BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRẦN NAM TRƯỜNG

TRẦN NAM TRƯỜNG

CƠNG NGHỆ THƠNG TIN

TÌM HIỂU CÁC MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

2010 - 2012
Hà Nội - Năm 2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRẦN NAM TRƯỜNG

TÌM HIỂU CÁC MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGÔ QUỲNH THU

Hà Nội - năm 2013

LỜI CAM ðOAN
Em - Trần Nam Trường, học viên lớp Cao học CNTT 2010 - 2012 Trường ðại học
Bách khoa Hà Nội - cam kết Luận văn tốt nghiệp là cơng trình nghiên cứu của bản thân em
dưới sự hướng dẫn của cô giáo TS. Ngô Quỳnh Thu, Bộ môn Truyền thơng và mạng máy
tính - Viện Cơng nghệ thơng tin và truyền thông - ðại học Bách khoa Hà Nội.
Các kết quả trong luận văn tốt nghiệp là trung thực, khơng sao chép tồn văn của
bất kỳ cơng trình nào khác.

Hà Nội, ngày 18 tháng 03 năm 2013
Học viên: Trần Nam Trường
Lớp: 10BCNTT-HV


LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo, TS. Ngô Quỳnh Thu, Bộ môn
Truyền thơng và mạng máy tính - Viện Cơng nghệ thơng tin và truyền thông - ðại học
Bách khoa Hà Nội. đã khuyến khích và rất tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực
hiện luận văn. Nhờ sự quan tâm chỉ bảo và những ý kiến đóng góp q báu của cơ, em mới
có thể hồn thành luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy, cơ giáo Trường ðại học Bách Khoa Hà
Nội nói chung và Viện Cơng nghệ Thơng tin và Truyền thơng nói riêng đã tận tình giảng
dạy truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt những năm học
vừa qua.
Em cũng xin cảm ơn các cán bộ, giảng viên ñồng nghiệp ở Trường ðại học Hùng
Vương ñã tạo ñiều kiện về thời gian ñể em có thể học tập và hoàn thành luận văn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân đã hết lịng giúp ñỡ, hỗ
trợ về vật chất lẫn tinh thần giúp em yên tâm học tập và nghiên cứu trong suốt quá trình
học tập và thực hiện luận văn.

Trong khoảng thời gian có hạn, cũng như kiến thức cịn nhiều hạn chế luận văn
khơng tránh khỏi những sai sót về nội dung cũng như hình thức. Kính mong nhận được sự
góp ý của q thầy cơ, bạn bè và đồng nghiệp.


Mục lục
MỞ ðẦU................................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI ..................................................3
1.1. Cấu trúc công nghệ mạng UMTS .......................................................................3
1.1.1.
Tổng quan ……………....…………………..………………………… 3
1.1.2.
Kiến trúc mạng.......................................................................................4
1.1.3.
Các tình huống sử dụng .........................................................................8
1.1.4. Quản lý di động....................................................................................12
1.2. Cấu trúc cơng nghệ mạng WirelessLAN ..........................................................15
1.2.1.
Chuẩn 802.11b……………………..………………...………………..15
1.2.2.
Chuẩn 802.11a………………...……………..………………………..15
1.2.3.
Chuẩn 802.11g…………………………….…………………………..16
1.2.4.
Chuẩn 802.11d……………..………...………………………………..16
1.2.5.
Chuẩn 802.11e……………..…………...……………………………..16
1.2.6.
Chuẩn 802.11f……………..………...………………………..…………..17
1.2.7.

Chuẩn 802.11h……………………………………………………..………..17
1.2.8.
Chuẩn 802.11i…………..………………...…………………….………..17
1.2.9.
Chuẩn 802.11n………………………….……………………………..17
1.2.10. Kiến trúc mạng.....................................................................................17
1.2.11. Các chế ñộ hoạt ñộng...........................................................................18
1.2.12. Quản lý di ñộng....................................................................................26
1.2.13. Ưu ñiểm và nhược ñiểm của mạng WLAN ……...…………………. 27
1.3. So sánh UMTS và WLAN ................................................................................28
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GIAO GIỮA HAI MẠNG ...............30
2.1. Khái niệm cơ bản ..............................................................................................30
2.2. Chuẩn IEEE 802.21 ..........................................................................................32
2.2.1.
Phạm vi và sự cần thiết của 802.21......................................................32
2.2.2.
Các chỉ tiêu của 802.21........................................................................33
2.2.3.
Mơ hình tham chiếu MIH chung..........................................................35
2.2.4.
Dịch vụ sự kiện ñộc lập phương tiện: ..................................................36
2.2.5.
Dịch vụ lệnh độc lập phương tiện:.......................................................37
2.2.6
Dịch vụ thơng tin độc lập phương tiện ................................................38
2.2.7
Nguyên tố dịch vụ thông tin: ...............................................................39
2.2.8
Danh sách các tính năng của MIH: ......................................................40
2.3. Mobile IP ..........................................................................................................40

2.3.1.
Mobile IPv4.........................................................................................40
2.3.2.
Mobile IPv6 phiên bản a......................................................................43
2.3.3.
Mobile IPv6 phiên bản b......................................................................44
2.4 Stream Control Transmission Protocol (SCTP).................................................50

1


2.4.1
Cấu trúc bản tin....................................................................................52
2.4.2
Các pha liên kết....................................................................................53
2.4.3.
ða chủ (Multihoming) .........................................................................58
2.4.4.
ða luồng (Multistream) .......................................................................59
2.4.5.
ðiều khiển tắc nghẽn ...........................................................................60
2.4.6
Ứng dụng mSCTP trong chuyển giao dọc ...........................................63
2.5. So sánh các phương pháp..................................................................................66
CHƯƠNG 3: SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG DI ðỘNG THẾ HỆ MỚI TẠI VIỆT
NAM .................................................................................................................................70
3.1. Tổng quan về các mạng di ñộng thế hệ mới tại Việt Nam ………………..… 70
3.1.1. Mạng 3G …………….………………………………………………….. 70
3.1.2. Mạng di ñộng 4G ñầu tiên tại Việt Nam ñã xuất hiện ………………….. 71
3.2. Xu hướng di ñộng tại Việt Nam …………………………………………….. 72

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ........................................76
4.1 Kết luận..............................................................................................................76
4.2 Hướng phát triển ................................................................................................76
Tài liệu tham khảo ..............................................................................................................78

2


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt

ðầy ñủ

GSM

Global System for Mobile

CDMA

Code division multiple access

GPRS

General Packet Radio Service

WCDMA

Wideband Code Division Multiple Access

UMTS


Universal Mobile Telecommunications Systems

UTRAN

UMTS Terestrial Radio Access Networks

ATM

Asynchronous Transfer Mode

IEEE

Institute of Electrical and Electronic Engineers

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 2.1

Các lệnh của MIH

38

Bảng 2.2


Các lệnh liên kết

38

Bảng 2.3

Danh sách các tính năng của MIH

40

Bảng 2.4

So sánh giữa SCTP, TCP và UDP

52


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình

Tên hình

Trang

Hình 1.1

Cấu trúc mạng UMTS

5


Hình 1.2

Cấu trúc mạng WLAN

18

Hình 1.3

Tốc độ dữ liệu và sự phụ thuộc của chúng vào di động

28

Hình 2.1

Chuyển giao ngang

30

Hình 2.2

Chuyển giao dọc

31

Hình 2.3

Mơ hình tham chiếu MIH chung

35


Hình 2.4

Các dịch vụ chuyển giao độc lập phương tiến chính

35

Hình 2.5

Dich vụ sự kiện độc lập phương tiện

37

Hình 2.6

Dịch vụ thơng tin độc lập phương tiện

39

Hình 2.7

Q trình chuyển thơng tin đăng ký

41

Hình 2.8

Q trình chuyển tiếp gói

41


Hình 2.9

Q trình tunnel thuận

43

Hình 2.10

Quá trình tunnel ngược

43

Hình 2.11

Tunnel hai chiều

44

Hình 2.12

Phương thức chuyển giao trong Mobile IPv6

46

Hình 2.13

Thủ tục kiểm tra đường quay lại

49


Hình 2.14

Nút di động liên kết vào một mạng khách mời

50

Hình 2.15

ðịnh dạng gói chung của SCTP

53

Hình 2.16

Q trình thiết lập liên kết

54

Hình 2.17

Q trình đóng gói dữ liệu

55

Hình 2.18

Cấu trúc khoanh DATA

55


Hình 2.19

ðịnh dạng khoanh SACK

56

Hình 2.20

Ví dụ về SACK

57

Hình 2.21

Q trình kết thúc

58

Hình 2.22

Một ví dụ về hệ thống đa chủ

58

Hình 2.23

Cấu trúc đa luồng

60


Hình 2.24

Ví vụ về mSCTP

62

Hình 2.25

Cấu trúc giao thức mSCTP

63

Hình 2.26

Quá trình chuyển giao trong trường hợp đơn chủ

64

Hình 2.27

Q trình chuyển giao trong trường hợp ña chủ

66


MỞ ðẦU
Mạng di động là loại hình ứng dụng cơng nghệ truyền thông hỗ trợ cho các cơ
quan, doanh nghiệp, con người nói chuyện được với nhau, trao đổi thơng tin bởi thiết bị
thu phát tín hiệu, đường truyền băng thơng rộng ... thơng qua các trạm thu, phát sóng của
nhà cung cấp mạng. Với sự phát triển nhanh chóng của hệ thống di ñộng các nhà cung cấp

dịch vụ cũng phải không ngừng cải tiến công nghệ, trang thiết bị hiện đại nhằm đáp ứng đa
dạng loại hình cung cấp.
Những hệ thống thơng tin di động đầu tiên, nay ñược gọi là thế hệ thứ nhất (1G), là
mạng thông tin di động khơng dây cơ bản đầu tiên trên thế giới. Nó là hệ thống giao tiếp
thơng tin qua kết nối tín hiệu analog được giới thiệu lần đầu tiên vào những năm ñầu thập
niên 80. Thế hệ thứ hai mạng thơng tin di động 2G là thế hệ kết nối thơng tin di động mang
tính cải cách cũng như khác hồn tồn so với thế hệ đầu tiên. Vào cuối thập niên 1980, các
hệ thống ñược ñưa vào khai thác và sử dụng cơng nghệ số đa truy nhập phân chia theo thời
gian (TDMA), Tất cả các hệ thống 2G đều có khả năng cung cấp chất lượng và dung lượng
cao hơn. Thế hệ thứ ba tiên tiến hơn hẳn các thế hệ trước đó. Nó cho phép người dùng di
ñộng truyền tải cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn
nhanh, hình ảnh, âm thanh, video clips...). Các hệ thống vô tuyến thế hệ thứ 3 (3G) cung
cấp dịch vụ thoại với chất lượng tương ñương các hệ thống hữu tuyến và dịch vụ truyền số
liệu. Sau mạng 3G sẽ là thế hệ mạng 4G. Hay cịn có thể viết là 4-G, là công nghệ truyền
thông không dây thế hệ thứ tư, cho phép truyền tải dữ liệu với tốc ñộ tối ña trong ñiều kiện
lý tưởng lên tới 1 - 1,5 Gbit/s.
Với nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng về các dịch vụ di ñộng như trao ñổi
dữ liệu tốc ñộ cao, thoại hình, xem phim ... thì việc đáp ứng nhu cầu người dùng phải nâng
cấp cơ sở hạ tầng, một hệ thống chuẩn mới ñỏi hỏi phải qua các bước và các công nghệ
trung gian.
Con ñường tiến tới 3G duy nhất của GSM là CDMA băng thông rộng (WCDMA).
WCDMA thực sự là một dịch vụ vô tuyến băng thông rộng sử dụng băng tần 5MHZ ñể ñạt
ñược tốc ñộ dữ liệu lên tới 2Mbit/s.
Với mục tiêu tiếp cận với những công nghệ trong hệ thống mạng di động, luận văn
của em là "Tìm hiểu các mạng di ñộng thế hệ mới".
Nội dung luận văn gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan về mạng thế hệ mới

1



Chương 2: Các phương pháp chuyển giao giữa hai mạng
Chương 3: Sự phát triển của mạng di ñộng thế hệ mới tại Việt Nam
Chương 4: Kết luận và hướng phát triển

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI
Với những động lực mạnh mẽ viễn thơng đã có những bước phát triển ñáng kể
trong hai thập kỷ trở lại ñây. Trong số đó nổi lên mạnh mẽ là hệ thống di động khơng dây
và sự tăng trưởng của mạng khơng dây. Có một sự bùng nổ mạnh mẽ trong việc sử dụng
các cơng nghệ mạng khác nhau, như điện thoại di ñộng ñược ñưa ra ñể liên lạc giữa mọi
người và mạng không dây cung cấp sự giao tiếp linh động giữa các máy tính. Sự thay đổi
diện mạo cơng nghệ cũng đồng nghĩa với việc hệ thống vơ tuyến ngày nay ñang gặp phải
một thử thách là tăng số lượng các dịch vụ mạng. Các dịch vụ từ giao tiếp thoại truyền
thống đến dịch vụ giao tiếp hình ảnh, tin nhắn thoại, các dịch vụ âm thanh và thoại phân
luồng, fax, các game tương tác, hỗ trợ web, truyền file, phân trang và thư điện tử. Khơng
một hệ thống ñơn lẻ nào có thể ñáp ứng một cách hiệu quả tất cả các dịch vụ trên nếu có
yêu cầu về chất lượng dịch vụ. Do đó, xu hướng phát triển của tương lai là sự hợp tác giữa
các công nghệ mạng đang tồn tại có thể cung cấp các dịch vụ trên không nhất thiết là phải
ở mức song song.
Có nhiều sự hợp tác giữa các cơng nghệ mạng khác nhau, tuy nhiên vấn đề được
nói đến là sự hỗ trợ lẫn nhau giữa hai công nghệ mạng là UMTS và WLAN. UMTS cung
cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói băng thơng nhỏ với tính năng di
chuyển cao trong một khu vực rộng lớn, trong khi đó WLAN cung cấp dịch vụ chuyển
mạch gói băng thơng lớn với tính di động hạn chế trong một vùng hẹp. Do đó WLAN sẽ hỗ
trợ UMTS trong các dịch vụ chuyển mạch gói.
Xu hướng tự nhiên của ngày nay là việc tận dụng tính năng băng thơng lớn của
WLAN tại các hotspots và chuyển sang mạng UMTS khi ra khỏi vùng bao phủ của WLAN

hoặc khi ñiều kiện mạng của WLAN khơng đủ. Tuy nhiên, điều này cũng nhấn mạnh rằng
một số cơ chế chuyển giao cũng phải ñược ñưa ra ñể ñảm bảo cho bất kỳ một kết nối ñến
nào cũng ñược chuyển giao sang mạng mới khi cần mà khơng bị đứt kết nối. Hiện tại, chưa
có một cơ chế nào được sử dụng. Cách duy nhất ñể chuyển sang hai mạng là ngắt kết nối
mạng ñầu tiên và thiết lập kết nối tới mạng thứ hai. Sự hợp tác giữa UMTS và WLAN
trong đó các dịch vụ chuyển mạch gói có thể sử dụng linh hoạt tại các vùng giao nhau giữa
UMTS và WLAN là một xu hướng của tương lai.
1.1. Cấu trúc công nghệ mạng UMTS
1.1.1. Tổng quan

3


Hệ thống thơng tin di động thế hệ 3 được xây dựng với mục đích cung cấp một
mạng di động toàn cầu với các dịch vụ phong phú bao gồm thoại, nhắn tin, Internet và dữ
liệu băng rộng. Tại Châu Âu hệ thống thơng tin di động thế hệ 3 ñã ñược tiêu chuẩn hóa
bởi học viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI: European Telecommunications
Standard Institute) phù hợp với tiêu chuẩn IMT-2000 của ITU (International
Telecommunication Union). Hệ thống viễn thơng di động tồn cầu (UMTS) cũng như
WCDMA là một tiến bộ đáng kể nhất của q trình viễn thơng hướng tới thế hệ 3G. Nó là
sự phát triển của các dịch vụ và tốc ñộ dữ liệu từ mạng di ñộng thế hệ thứ hai GSM và thế
hệ thứ 2.5 GPRS, nhằm ñáp ứng các yêu cầu phát triển của các dịch vụ di ñộng và ứng
dụng Internet với tốc ñộ truyền dẫn lên tới 2Mbps và cung cấp một tiêu chuẩn chuyển vùng
tồn cầu.
UMTS được phát triển bởi Third Generation Partnership Profect (3GPP) là dự án
phát triển chung của nhiều cơ quan tiêu chuẩn hóa (SDO) như: ETSI (Châu Âu), ARIB/TCC
(Nhật Bản), ANSI (Mỹ), TTA (Hàn Quốc) và CWTS (Trung Quốc).
Hội nghị vô tuyến thế giới năm 1992 ñã ñưa ra các phổ tần số dùng cho hệ thống
UTMS:
- 1920 ÷ 1980 MHz và 2110 ÷ 2170 MHz dành cho các ứng dụng FDD (Frequency

Division Duplex: ghép kênh theo tần số) ñường lên và ñường xuống, khoảng cách kênh là
5 MHz.
- 1900 MHz ÷ 1902 MHz và 2010 ÷ 2025 MHz dành cho các ứng dụng TDDTD/CMDA, khoảng cánh kênh là 5MHz.
- 1980 MHz ÷ 2010 MHz và 2170 MHz ÷ 2200 MHz dành cho đường xuống và
đường lên vệ tinh.
1.1.2. Kiến trúc mạng
Kiến trúc mạng UMTS ñược ñưa ra năm 1999 bao gồm 3 phần chính: thiết bị người
dùng (UE: User Equipment), mạng truy nhập vô tuyến mặt ñất UMTS (RAN: random
Acsess Network hay UTRAN: UMTS terrestrial RAN) và mạng lõi (CN: Core Network)
như hình dưới:

4


Hình 1-1: Cấu trúc mạng UMTS
Phần thiết bị người dùng là các thiết bị ñược các thuê bao sử dụng ñể truy nhập vào các
dịch vụ mạng UMTS trong lúc đó thì phần UTRAN và CN cùng nhau hợp thành miền cơ sở
hạ tầng mạng bao gồm các node vật lý thực hiện các chức năng khác nhau mà các giao diện vơ
tuyến đầu cuối u cầu để hỗ trợ các yêu cầu về dịch vụ viễn thông của người sử dụng.
Miền UE: bao gồm rất nhiều kiểu thiết bị khác nhau với các mức khác nhau của các
chức năng: ví dụ như điện thoại mạng tế bào, PDA, laptops… các kiểu thiết bị này là riêng
biệt tùy theo người sử dụng. UE là sự kết hợp giữa thiết bị di ñộng và module nhận dạng
thuê bao USIM (UMTS Subscriber Identity Modulo). Giống như SIM trong mạng
GSM/GPRS, USIM là thẻ có thể gắn vào máy di động và nhận dạng thuê bao trong mạng lõi.
- Module nhận dạng thuê bao: USIM là một thẻ thông minh chứa các thông tin riêng
của thuê bao và mã nhận thực ñể cho phép thuê bao truy nhập vào mạng. USIM ñược kết
hợp vào trong thẻ SIM và liên kết với ME qua giao diện ñiện tử tại ñiểm tham chiếu Cu.
- Thiết bị di động (ME: Mobile Equipment) là thiết bị vơ tuyến ñược sử dụng ñể
giao tiếp vô tuyến với miền UTRAN qua giao diện vô tuyến Uu.
Miền UTRAN: miền này kiểm sốt tất cả các chức năng liên quan đến vơ tuyến

bao gồm một hay nhiều trạm vô tuyến RNS (Radio Network Subsystem). Một RNS chứa

5


một hay nhiều node Bs và bộ ñiều khiển mạng vô tuyến RNC (Radio Network Controller).
Các RNC và các Node B ñược kết nối với nhau bằng giao diện Iub.
Các ñặc tính chính của UTRAN:
- Hỗ trợ UTRAN và tất cả các chức năng liên quan. ðặc biệt là các ảnh hưởng
chính lên việc thiết kế, là yêu cầu hỗ trợ chuyển giao mềm và các thuật toán quản lý tài
ngun đặc thù MCDMA.
- ðảm bảo tính chung nhất cho việc xử lý số liệu chuyển mạch kênh và chuyển
mạch gói bằng một ngăn xếp giao thức giao diện vơ tuyến duy nhất và bằng cách sử dụng
cùng một giao diện ñể kết nối từ UTRAN ñến cả hai vùng CS và PS của lõi mạng.
- ðảm bảo tính chung nhất với GSM khi cần thiết.
- Sử dụng truyền tải ATM là cơ chế truyền tải chính ở UTRAN.
Node B hay còn gọi là trạm gốc (BTS) trong GSM biến đổi các tín hiệu từ giao
diện vơ tuyến thành các luồng dữ liệu và forward chúng tới bộ ñiều khiển mạng vô tuyến
(RNC: Radio Network Controller) thông qua giao diện Iub. Với chiều ngược lại nó sắp xếp
các dữ liệu ñến từ RNC ñể chuẩn bị truyền qua giao diện vơ tuyến. Vùng bao phủ bởi 1
node B được gọi là một cell.
Bộ điều khiển mạng vơ tuyến RNC là node trung tâm trong UTRAN và tương ñương
với BSC trong GSM. Nó điều khiển một hay nhiều node Bs qua giao diện Iub và chịu trách
nhiệm quản lý tất cả các tài nguyên vô tuyến trong UTRAN. RNC giao tiếp với CN qua giao
diện Iu. Nếu có nhiều hơn một RNC chúng có thể kết nối với nhau qua giao diện Iu.
Các chức năng chính của RNC:
- ðiều khiển tài ngun vơ tuyến.
- Cấp phát kênh.
- Thiết lập điều khiển công suất.
- ðiều khiển chuyển giao.

- Phân tập Macro.
- Mật mã hóa.
- Báo hiệu quảng bá.
- ðiều khiển cơng suất vòng hở.
Miền CN: là miền chịu trách nhiệm cho việc chuyển mạch và ñịnh tuyến các kết
nối cuộc gọi và dữ liệu giữa UTRAN và các mạng chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh

6


bên trong. Nó được chia thành các phần: mạng chuyển mạch gói (PS) và mạng chuyển
mạch kênh (CS) và thanh ghi ñịnh vị thường trú (HLR: Home Location Register).
Mạng PS gồm node hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN: Serving GPRS Support Node) và
một cổng hỗ trợ GPRS (GGSN: Gateway GPRS Support Node).
- SGSN chịu trách nhiệm định tuyến các gói bên trong PS cũng như kiểm soát nhận
thực và mật mã của người sử dụng.
- GGSN có chức năng như một gateway đi vào mạng chuyển mạch gói giống như
mạng internet hay mạng LAN, mạng WAN, mạng GPRS, mạng ATM … và do đó nó hồn
thiện chức năng định tuyến của SGSN.
Mạng CS chứa trung tâm chuyển mạch dịch vụ di ñộng MSC, bộ ñăng ký ñịnh vị
khách VLR và gateway MSC (GMSC). MSC/VLR (Mobile Service Switching Center)
phục vụ các chức năng chuyển mạch và cơ sở dữ liệu. Phần MSC chịu trách nhiệm tất cả
các báo hiệu cần thiết cho việc thiết lập, kết thúc và duy trì kết nối, và các chức năng vơ
tuyến khác như định tuyến lại cuộc gọi cũng như cấp phát hay thu hồi các kênh vơ tuyến ví
dụ như chức năng chuyển mạch. Phần VLR ñược ñiều khiển bởi MSC và ñược sử dụng ñể
quản lý người dùng ñang roaming vào khu vực của MSC liên kết. Nó lưu trữ thơng tin
được truyền bởi HLR tương ứng với những người sử dụng hoạt động trong vùng dưới sự
kiểm sốt của nó như chức năng cơ sở dữ liệu.
GMSC (Gateway MSC) hoạt ñộng tương tự như GGSN với chức năng là gateway
vào mạng chuyển mạch kênh như các mạng di động mặt đất cơng cộng khác (PLMNs),

mạng PSTNs, và mạng số ña dịch vụ (ISDNs)…
HLR (Home Location Register) là một cơ sở dữ liệu ñược ñặt trong hệ thống nhà
của người sử dụng lưu trữ các thông tin quan trọng của thuê bao như số ñiện thoại, tài
khoản trả trước, mã nhận thực, khu vực roaming bất hợp pháp, thông tin về các dịch vụ bổ
sung như trạng thái chuyển hướng cuộc gọi, số lần chuyển hướng cuộc gọi.
Các giao diện mở chính của UMTS:
- Giao diện Cu: là giao diện thẻ thông minh USIM và ME. Giao diện này tuân theo
một khuôn dạng tiêu chuẩn cho thẻ thông minh.
- Giao diện Uu: là giao diện vô tuyến của WCDMA, giao diện giữa UE và Node B.
ðây là giao diện mà qua đó UE truy cập các phần tử cố ñịnh của hệ thống vì thế nó là giao
diện mở quan trọng nhất ở UMTS.

7


- Giao diện Iu nối UTRAN với CN. Nó cung cấp cho các nhà khai thác khả năng
trang bị UTRAN và CN từ các nhà sản xuất khác nhau.
- Iu-CS dành cho dữ liệu chuyển mạch kênh
- Iu-PS dành cho dữ liệu chuyển mạch gói
- Giao diện Iur: giao diện giữa hai RNC. ðây là giao diện mở, cho phép chuyển
giao mềm giữa các RNC từ các nhà sản xuất khác nhau.
- Giao diện Iub: kết nối một Node B với một RNC. Nó cho phép hỗ trợ sự cạnh
tranh giữa các nhà sản xuất trong lĩnh vực này. UMTS là hệ thống điện thoại di động đầu
tiên có Iub được tiêu chuẩn hóa như một giao diện mở hồn tồn.
1.1.3. Các tình huống sử dụng
Các tình huống sử dụng mô tả các phần khác nhau trong mạng UMTS tương tác với
nhau như thế nào trước, trong và sau một phiên giao tiếp. Các hồn cảnh sử dụng UMTS
được đưa ra dựa trên trạng thái dịch vụ trên UE.
UE tồn tại ở 3 trạng thái: tách riêng, kết nối và rỗi. UE trong trạng thái tách riêng
khi UE tắt máy và khơng có thơng tin trao đổi giữa UE và mạng. UE khơng thể gửi hay

nhận bất kỳ cái gì. ðể th bao có thể sử dụng được mạng thì UE cần phải bật lên, lựa
chọn một cell ñể kết nối vào và kết nối với cell đó. Khi UE ñược kết nối vào mạng nó
chuyển sang trạng thái rỗi và là trạng thái khơng tích cực.
Các trạng thái khác nhau phụ thuộc vào UE ñang ở trong chế ñộ mạng PS hay
mạng CS. Do vậy có 6 tình huống sử dụng khác nhau cần xem xét: kết nối mạng, kết nối
CS, rỗi CS, kết nối PS, rỗi PS và tách riêng.
Kết nối mạng: quá trình kết nối mạng bắt ñầu khi người sử dụng bật UE. Thuê bao
phải nhập mã PIN ñể nhận thực với USIM. Nếu nhận thực USIM sn sẻ, UE bắt đầu tìm
kiếm một cell (node B) để kết nối vào. Thủ tục kết nối ln ln được thiết lập bởi UE. Khi
UE tìm thấy một node B để kết nối vào, thì nó sẽ đồng bộ với node đó và chuyển sang chế
độ kết nối với node đó bằng cách gửi các bản tin u cầu kết nối tới RNC. Mạng sẽ gửi một
mã xác ñịnh USIM 15 số của UE tới HLR ñể thông báo cho HLR về yêu cầu kết nối vào
mạng của UE. HLR sẽ gửi ngẫu nhiên cho USIM một chuỗi mã bảo mật 128 bit và gửi cho
mạng. Mạng sẽ ñối chiếu số mà USIM gửi tới mạng với chuỗi số mà HLR gửi tới mạng. Nếu
trùng nhau mạng sẽ chấp nhận cho UE kết nối vào mạng. Sau đó mạng sẽ tải tồn bộ thơng
tin của UE lưu ở trong HLR và gửi nó tới VLR để chuẩn bị cho các kết nối mạng sắp tới.

8


Các kết nối chuyển mạch kênh: sau quá trình kết nối vào mạng UE có thể tiếp tục
q trình kết nối chuyển mạch kênh. Quá trình kết nối CS gồm thiết lập cuộc gọi và nhận
cuộc gọi. ðiểm chung của cả 2 quá trình trên là kết nối báo hiệu phải ñược thiết lập giữa
UE và CN.
ðể thiết lập cuộc gọi, một kết nối CS phải ñược thiết lập trước tiên. Do đó UE sẽ
thơng báo cho MSC rằng nó yêu cầu một kết nối CS với một số nhất ñịnh. MSC sẽ tìm
kiếm dữ liệu người dùng ñã ñược tải trong VLR để xem liệu th bao có được phép thực
hiện cuộc gọi khơng. Nếu th bao được phép thì MSC sẽ kiểm tra liệu có kênh nào có thể
được dùng khơng, và liệu UTRAN có tài ngun hỗ trợ cuộc gọi khơng? Nếu điều này thỏa
mãn nó sẽ thiết lập một kết nối kênh từ UE qua giao diện vô tuyến, qua UTRAN và tới

MSC trong CN. MSC sau đó sẽ chuyển cuộc gọi tới GMSC, GMSC sẽ chuyển nó tới mạng
CS bên trong. Mạng CS bên trong sau đó sẽ thực hiện những chức năng chuyển mạch cần
thiết để hướng cuộc gọi tới đích.
Khi cuộc gọi kết thúc, cả MSC và GMSC đều có một bản ghi chi tiết cuộc gọi (CDR).
CDR chứa thông tin về các thực thể ñược gọi và gọi, tài nguyên sử dụng và thời điểm gọi… và
nó được forward tới trung tâm tính cước để tính tốn cước sử dụng của th bao.
ðể nhận một cuộc gọi thì các thủ tục lại khác. ðầu tiên, cuộc gọi được định tuyến
thơng qua mạng CS trong tới GMSC. GMSC sẽ xác ñịnh HLR nào ñã lưu thông tin của
thuê bao dựa vào số ñiện thoại. HLR biết khu vực ñịnh vị của UE, vd một nhóm cells
thơng qua UE được phân vùng và do ñó có thể gửi truy vấn một số ñiện thoại roaming xác
định MSC đích tới VLR chịu trách nhiệm khu vực này. VLR phụ trách số của MSC, sau
đó, HLR sẽ forward số đó tới GMSC, và bây giờ GMSC có thể định tuyến cuộc gọi tới
MSC. Thơng qua VLR, MSC biết ñược RNC nào chịu trách nhiệm khu vực ñịnh vị của UE
và do ñó có thể yêu cầu RNC này thiết lập một kênh tới UE thông qua node B khi UE trả
lời. Khi liên kết truyền ñược thiết lập, UE bắt đầu đổ chng. Khi th bao nhắc máy thì
kết nối được thơng suốt.
Khi kết nối báo hiệu cho dịch vụ CS được giải phóng, vd lúc giải phóng cuộc gọi
hay lỗi liên kết vơ tuyến, UE có thể chuyển sang trạng thái rỗi CS. Một cách linh động, UE
có thể chuyển sang trạng thái tách riêng bởi mạng hay chính nó.
Chế độ rỗi CS: nếu kết nối báo hiệu của dịch vụ CS được giải phóng, UE sẽ
chuyển từ trạng thái kết nối sang trạng thái rỗi CS. Mạng sẽ dừng theo sát UE và UE ñơn
giản chỉ nghe ngóng các kênh quảng bá của cells. Miễn là UE vẫn nằm bên trong một khu

9


định vị thì sẽ khơng có gì thay đổi. Chỉ khi UE di chuyển sang một vùng ñịnh vị mới nó sẽ
thơng báo cho MSC về sự thay đổi khu vực của nó. Sự cập nhật định vị mới sẽ ñược lưu
trong HLR và ñược sao sang VLR.
Nếu thuê bao muốn thiết lập một cuộc gọi, UE sẽ chuyển sang trạng thái kết nối CS

và thực hiện một thủ tục kết nối cuộc gọi. Nếu có một cuộc gọi đến cho UE, RNC sẽ dị
tìm UE. Khi UE trả lời sự dị tìm, RNC sẽ thiết lập một kết nối và điện thoại đổ chng.
Khi th bao nhắc máy, kết nối được thơng suốt. ðiểm chung của 2 q trình trên là UE
phải chuyển từ trạng thái rỗi sang trạng thái kết nối và thiết lập kết nối. Một cách linh
động, UE có thể chuyển sang trạng thái tách riêng.
Kết nối PS: quá trình kết nối PS tương tự như CS cũng gồm 2 quá trình thiết lập
cuộc gọi và nhận cuộc gọi. Tương tự như CS, ñiểm chung của 2 q trình trên là kết nối
báo hiệu phải được thiết lập giữa UE và CN.
ðể thiết lập cuộc gọi, kết nối PS phải ñược thiết lập. ðầu tiên UE kích hoạt vùng
giao thức dữ liệu gói (PDP) trong GGSN. Vùng PDP là một loạt các cài ñặt ñịnh nghĩa
mạng dữ liệu gói mà người dùng có thể dùng để trao ñổi dữ liệu. Danh sách các vùng PDP
cho phép ñược lưu trong HLR. ðể kích hoạt vùng PDP, UE thiết lập một kết nối qua RNC
tới SGSN và gửi bản tin mà thuê bao muốn thiết lập một kết nối PS bên trong. SGSN sẽ
forward truy vấn này tới GGSN, tiếp tục GGSN sẽ gửi truy vấn này tới HLR ñể kiểm tra
xem liệu thuê bao ñược nhận thực có được phép truy nhập kết nối PS hay khơng. Nếu th
bao được nhận thực đúng, GGSN sẽ kích hoạt vùng đó, và cung cấp cho UE một địa chỉ IP.
Sự kích hoạt vùng này tạo ra một đường hầm IP cố định mà các gói dữ liệu đầu ra ñược
gửi qua nó tới RNC qua SGSN tới GGSN. GGSN sau đó sẽ chun cuộc gọi vào bên trong
mạng PS, tại đó mạng sẽ thực thi các chức năng chuyển mạch cần thiết để hướng cuộc gọi
tới đích. ðường hầm này hoạt ñộng ñến khi UE ngắt hoạt ñộng của vùng bằng cách đóng
các ứng dụng hoặc ngắt kết nối tới SGSN.
SGSN liên tục cập nhật thông tin về khu vực ñịnh tuyến hiện hành của UE vd vùng
ñịnh vị của PS tương ñương với khu vực ñịnh vị của CS. Khi thuê bao thay ñổi khu vực ñịnh
tuyến tại một SGSN mới thì GGSN sẽ thích ứng được với ñiều này.
SGSN và GGSN truy vấn HLR về chất lượng dịch vụ được u cầu đối với bộ
truyền gói và có thể thiết lập một phần đường truyền gói tối ưu. QoS phân chia các kết nối
PS thành cuộc hội thoại (thoại), luồng (luồng video), tương tác (web), và nền (truyền file,
email). Khi một cuộc gọi kết thúc, SGSN phát bản thu cước từ vùng PDP (dựa vào khoảng

10



thời gian của cuộc gọi hoặc dung lượng dữ liệu) và gửi nó tới trung tâm tính cước để tạo ra
một phiếu thu thích hợp.
Nhận cuộc gọi yêu cầu một thủ tục khác. ðầu tiên, cuộc gọi ñến ñược ñịnh tuyến
bên trong mạng PS tới GGSN. GGSN sau đó xác ñịnh HLR nào chứa thông tin người dùng
dựa vào số ñiện thoại. GGSN tiếp tục tìm kiếm trong HLR xác ñịnh liệu UE có kết nối vào
mạng và có ñã kích hoạt PDP chưa. Nếu UE khơng kết nối vào mạng thì cuộc gọi bị từ
chối. Nếu UE kết nối vào mạng nhưng khơng có vùng PDP hoạt động thì UE cần phải
ñược ñịnh vị và phân bố ñể thiết lập một vùng PDP. HLR biết vùng ñịnh vị của UE nằm
trong vùng định tuyến hiện tại. Do đó nó cùng biết node chuyển mạch đích (SGSN).
GGSN lấy thơng tin cùng một lúc với việc nó kiểm tra HLR xem UE có kết nối mạng và
PDP có hoạt động hay khơng. GGSN bây giờ có thể định tuyến cuộc gọi tới SGSN. SGSN
biết RNC chịu trách nhiệm với khu vực ñịnh tuyến của UE và yêu cầu RNC này thiết lập
một kênh tới UE. RNC sẽ phân vùng UE trong khu vực định tuyến mà nó nhận được lần
cuối và thiết lập một kết nối tới UE. UE sẽ hồi ñáp sự phân vùng của RNC tới node B. Khi
liên kết truyền ñược thiết lập UE nhận cuộc gọi và kết nối PS được thơng. Nếu UE đã có
một vùng PDP hoạt động thì sự truyền gói có thể truyền trực tiếp luôn tới UE.
Khi kết nối báo hiệu một dịch vụ PS được giải phóng vd lúc giải phóng dịch vụ PS
do mức hoạt ñộng thấp hoặc liên kết vơ tuyến lỗi, UE có thể lật sang trạng thái PS rỗi.UE
có thể chuyển sang trạng thái tách riêng một cách linh ñộng.
Trạng thái PS rỗi: Nếu UE một lúc nào đó khơng có lưu lượng PS thì nó sẽ
chuyển sang trạng thái PS rỗi sau một khoảng thời gian ñịnh thời nào ñó. Mạng sẽ ngừng
theo sát UE, và UE đơn thuần chỉ nghe ngóng các kênh quảng bá trong cells. Chỉ khi UE
chuyển sang một khu vực ñịnh tuyến khác thì nó phải thơng báo tới SGSN sự thay đổi khu
vực của nó. Cập nhật định tuyến sẽ ñược lưu trong HLR và ñược sao chép sang VLR.
Kết nối logic giữa GGSN và UE cũng được duy trì trong trạng thái rỗi PS khi vùng
PDP khơng được kích hoạt. Nếu người dùng muốn thiết lập một cuộc gọi và vùng PDP vẫn
đang hoạt động thì UE đơn giản chỉ cần chuyển sang trạng thái PS kết nối và bắt đầu cuộc
gọi. Nếu PDP khơng hoạt động thì đầu tiên UE cần phải chuyển sang trạng thái PS kết nối

và kích hoạt vùng PDP trước khi tiếp tục thực hiện cuộc gọi. Nếu có một cuộc gọi đến cho
UE và vùng PDP đang hoạt động thì UE tự động chuyển sang trạng thái PS kết nối khi
nhận cuộc gọi. Nếu PDP khơng hoạt động lúc có một cuộc gọi ñến thì UE sẽ ñược RNC
phân vùng trong vùng ñịnh tuyến nó cập nhật lần mới nhất. Khi UE đáp trả sự phân vùng,

11


RNC thiết lập một kết nối tới UE và cuộc gọi đến được chuyển hướng tới UE. UE có thể
chuyển sang trạng thái tách riêng một cách linh ñộng.
Trạng thái tách riêng: khi UE khơng cịn cần đến dịch vụ của UMTS, nó có thể
chuyển ngay sang trạng thái tách riêng và tách rời khỏi mạng bằng cách gửi một yêu cầu
tách riêng. Sự tách rời mạng này có thể ñược thiết lập từ phía mạng cũng bằng cách gửi
trực tiếp một yêu cầu tách rời hoặc gián tiếp tách rời mạng với UE khi mà sau một khoảng
thời gian ñịnh thời xác ñịnh ñộ trễ truyền ñã hết hạn mà nó vẫn khơng nhận được từ phía
UE hoặc khi khơng cịn khả năng phục hồi lỗi vơ tuyến do ñứt kết nối logic. Khi sự tách
rời mạng ñược gọi thì tất cả dữ liệu trong bộ đệm sẽ được xóa bỏ.
1.1.4. Quản lý di động
Một hệ thống thơng tin di động ví dụ như UMTS có một ý nghĩa xác định là để
kiểm sốt sự di động. Quản lý di ñộng bao gồm 2 cơ chế: quản lý ñịnh vị và quản lý
chuyển giao. Quản lý ñịnh vị là cơ chế bám sát một khu vực của người sử dụng khi chưa
có kết nối hoạt động, trong khi đó quản lý chuyển giao là cơ chế kiểm soát một kết nối hoạt
ñộng từ một cell này di chuyển sang cell khác.
Quản lý ñịnh vị: ñể chuyển một kết nối ñến tới một thuê bao không hoạt ñộng,
mạng phải liên tục cập nhật khu vực của người dùng. Quá trình cập nhật ñịnh vị ñược thực
hiện cho cả dịch vụ CS và PS.
Về dịch vụ CS, mạng ñược chia ra thành các vùng ñịnh vị LAs. Một LA bao gồm
một số các cell mà người dùng có thể di chuyển trong đó mà khơng cần phải cập nhật khu
vực của người đó. Tất cả các node B trong một nhánh LA ñược xác ñịnh bởi các số, gọi là
chỉ số vùng ñịnh vị LAI, chỉ số này nằm trong UE. Khi tham số này thay đổi thì UE nhận

biết được rằng nó đã thay đổi vùng LA. Do đó, nó thực thi cập nhật định vị LAU với MSC,
sau đó MSC sẽ forward thông tin này tới HLR.
Về dịch vụ PS, UE sẽ nhận những gói dữ liệu ngắn với tần suất nhiều hơn ở CS.
ðiều này có nghĩa là số lượng phân vùng tăng lên và thường là không cần thiết. Do đó, cập
nhật định vị đối với PS chia mạng thành các khu vực nhỏ hơn gọi là khu vực định tuyến
RAs nhằm mục đích giới hạn số lượng phân vùng. Một RA ñơn giản chỉ là một khu vực
nhỏ hơn một vùng LA. Nguyên lý thì tương tự như LA. Khi UE nhận thấy khu vực ñịnh
tuyến của mình thay đổi thì nó sẽ thực thi cập nhật ñịnh tuyến RAU với SGSN và tương tự
như MSC, nó sẽ forward thơng tin tới HLR.

12


Quản lý chuyển giao: ñể forward một kết nối từ một cell sang cell khác, mạng
phải thực hiện một chuyển giao. Tương tự với quản lý định vị, q trình chuyển giao phải
thực hiện ở cả dịch vụ CS và PS.
Về phía dịch vụ CS, các loại chuyển giao được thực hiện là chuyển giao mềm,
chuyển giao mềm hơn và chuyển giao cứng.
- Chuyển giao cứng là loại chuyển giao mà kết nối cũ bị phá vỡ trước khi có kết nối
vơ tuyến mới được thiết lập giữa thiết bị người sử dụng và mạng truy nhập vô tuyến. Loại
chuyển giao này sử dụng trong mạng GSM ñể gán các kênh tần số khác nhau cho các cell.
Người sử dụng ñi vào cell mới sẽ hủy bỏ kết nối cũ và thiết lập kết nối mới với tần số mới.
Chuyển giao cứng trong mạng UMTS sử dụng ñể thay ñổi kênh tần số của UE và
UTRAN. Trong suốt quá trình bố trí tần số của UTRAN, nó sẽ xác định rằng mỗi hoạt
ñộng UTRAN là dễ dàng ñể yêu cầu thêm vào phổ tần ñể ñạt ñược dung lượng khi các cấp
ñộ sử dụng hiện tại ñã kết thúc. Trong trường hợp này vài băng tần xấp xỉ 5MHz ñược sử
dụng bởi một người và cần chuyển giao giữa chúng.
Chuyển giao cứng cịn áp dụng để thay đổi cell trên cùng tần số khi mạng khơng hỗ
trợ tính đa dạng lớn. Trong trường hợp khác là khi kênh truyền ñã ñược xác ñịnh trong khi
người sử dụng ñi vào cell mới thì chuyển giao cứng sẽ thực hiện nếu chuyển giao mềm và

mềm hơn khơng thực hiện được.
Thơng thường chuyển giao cứng chỉ dùng cho vùng phủ và tải, còn chuyển giao
mềm và mềm hơn là yếu tố chính hỗ trợ di ñộng. Chuyển giao giữa hai mode UTRAN
FDD và UTRAN TDD cũng thuộc loại chuyển giao cứng.
- Chuyển giao mềm là chuyển giao giữa hai BS khác nhau, còn chuyển giao mềm
hơn là chuyển giao giữa ít nhất 2 sector của cùng BS. Trong suốt quá trình chuyển giao
mềm, MS giao tiếp một cách tức thì với hai (chuyển giao hai ñường) hoặc nhiều cell của
các BS khác nhau thuộc cùng RNC (Intra-RNC) hoặc các RNC khác nhau (Inter-RNC).
Trên ñường xuống máy di ñộng nhận hai tín hiệu với tỉ số kết hợp lớn nhất; ở ñường
xuống, máy di ñộng mã hóa kênh ñược tách bởi cùng hai BS (chuyển giao hai ñường), và
ñược gởi ñến RNC cho việc lựa chọn kết hợp. Hai hoạt động điều khiển cơng suất vịng
đăc biệt trong chuyển giao mềm cho một BS. Trong trường hợp chuyển giao mềm hơn, MS
ñược ñiều khiển ít nhất bởi hai sector của cùng BS, do đó chỉ có một hoạt động điều khiển
cơng suất vịng. Chuyển giao mềm và mềm hơn chỉ sử dụng một sóng mang, do đó đây là
chuyển giao trong cùng hệ thống.

13


Về phía dịch vụ PS, chỉ có một kiểu chuyển giao duy nhất trong UMTS là chọn lại
cell. Chọn lại cell diễn ra như sau: UE liên tục kiểm soát chất lượng tín hiệu từ các cell
khác khi người dùng thay ñổi khu vực, ñặc biệt, khi chất lượng của một cell lân cận vượt
q một mức ngưỡng nào đó và chất lượng của cell hiện tại không thỏa mãn thì UE được
thơng báo gửi bản thống kê sự đo ñạc tới RNC ñang phục vụ. Khi RNC nhận ñược bản
thống kê đó, nó sẽ thiết lập một chuyển, cho rằng tất cả các chuẩn cho chuyển giao đã được
hồn thành. Sau đó, nó sẽ u cầu RNC cũ chuẩn bị tài nguyên. RNC mới sẽ trả lại một
bản tin lệnh chuyển giao bao gồm chi tiết về tài nguyên ñược cấp phát thông qua mạng lõi
và giao diện vô tuyến hiện tại tới UE. Khi UE nhận ñược câu lệnh chuyển giao, nó chuyển
sang một cell mới và thiết lập một kết nối vô tuyến phù hợp với các tham số trong bản tin
lệnh chuyển giao. UE xác nhận việc chuyển giao thành công bằng cách gửi một bản tin

chuyển giao đã hồn thành tới RNC cũ, sau đó RNC cũ khởi tạo một sự giải phóng kết nối
vơ tuyến cũ. Cuối cùng, khi sự chọn lại cell hoàn thành, UE khởi tạo một thủ tục cập nhật
khu vực ñịnh tuyến.
Mặc dù mạng giao tiếp với UE sử dụng một cơng nghệ truy nhập vào một thời
điểm, nhưng UE cần phải thực thi việc ño ñạc cell khác trong khi giao tiếp với cell hiện tại.
Khi UMTS sử dụng việc truyền và nhận liên tục trong trạng thái PS kết nối, thì UE thơng
thường khơng thể đo đạc cell khác trong khi ñang giao tiếp trong mạng UMTS khi nó chỉ
có một bộ thu vơ tuyến. ðể giải quyết vấn ñề này người ta ñưa ra một chế ñộ nén.
Chế ñộ nén là phương thức tạo ra một khoảng ngắn hay một vùng rỗi trong việc
truyền và nhận. ðể duy trì một tốc độ bit, tốc độ truyền thực sự sẽ tăng lên hoặc bị nén lại
ngay trước hoặc sau khoảng tạo ra đó. Tốc độ biết cố định phải ñược ñưa ra với các dịch
vụ như thoại, nhưng ñối với dịch vụ dữ liệu, tốc ñộ bit cố định là khơng cần thiết. Do đó,
sự truyền chỉ được làm trễ ñể tạo ra một khoảng thời gian.
UE sử dụng chế ñộ nén ñể ño ñạc các cell khác khi nó chỉ có một bộ thu vơ tuyến.
Tuy nhiên, nếu UE chứa các bộ thu vô tuyến riêng biệt thì nó có thể sử dụng các bộ thu
một cách song song, thực thi q trình đo đạc trên một bộ trong khi giao tiếp ở một bộ
khác mà không phải sử dụng chế ñộ nén.
Chuyển giao cứng và chọn lại cell chỉ hoạt ñộng trong chuyển giao của UMTS hoặc
GSM. ðể hỗ trợ chuyển giao giữa UMTS và WLAN thì cần một giao thức khác.

14


1.2. Cấu trúc công nghệ mạng WirelessLAN
Mạng không dây nhắm tới các mạng máy tính, đặc biệt chuẩn WLAN trong vài năm
gần ñây phát triển mạnh mẽ. ðây là kết quả của thế giới đang trong q trình mở rộng di
ñộng. Các phần sau ñây sẽ ñi chi tiết hơn về các ñặc ñiểm ñáng chú ý của WLAN liên quan
ñến kiến trúc mạng, các chế ñộ hoạt ñộng khác nhau của WLAN và quản lý di ñộng WLAN.
802.11 là một trong cá chuẩn của họ IEEE 802.x bao gồm họ các giao thức truyền
tin qua mạng không dây.

1.2.1. Chuẩn 802.11b
802.11b là chuẩn ñáp ứng ñủ cho phần lớn các ứng dụng của mạng. Với một giải
pháp rất hoàn thiện, 802.11b có nhiều đặc điểm thuận lợi so với các chuẩn không dây khác.
Chuẩn 802.11b sử dụng kiểu trải phổ trực tiếp DSSS, hoạt ñộng ở dải tần 2,4 GHx, tốc ñộ
truyền dữ liệu tối ña là 11 Mbps trên một kênh, tốc ñộ thực tế là khoảng từ 4-5 Mbps.
Khoảng các có thể lên đến 500 mét trong mơi trưởng mở rộng. Khi dùng chuẩn này tối đa
có 32 người dùng/ ñiểm trung cập.
ðây là chuẩn ñã ñược chấp nhận rộng rãi trên thế giới và ñược triển khai rất mạnh
hiện nay do công nghệ này sử dụng dải tần khơng phải đăng ký cấp phép phục vụ cho cơng
nghiệp, dịch vụ, y tế.
Nhược điểm của 802.11b là hoạt ñộng ở dải tần 2,4 GHz trùng với dải tần của
nhiều thiết bị trong gia đình như lị vi sóng, ñiện thoại ... nên có thể bị nhiễu
Ưu ñiểm của 802.11b là giá thành thấp, phạm vi tín hiệu tốt và không dễ bị cản trở.
1.2.2. Chuẩn 802.11a
Trong khi 802.11b vẫn ñang ñược phát triển, IEEE ñã tạo một mở rộng thứ cấp cho
chuẩn 802.11 có tên gọi802.11a. Vì 802.11b ñược sử dụng rộng rãi quá nhanh so với
802.11a, nên một số người cho rằng 802.11a ñược tạo sau 802.11b. Tuy nhiên trong thực
tế, 802.11a và 802.11b ñược tạo một cách ñồng thời. Do giá thành cao hơn nên 802.11a chỉ
được sử dụng trong các mạng doanh nghiệp cịn 802.11b thích hợp hơn với thị trường
mạng gia đình.
802.11a hỗ trợ băng thơng lên đến 54 Mbps và sử dụng tần số vô tuyến 5GHz. Tần
số của 802.11a cao hơn so với 802.11b chính vì vậy đã làm cho phạm vi của hệ thống này
hẹp hơn so với các mạng 802.11b. Với tần số này, các tín hiệu 802.11a cũng khó xuyên
qua các vách tường và các vật cản khác hơn.

15


Do 802.11a và 802.11b sử dụng các tần số khác nhau, nên hai cơng nghệ này khơng
thể tương thích với nhau. Chính vì vậy một số hãng đã cung cấp các thiết bị mạng hybrid

cho 802.11a/b nhưng các sản phẩm này chỉ ñơn thuần là bổ sung thêm hai chuẩn này.
Ưu ñiểm của 802.11a - tốc ñộ cao; tần số 5Ghz tránh ñược sự xuyên nhiễu từ các
thiết bị khác.
Nhược ñiểm của 802.11a - giá thành ñắt; phạm vi hẹp và dễ bị che khuất.
1.2.3. Chuẩn 802.11g
Các thiết bị thuộc chuẩn này hoạt ñộng ở cùng tần số với chuẩn 802.11b là 2,4GHz.
Tuy nhiên chúng hỗ trợ tốc ñộ truyền dữ liệu nhanh gấp 5 lần so với chuẩn 802.11b với
cùng một phạm vi phủ sóng, tức là tốc độ truyền dữ liệu tối đa lên đến 54 Mbps, cịn tốc ñộ
thực tế là khoảng 7-16 Mbps. Chuẩn 802.11g sử dụng phương pháp ñiều chế OFDM, CCK
- Comementary code Keyng và PBCC - Packet Binary Convolutionla Coding. Các thiết bị
thuộc chuẩn 802.11b và 802.11g hồn tồn tương thích với nhau. Tuy nhiên cần lưu ý rằng
khi bạn trộn lẫn các thiết bị của hai chuẩn đó với nhau thì các thiết bị sẽ bị hoạt động theo
chuẩn nào có tốc ñộ thấp hơn. ðây là một chuẩn hứa hẹn trong tương lai nhưng hiện nay
vẫn chưa ñược chấp thuận rộng rãi trên thế giới.
Ưu ñiểm: Tốc ñộ cao, phạm vi tín hiệu tốt và ít bị che khuất.
Nhược điểm: Giá thành đắt hơn 802.11b các thiết bị có thể bị xuyên nhiễu từ nhiều
thiết bị khác sử dụng cùng băng tần.
1.2.4. Chuẩn 802.11d
Chuẩn 802.11d bổ xung một số tính năng ñối với lớp MAC nhằn phổ biến Wireless
LAN trên toàn thế giới. Một số nước trên thế giới có quy ñịnh rất chặt chẽ về tần số và
mức năng lượng phát sóng vì cậy 802.11d ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu đó. Tuy nhiên,
chuẩn 802.11d vẫn trong q trình phát triển và chưa ñược chấp nhận rộng rãi như là chuẩn
của thế giới.
1.2.5. Chuẩn 802.11e
ðây là chuẩn ñược áp dụng cho cả 802.11 a,b,g. Mục tiêu của chuẩn này nhằm
cung cấp các chức năng về chất lượng dịch vụ - QoS cho Wireless LAN. Về mặt kỹ thuật,
802.11e cũng bổ xung một số tính năng cho lớp con MAC. Nhờ tính năng này, Wireless
LAN 802.11 trong một tương lai khơng xa có thể cung cấp đầy đủ các dịch vụ như voice,
video, các dịch vụ địi hởi QoS rất cao. Chuẩn 802.11e hiện nay vẫn đang trong q trình
phát triển và chưa chính thức áp dụng trên tồn thế giới.


16


1.2.6. Chuẩn 802.11f
ðây là một bộ tài liều khuyến nghị cảu nhà sản xuất ñể các Access Point của các
nhà sản xuất khác nhau có thể làm việc với nhau. ðiều này là rất quan trọng khi quy mô
mạng lưới ñạt ñến mức ñáng kể. Khi ñó mới ñáp ứng ñược việc kết nối mạng không dây
liên cơ quan, liên xí nghiệp có nhiều khả năng khơng dùng cùng một chủng loại thiết bị.
1.2.7. Chuẩn 802.11h
Tiêu chuẩn này bổ xung một số tính năng cho lớp con MAC nhằm đáp ứng các quy
ñịnh Châu Âu ở dài tẩn 5HGz. Châu Âu quy ñịnh rằng các sản phầm dùng dải tần 5GHz phải
có tính năng kiểm sốt mức năng lượng truyền dẫn PC - Transmission Power Control và khả
năng tự ñộng lựa chọn tần số DFS-Dynamic Frequency Selection. Lựa chọn tần số ở Access
Poimt giúp làm giảm ñến mức tối thiểu can nhiễu ñến các hệ thống radar ñặc biệt khác.
1.2.8. Chuẩn 802.11i
ðây là chuẩn bổ xung cho 802.11 a,b,g nhằm cải thiện về mặt an ninh cho mạng
không dây. An ninh cho mạng khơng dây là một giao thức có tên là WEP, 802.11i cung
cấp những phương thức mã hóa và những thủ tục xác nhận, chứng thực mới có tên là
802.1x. Chuẩn này vẫn ñang trong giai ñoạn phát triển.
1.2.9. Chuẩn 802.11n
Sử dụng 802.11n cho tốc độ mạng khơng dây nhanh nhất và ñộ bao phủ lớn nhất.
Trong nhiều cơng ty, các mạng khơng dây được dùng để phục vụ nhiều mục đích khác
nhau, các Wi-Fi này thường có tốc ñộ chậm và ñộ bao phủ hạn hẹp. Những gì thực sự cần
thiết đối với một kết nối là phải có tốc độ nhanh chạy xa được tối các góc của tồn nhà và
có sự mã hóa tín hiệu mạnh.
Ưu điểm: Tốc độ nhanh và phạm vi tín hiệu tốt nhất, khả năng chịu ñựng tốt hơn từ
việc xuyên nhiễu từ các nguồn bên ngồi.
Nhược điểm: Chuẩn vẫn chưa ñược ban bố, giá thành ñắt hơn 802.11g, sử dụng
nhiều tín hiệu có thể gây nhiễu với các mạng 802.11b/g ở gần.

1.2.10. Kiến trúc mạng
Kiến trúc mạng WLAN 802.11b cơ bản bao gồm một hay nhiều bộ dịch vụ cơ sở
(BSSs) và hệ thống phân phát (DS) như hình dưới

17