
phương tiện (MGCF: Media Gateway Control Function), cổng báo hiệu truyền tải (T-
SGW: Transport Signalling Gateway) và cổng báo hiệu chuyển mạng (R-SGW:
Roaming Signalling Gateway).
Trong kiến trúc toàn IP, thiết bị UE được nâng cấp và cài đặt nhiều phần mềm
ứng dụng. UE hỗ trợ giao thức khởi đầu phiên (SIP: Session Initiation Protocol).
Chức năng điều khiển trạng thái kết nối (CSCF) là chức năng: phiên dịch và
định tuyến – thiết lập, duy trì và giải phóng các phiên đa phương tiện đến và đi từ
người sử dụng.
SGSN và GGSN được cải tiến để hỗ trợ cả dịch vụ số liệu gói và dịch vụ

chuyển mạch kênh, nâng cao chất lượng dịch vụ QoS.
Chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF)là chức năng lập cầu hội nghị, hỗ
trợ các tính năng: tổ chức cuộc gọi nhiều phía và dịch vụ hội nghị .
Cổng báo hiệu truyền tải (T-SGW) là một cổng báo hiệu SS7 sử dụng các giao
thức Sigtran để đảm bảo tương tác SS7 với các mạng tiêu chuẩn ngoài như PSTN.
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 1:Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
Cổng báo hiệu chuyển mạng (R-SGW) đảm bảo tương tác báo hiệu với các
mạng di động hiện có sử dụng SS7 tiêu chuẩn. Trong nhiều trường hợp T-SGW và R-
SGW cùng tồn tại trên cùng một nền tảng.
Chức năng cổng điều khiển các phương tiện (MGCF): điều khiển MGW bởi
giao thức điều khiển ITU-T H.248. MGW ở kiến trúc mạng R5 có chức năng giống
như ở kiến trúc mạng R4. MGW tương tác với các mạng ngoài qua đường truyền IP.
MGCF giao tiếp với CSCF bằng giao thức SIP.
1.4 Tổng kết chương
Chương 1 đã trình bày một cách khái quát về những nét đặc trưng cũng như sự
phát triển của các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 1, thứ 2, thứ 3 và hệ thống
thông tin di động tương lai 4G. Sau đó kiến trúc mạng 3G được xét. Mạng lõi 3G bao
gồm hai vùng chuyển mạch: vùng chuyển mạch các dịch vụ CS và vùng chuyển mạch
các dịch vụ PS. Các phát hành đánh dấu các mốc quan trọng phát triển mạng 3G
WCDMA UMTS được xét: R3, R4, R5 và R6. R3 bao gồm hai miền chuyển mạch
kênh và chuyển mạch gói trong đó kết nối giữa các nút chuyển mạch gọi là TDM
(ghép kênh theo thời gian). R4 là sự phát triển của R3 trong đó miền chuyển mạch
kênh chuyển thành chuyển mạch mềm và kết nối giữa các nút mạng bằng IP. R5 và R6
hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện IP hoàn toàn dựa trên chuyển mạch gói. Hiện nay
mạng 3G WCDMA UMTS đang ở giai đoạn chuyển dần từ R4 sang R5.
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
Kênh truyền tải riêng

Kênh truyền tải chung
DCH riêng (DCH)
kkkKKênhDCH
Kênh quảng bá (BCH)
Kênh truy nhập đường xuống (FACH)
Kênh "m gọi (PCH)
Kênh truy nhập ngẫu nhiên (RACH)
Kênh gói chung đường lên (CPCH)
Kênh đường xuống dùng chung (DSCH)
Kênh truyền tải
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 2:Lớp vật lý trong WCDMA
CHƯƠNG 2
LỚP VẬT LÝ TRONG WCDMA
Trong mô hình giao thức OSI, những giao thức giao diện vô tuyến trong hệ
thống UTRAN có thể được mô tả bằng cách sử dụng mô hình giao thức ba lớp:
Lớp 1 còn được gọi là lớp vật lý.
Lớp 2 bao gồm những phân lớp nhỏ:
- Điều khiển truy nhập môi trường (MAC: Medium Access Control)
- Điều khiển đoạn nối vô tuyến (RLC:Radio Link Control)
- Điều khiển quảng bá/ đa phương (BMC: Broadcast/Multicast Control)
- Giao thức hội tụ số liệu gói (PDCP: Packet Data Convergence Protocol)
Lớp 3 bao gồm những phân lớp nhỏ:
-
Điều khiển tài nguyên vô tuyến (RRC: Radio Resource Control)
-
Quản lý di động (MM: Mobile Management)
-
Quản lý kết nối (CC: Connection Management)
2.1 Các kênh truyền tải
Trong UTRAN số liệu được tạo ra ở các lớp cao được truyền tải trên đường vô

tuyến bởi các kênh truyền tải bằng cách sắp xếp các kênh này lên các kênh vật lý khác
nhau. Lớp vật lý được yêu cầu để hỗ trợ các kênh truyền tải với tốc độ bit thay đổi
nhằm cung cấp các dịch vụ với độ rộng băng tần theo yêu cầu và ghép nhiều dịch vụ
trên cùng một kết nối.
Có hai kiểu kênh truyền tải: các kênh riêng và các kênh chung.
Hình 2.1. Các kênh truyền tải trong WCDMA
2.1.1 Kênh quảng bá (BCH)
BCH là kênh truyền tải đường xuống, kênh này phát quảng bá các thông tin về
hệ thống và các ô như là mã truy nhập ngẫu nhiên, những khe truy nhập trong một ô tế
bào hoặc loại phân tập đang dùng. Mỗi trạm di động phải giải mã kênh này trước khi
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page
GVHD: ThS. Nguyễn Viết Đảm Chương 2:Lớp vật lý trong WCDMA
đăng ký vào một tế bào, kênh này thường truyền ở tốc độ bit thấp và phát ở mức công
suất cao.
2.1.2 Kênh truy nhập đường xuống (FACH)
FACH là kênh truyền tải đường xuống, mang các thông tin điều khiển như là
các chỉ thị từ trạm gốc sau khi UE ngẫu nhiên chọn một khe truy nhập trên kênh truy
nhập ngẫu nhiên và truyền trên khe này. Kênh này cũng được dùng mang một số
lượng dữ liệu gói hạn chế, thông tin có thể truyền trên toàn bộ cell hoặc một phần của
cell, có thể có nhiều kênh FACH trong một ô tế bào, mỗi kênh hoạt động ở tốc độ dữ
liệu khác nhau.
2.1.3 Kênh tìm gọi (PCH)
PCH là kênh truyền tải đường xuống, kênh này mang các bản tin tìm gọi đến
các trạm di động.
2.1.4 Kênh truy nhập ngẫu nhiên (RACH)
RACH là kênh truyền tải đường lên, kênh này được dùng để mang thông tin
yêu cầu của trạm di động. Kênh này cũng được dùng để mang dữ liệu người dùng. Tất
cả các trạm di động trong tế bào đều có thể truy nhập vào kênh này nên kênh này hoạt
động ở tốc độ thấp.

2.1.5 Kênh gói chung đường lên (CPCH)
Kênh CPCH là kênh truyền tải đường lên, dùng để mang gói dữ liệu người
dùng. Kênh này hoạt động như kênh RACH. Kênh riêng đường xuống mang thông tin
chỉ thị điều khiển và điều khiển công suất cho kênh này.
2.1.6 Kênh đường xuống dùng chung (DSCH)
Kênh DSCH là kênh truyền tải đường xuống, được liên kết với một hoặc nhiều
kênh riêng đường xuống và mang dữ liệu người dùng và thông tin điều khiển. Kênh
này được chia sẻ với vài UE.
2.2 Kênh vật lý và sắp xếp các kênh truyền tải trên các kênh vật lý
Kênh vật lý tương ứng với một tần số mang, mã và đối với đường lên nó còn
tương ứng với góc pha tương đối. Các kênh vật lý đường lên được cho ở hình 2.2.
Đường xuống chỉ có một kênh vật lý riêng duy nhất là kênh vật lý riêng đường xuống (
downing DPCH). Các kênh vật lý đường xuống được cho ở hình 2.3.
Nhóm: Vũ Văn Nam, Đỗ Quốc Bình, Trần Văn Trường, Nguyễn Văn Cường, Phạm Hoài An
Page