Luận văn Nghiên cứu về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 4 (4G)

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O

TR¦êNG §¹I HäC B¸CH KHOA Hµ NéI

----------o0o----------

LUËN V¡N

TH¹C Sü KHOA HäC

Ngµnh: Xö lý Th«ng tin vµ TruyÒn th«ng

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng

thÕ hÖ thø 4 (4G)

§ç V¨n Hßa

Hµ Néi – 2007

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O

TR¦êNG §¹I HäC B¸CH KHOA Hµ NéI

----------o0o----------

LUËN V¡N

TH¹C Sü KHOA HäC

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng

thÕ hÖ thø 4 (4G)

Ngµnh: Xö lý Th«ng tin vµ TruyÒn th«ng

M· sè:

§ç V¨n Hßa

Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: GS.TS. NguyÔn Thóc H¶i

Hµ Néi – 2007

LuËn v¨n tèt nghiÖp

3

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

MôC LôC

C¸c h×nh vÏ, b¶ng biÓu trong luËn v¨n ..................................... 5

ThuËt ng÷ tiÕng anh sö dông trong luËn v¨n....................... 7

Lêi giíi thiÖu............................................................................................ 11

Ch−¬ng 1. më ®Çu................................................................................... 12

1.1 C¬ së nghiªn cøu vµ môc ®Ých cña luËn v¨n.......................................... 12

1.2 Tæ chøc cña luËn v¨n ............................................................................. 13

Ch−¬ng 2. c¸c thÕ hÖ th«ng tin di ®éng................................... 14

2.1 LÞch sö vµ xu thÕ ph¸t triÓn cña th«ng tin di ®éng ............................... 14

2.1.1 Toµn c¶nh hÖ thèng th«ng tin di ®éng............................................. 14

2.1.2 Lé tr×nh ph¸t triÓn cña th«ng tin di ®éng......................................... 16

2.2. Tæng kÕt c¸c thÕ hÖ th«ng tin di ®éng .................................................. 19

Ch−¬ng 3. hÖ thèng TH¤NG TIN di ®éng 4G ................................ 20

3.1 Tæng quan vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G ........................................ 20

3.1.1 Giíi thiÖu chung.............................................................................. 20

3.1.2 C¸c dÞch vô hÖ thèng di ®éng 4G cung cÊp..................................... 22

3.2 M« h×nh tham chiÕu hÖ thèng di ®éng 4G............................................. 30

3.2.1 Bèn miÒn cña m« h×nh tham chiÕu.................................................. 30

3.2.1.1 MiÒn dÞch vô vµ øng dông......................................................... 31

3.2.1.2 MiÒn nÒn t¶ng dÞch vô............................................................... 31

3.2.1.3 MiÒn m¹ng lâi chuyÓn m¹ch gãi .............................................. 33

3.2.1.4 MiÒn truy cËp v« tuyÕn míi...................................................... 34

3.2.2 M« h×nh tham chiÕu nh×n tõ nÒn t¶ng dÞch vô................................. 34

3.2.2.1 Sù thuËn tiÖn cho ng−êi sö dông............................................... 36

3.2.2.2 C¸c dÞch vô tiªn tiÕn.................................................................. 36

3.2.2.3 Qu¶n lý hÖ thèng....................................................................... 41

3.2.3 M« h×nh tham chiÕu c¬ së h¹ tÇng hÖ thèng ................................... 41

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

4

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

3.2.3.1 VÝ dô ®iÓn h×nh vµ giao diÖn cho m¹ng truy cËp v« tuyÕn míi 41

3.2.3.2 CÊu h×nh chøc n¨ng cho c¸c nót/thiÕt bÞ ®Çu cuèi trong hÖ thèng

di ®éng 4G............................................................................................. 43

3.3 C¸c c«ng nghÖ øng dông trong hÖ thèng di ®éng 4G ............................ 44

3.3.1 Kü thuËt truyÒn dÉn dung l−îng lín, tèc ®é cao ............................. 44

3.3.1.1 C¸c kü thuËt ®a truy cËp ........................................................... 44

3.3.1.2 Kü thuËt ®iÒu chÕ/gi¶i ®iÒu chÕ hiÖu suÊt cao .......................... 49

3.3.1.3 Kü thuËt ®a sãng mang ............................................................ 53

3.3.1.4 Kü thuËt ¨ngten d·y thÝch nghi tiªn tiÕn .................................. 57

3.3.1.5 Kü thuËt ghÐp kªnh tiªn tiÕn .................................................... 62

3.3.2 Kü thuËt kh«ng d©y ®a hÖ thèng .................................................... 64

3.3.2.1 Kh¶ n¨ng cÊu h×nh l¹i End-to-End ........................................... 64

3.3.2.2 Kü thuËt sãng v« tuyÕn ®−îc ®Þnh nghÜa mÒm ........................ 66

3.3.3 §iÒu khiÓn chuyÓn giao/tÝnh di ®éng .............................................. 69

3.3.3.1 Kü thuËt chuyÓn giao liªn tôc ................................................... 70

3.3.3.2 Kü thuËt ®iÒu khiÓn tÝnh di ®éng .............................................. 71

3.3.3.3 TÝnh di ®éng m¹ng NEMO ...................................................... 74

3.4 M¹ng thÕ hÖ sau NGN vµ hÖ thèng di ®éng 4G..................................... 77

3.4.1 M¹ng thÕ hÖ sau NGN..................................................................... 77

3.4.1.1 Giíi thiÖu chung........................................................................ 77

3.4.1.2 §Æc ®iÓm m¹ng NGN................................................................ 77

3.4.1.3 CÊu tróc m¹ng NGN ................................................................. 80

3.4.2 HÖ thèng di ®éng 4G trªn h¹ tÇng m¹ng NGN................................ 86

Ch−¬ng 4. triÓn khai hÖ thèng di ®éng 4G ë viÖt nam ...... 88

4.1 HiÖn tr¹ng m¹ng th«ng tin di ®éng ViÖt Nam vµ trªn thÕ giíi.............. 88

4.2 §Ò xuÊt gi¶i ph¸p triÓn khai hÖ thèng 4G ë n−íc ta .............................. 89

KÕt luËn ..................................................................................................... 93

KÕt qu¶ ®¹t ®−îc cña luËn v¨n..................................................................... 93

H−íng ph¸t triÓn cña ®Ò tµi.......................................................................... 94

Tµi liÖu tham kh¶o............................................................................... 95

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

5

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

C¸c h×nh vÏ, b¶ng biÓu trong luËn v¨n

H×nh 2.1. Lé tr×nh ph¸t triÓn cña th«ng tin di ®éng...................................... 17

B¶ng 2.1. Tæng kÕt c¸c thÕ hÖ th«ng tin di ®éng.......................................... 19

H×nh 3.1. DÞch vô th«ng tin y tÕ ................................................................... 22

H×nh 3.2. HÖ thèng cung cÊp néi dung tiªn tiÕn........................................... 24

H×nh 3.3. HÖ thèng ®Þnh vÞ ........................................................................... 25

H×nh 3.4. HÖ thèng ®Æt hµng di ®éng ........................................................... 26

H×nh 3.5. HÖ thèng qu¶n lý thùc phÈm......................................................... 28

H×nh 3.6. HÖ thèng b¶o hiÓm rñi ro.............................................................. 29

H×nh 3.7. HÖ thèng qu¶n lý di ®éng ............................................................. 30

H×nh 3.8. M« h×nh tham chiÕu hÖ thèng di ®éng 4G.................................... 32

H×nh 3.9. M« h×nh tham chiÕu nÒn t¶ng dÞch vô .......................................... 37

H×nh 3.10. M« h×nh tham chiÕu nÒn t¶ng dÞch vô: tiÖn nghi ng−êi dïng..... 38

H×nh 3.11. M« h×nh tham chiÕu nÒn t¶ng dÞch vô: DÞch vô n©ng cao.......... 39

H×nh 3.12. M« h×nh tham chiÕu nÒn t¶ng dÞch vô: qu¶n lý hÖ thèng........... 40

H×nh 3.13. Giao diÖn v« tuyÕn vµ ng÷ c¶nh thùc tÕ cña truy cËp v«

tuyÕn míi....................................................................................................... 42

H×nh 3.14. VÝ dô vÒ cÊu h×nh chøc n¨ng cho c¸c nót /c¸c thiÕt bÞ

®Çu cuèi trong hÖ thèng di ®éng 4G.............................................................. 43

H×nh 3.15. C¬ b¶n vÒ SCS-MC-CDMA........................................................ 45

H×nh 3.16. CÊu tróc tÕ bµo tèi −u cña SCS-MC-CDMA............................... 47

H×nh 3.17. Ph©n bæ kªnh con........................................................................ 48

H×nh 3.18. §iÒu chÕ thÝch nghi sãng mang con ........................................... 50

H×nh 3.19. L−îc ®å ®iÒu chÕ OFDM tèc ®é lËp m· cã thÓ biÕn ®æi ............ 51

B¶ng 3.1. C¸c tham sè lËp m· vµ ®iÒu chÕ ................................................... 52

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

6

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

B¶ng 3.2. C¸c tham sè m« pháng................................................................. 53

H×nh 3.20. S¬ ®å FH-OFDM ........................................................................ 54

H×nh 3.21. CÊu h×nh hÖ thèng....................................................................... 55

H×nh 3.22. Nguyªn lý cña AAA................................................................... 58

H×nh 3.23. §é t¨ng Ých cña AAA ................................................................ 59

H×nh 3.24. §Þnh h×nh bóp sãng .................................................................... 60

H×nh 3.25. ThuËt to¸n theo dâi bóp sãng ..................................................... 61

H×nh 3.26. SVD based MIMO...................................................................... 63

H×nh 3.27. CÊu h×nh c¬ b¶n cña thiÕt bÞ SDR............................................... 67

H×nh 3.28. M« h×nh tham chiÕu IEEE 802.21.............................................. 70

H×nh 3.29. IPv6 di ®éng................................................................................ 72

H×nh 3.30. ChuyÓn giao nhanh cho IPv6 di ®éng......................................... 73

H×nh 3.31. §iÒu khiÓn tÝnh di ®éng m¹ng NEMO ....................................... 75

H×nh 3.32. M¹ng c¸ nh©n PAN (Personal Area Network) ........................... 76

H×nh 3.33. KiÕn tróc m¹ng NGN.................................................................. 79

H×nh 3.34. CÊu tróc logic m¹ng NGN.......................................................... 80

H×nh 3.35. CÊu tróc vËt lý m¹ng NGN ......................................................... 84

H×nh 4.1. KiÕn tróc m¹ng 3G ....................................................................... 90

H×nh 4.2. CÊu tróc m¹ng di ®éng 3G-WCDMA........................................... 91

H×nh 4.3. M« h×nh hÖ thèng 4G.................................................................... 92

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

7

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

ThuËt ng÷ tiÕng anh sö dông trong luËn v¨n

2G

2nd Generation

ThÕ hÖ 2

3G

3rd Generation

ThÕ hÖ 3

4G

4th Generation

ThÕ hÖ 4

AAA

Adaptive Array Antenna

¨ngten d·y thÝch nghi

Aunthentication, Authorization Chøng thùc, ñy quyÒn vµ

& Accounting thanh to¸n

AMPS

Advanced Mobile Phone Service DÞch vô ®iÖn tho¹i di ®éng

tiªn tiÕn

AR

Access Router

Bé ®Þnh tuyÕn truy cËp

KÜ thuËt yªu cÇu lÆp tù ®éng

ChÕ ®é truyÒn dÞ bé

Tr¹m gèc

ARQ

ATM

BS

Automatic Repeat reQuest

Asynchronous Transfer Mode

Base Station

BSC

BSS

Base Station Controller

Base Station System

Bé ®iÒu khiÓn tr¹m gèc

HÖ thèng tr¹m gèc

Tr¹m thu ph¸t gèc

§a th©m nhËp ph©n chia theo

m·

BTS

Base Tranceiver Station

Code Division Multiple Access

CDMA

CRC

CN

Cyclic Redundancy Code

Core Network

M· vßng d−

M¹ng lâi

CN

Correspondent Node

Carrier-to-Noise-Ratio

Care-of Address

Nót trung gian

CNR

CoA

CRC

CTP

DS

Tû sè sãng mang trªn t¹p ©m

§Þa chØ t¹m thêi

Cyclic Redundancy Check

Context Transfer Protocol

Direct Sequence

M· kiÓm tra d− vßng

Giao thøc truyÒn ng÷ c¶nh

Chuçi trùc tiÕp

DS-

Direct Sequence CDMA

CDMA chuçi trùc tiÕp

CDMA

DSP

E2R

Digital Signal Processor

Bé xö lý tÝn hiÖu sè

End-to-End Reconfigurability

Kh¶ n¨ng cÊu h×nh l¹i tõ ®Çu

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

8

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

cuèi ®Õn ®Çu cuèi

EIRP

Effective Isotropically Radiated C«ng suÊt ph¸t x¹ ®¼ng h−íng

Power

EV-DO Evolution Data Optimized

hiÖu dông

FDD

Frequency Division Duplex

ghÐp song c«ng ph©n chia theo

tÇn sè

FEC

Forward Error Correct

M· söa lçi tr−íc

FDMA

Frequency Division MultiAccess §a truy cËp ph©n chia theo tÇn

sè

Frequency Hopping Orthogonal OFDM nh¶y tÇn

Frequency

FH-

OFDM

Division Multiple Access

FMIPv6 Fast Mobile IPv6

IPv6 di ®éng nhanh

FMIPv6 Fast Handovers for Mobile IPv6 ChuyÓn giao nhanh cho IPv6

di ®éng

GPS

Global Positioning System

General Packet Radio System

Home Agent

HÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu

HÖ thèng v« tuyÕn gãi chung

T¸c nh©n nhµ

GPRS

HA

Hybrid Automatic Repeat

reQuest

ARQ (tù ®éng yªu cÇu lÆp) lai

HARQ

HLR

Home Location Register

Hierarchical Mobile Internet

Protocol Version 6

Home Address

Thanh ghi ®Þnh vÞ th−êng tró

IPv6 di ®éng cã ph©n cÊp

HMIPv6

HoA

§Þa chØ th−êng tró

HSDPA High Speed Downlink Packet

Access

HÖ thèng truy cËp gãi ®−êng

xuèng tèc ®é cao

HMI

IMT-

2000

IP

Human-Machine Interface

Giao diÖn ng−êi – m¸y

Th«ng tin di ®éng toµn cÇu-

2000

International Mobile

Telecommunication - 2000

Internet Protocol

Giao thøc Internet

IPv6

ITU

Internet Protocol Version 6

Giao thøc Internet phiªn b¶n 6

International Telecommunication Liªn minh ViÔn th«ng Quèc tÕ

Union

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

9

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

MAC

Medium Access Control

Mobility Anchor Point

§iÒu khiÓn th©m nhËp m«i

tr−êng

MAP

MIH

§iÓm treo di ®éng

ChuyÓn giao ®éc lËp ph−¬ng

tiÖn

Media Independent Handover

MN

Mobile Node

Nót di ®éng

MNN

MNP

MR

Mobile Network Node

Mobile Network Prefix

Mobile Router

Nót m¹ng di ®éng

TiÒn tè m¹ng di ®éng

Bé ®Þnh tuyÕn di ®éng

Tr¹m di ®éng

MS

Mobile Station

MSC

MIMO

Mobitily Service Center

Multi Input – Multi Output

Trung t©m dÞch vô di ®éng

¨ngten nhiÒu kªnh vµo –

nhiÒu kªnh ra

MC-

Multi Carrier CDMA

§a truy cËp ph©n chia theo m·

®a sãng mang

CDMA

NEMO

NGN

OSI

Network Mobility

TÝnh di ®éng m¹ng

M¹ng thÕ hÖ sau

Next Genaration Network

Open Systems Interconnection

M« h×nh t−¬ng kÕt c¸c hÖ

thèng më

Orthononal Frequency Division GhÐp kªnh ®a truy cËp ph©n

OFDM

Multiplexing

chia theo tÇn sè trùc giao

GhÐp kªnh ®a truy cËp ph©n

chia theo m· tÇn sè trùc giao

M¹ng truy cËp c¸ nh©n

Orthononal Frequency Code

Division Multiplexing

Persional Access Network

Peak to Average Power Ratio

OFCDM

PAN

PAPR

Tû sè c«ng suÊt ®Ønh trªn c«ng

suÊt trung b×nh

PHS

PKI

QoS

Personal Handyphone System

Public Key Infrastructure

Quality of Service

HÖ thèng ®iÖn tho¹i c¸ nh©n

Cë së h¹ tÇng khãa chung

ChÊt l−îng dÞch vô

RANAP Radio

Access

Network PhÇn øng dông m¹ng th©m

nhËp v« tuyÕn

Application Part

RNC

RNS

Radio Network Controller

Radio Network Subsystem

Bé ®iÒu khiÓn m¹ng v« tuyÕn

HÖ thèng con m¹ng v« tuyÕn

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

10

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

RO

Route Optimization

Tèi −u hãa ®−êng ®i

Kh¶ n¨ng ®inh tuyÕn ®−êng vÒ

Sãng v« tuyÕn ®Þnh nghÜa

mÒm

RR

Return Routability

SDR

Software Defined Radio

SINR

Signal to Interference and Noise Tû sè c«ng suÊt tÝn hiÖu trªn

Power Ratio

SMS-SC SMS Service Center

nhiÔu vµ t¹p ©m

Trung t©m dÞch vô tin nh¾n

SMS

SVD

Singular Value Decomposition

based

MIMO

TCP

based Multiple Input Multiple

Output

Transmision Control Protocol

Giao thøc ®iÒu khiÓn truyÒn

dÉn

TPC

Transmission Power Control

User Equypment

§iÒu khiÓn c«ng suÊt truyÒn

dÉn

UE

ThiÕt bÞ ng−êi sö dông

UMTS

Universal

Mobile HÖ thèng viÔn th«ng di ®éng

Telecommunication System

Ultra Wide band

toµn cÇu

UWB

W-

B¨ng tÇn cùc réng

Wideband

Code

Division §a th©m nhËp v« tuyÕn ph©n

chia theo m· b¨ng réng

CDMA

Multiple Access

W-LAN Wireless - LAN

M¹ng côc bé kh«ng d©y

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

11

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

Lêi giíi thiÖu

Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, th«ng tin di ®éng ®· ®¹t ®−îc nh÷ng thµnh

tùu v−ît bËc. Th«ng tin di ®éng cho phÐp ng−êi sö dông ®µm tho¹i ë mäi lóc,

mäi n¬i trong vïng phñ sãng, kÓ c¶ khi ®ang di chuyÓn. Ngoµi ra, th«ng tin di

®éng cßn ®¸p øng nhiÒu dÞch vô tiÖn Ých kh¸c nh−: nh¾n tin, truyÒn sè liÖu,

truyÒn th«ng ®a ph−¬ng tiÖn, x¸c ®Þnh vÞ trÝ ng−êi sö dông… mµ c¸c dÞch vô

kh¸c kh«ng thùc hiÖn ®−îc. Do vËy, nhu cÇu vÒ th«ng tin di ®éng ngµy mét

t¨ng lªn vµ trong t−¬ng lai kh«ng xa ®©y sÏ lµ h×nh thøc th«ng tin v¹n n¨ng vµ

®−îc øng dông s©u réng vµo cuéc sèng, vµ sÏ cã thÓ thay ®æi lèi sèng cña con

ng−êi.

Cho ®Õn nay th«ng tin di ®éng trªn thÕ giíi ®· tr¶i qua ba thÕ hÖ. ThÕ hÖ

thø nhÊt sö dông c«ng nghÖ t−¬ng tù tõ nh÷ng n¨m 70 vµ ®Õn gi÷a nh÷ng n¨m

80 hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ thø hai ®· ra ®êi vµ ph¸t triÓn rÊt m¹nh

mÏ. Nh÷ng n¨m ®Çu thÕ kû 21 (kho¶ng 2002) hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ

hÖ thø 3 (3G) ®· ®−îc triÓn khai vµ øng dông réng r·i phôc vô ®êi sèng cña

con ng−êi. ë ViÖt Nam, hÖ thèng th«ng tin di ®éng 3G ®· ®−îc triÓn khai bëi

c¸c nhµ cung cÊp dÞch vô Saigon Postel, Hµ Néi Telecom, EVN Telecom vµ

®−îc ®−a vµo khai th¸c vµo n¨m 2006. HÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ thø

t− (4G) ®· ®−îc c¸c H·ng viÔn th«ng lín trªn thÕ giíi, HiÖp héi ViÔn th«ng

quèc tÕ - ITU, diÔn ®µn Mobile IT (mITF – Mobile IT Forum) nghiªn cøu vµ

chuÈn hãa. Theo dù b¸o, vµo kho¶ng n¨m 2012, hÖ thèng th«ng tin di ®éng

4G sÏ ®−îc triÓn khai vµ ®−a vµo khai th¸c. Sù xuÊt hiÖn cña hÖ thèng th«ng

tin di ®éng thÕ hÖ thø t− cã thÓ t¹o ra mét sù bïng næ trong ngµnh c«ng nghiÖp

th«ng tin di ®éng nãi riªng vµ ngµnh c«ng nghiÖp viÔn th«ng nãi chung.

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

12

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

Ch−¬ng 1. më ®Çu

1.1 C¬ së nghiªn cøu vµ môc ®Ých cña luËn v¨n

Nhu cÇu trao ®æi d÷ liÖu, sö dông dÞch vô ®a ph−¬ng tiÖn, nhu cÇu gi¶i trÝ

(nghe nh¹c, xem phim, ch¬i game ...) trªn thiÕt bÞ di ®éng ngµy cµng t¨ng khi

®iÒu kiÖn sèng cña chóng ta t¨ng. Tr−íc nhu cÇu ®ã, c¸c chuÈn c¸c hÖ thèng

th«ng tin di ®éng 3.5G, 4G ®· ®−îc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn. N¨m 2006, ë

NhËt B¶n, H·ng viÔn th«ng NTT DoCoMo ®· triÓn khai thµnh c«ng vµ ®−a vµo

khai th¸c hÖ thèng di ®éng 3.5G HSDPA (High Speed Downlink Packet

Access). HÖ thèng HSDPA ®−îc më réng, ph¸t triÓn tõ hÖ thèng di ®éng thÕ

hÖ 3 (W-CDMA: Wideband Code Division Multiple Access), cho tèc ®é ®−êng

xuèng lµ 14Mbps, ®−êng lªn 5,7Mbps (trªn lý thuyÕt). Cßn víi hÖ thèng 4G,

theo thö nghiÖm míi nhÊt cña h·ng viÔn th«ng NTT DoCoMo (NhËt B¶n), cho

tèc ®é 5Gbps ë m«i tr−êng trong nhµ (indoor), vµ tèc ®é 100Mbps ë m«i

tr−êng ngoµi trêi trªn ®èi t−îng chuyÓn ®éng tèc ®é 250km/h.

Víi sù bïng næ vÒ tèc ®é cña hÖ thèng di ®éng 4G, th× hÖ thèng 4G sÏ

®−îc øng dông réng r·i cho rÊt nhiÒu lÜnh vùc cña cuéc sèng. HÖ thèng 4G sÏ

cung cÊp rÊt nhiÒu dÞch vô nh−: dÞch vô cung cÊp néi dung tiÕn tiÕn, dÞch vô

ch¨m sãc søc kháe, dÞch vô ®Æt hµng di ®éng, th−¬ng m¹i di ®éng, phßng

chèng thiªn tai ...

HiÖn nay, ë n−íc ta ®ang tån t¹i ®ång thêi nhiÒu thÕ hÖ cña hÖ thèng di

®éng (2G, 2.5G, 3G). ViÖc triÓn khai hÖ thèng di ®éng 4G vÉn lµ vÊn ®Ò trong

t−¬ng lai xa. Nh−ng tr−íc nh÷ng xu thÕ ph¸t triÓn chung vÒ c«ng nghÖ viÔn

th«ng, ®Æc biÖt lµ c«ng nghÖ th«ng tin di ®éng, th× viÖc nghiªn cøu, t×m hiÓu

hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G lµ cÇn thiÕt.

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

13

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

1.2 Tæ chøc cña luËn v¨n

LuËn v¨n ®−îc tr×nh bµy thµnh bèn ch−¬ng. Ch−¬ng 1 tr×nh bµy s¬ l−îc

vÒ c¬ së nghiªn cøu, môc ®Ých còng nh− tæ chøc cña luËn v¨n.

Ch−¬ng 2 tr×nh bµy vÒ lÞch sö, c¸c thÕ hÖ vµ xu thÕ ph¸t triÓn hÖ thèng

th«ng tin di ®éng.

Ch−¬ng 3 tr×nh bµy m« h×nh tham chiÕu cña hÖ thèng di ®éng 4G. M«

h×nh tham chiÕu cña hÖ thèng 4G chia lµm bèn miÒn: miÒn øng dông vµ dÞch

vô, miÒn nÒn t¶ng dÞch vô, miÒn m¹ng lâi chuyÓn m¹ch gãi, miÒn truy cËp v«

tuyÕn míi. ë ch−¬ng nµy còng tr×nh bµy mét sè kü thuËt, c«ng nghÖ tiªn tiÕn

nh−: c¸c kü thuËt truyÒn dÉn v« tuyÕn dung l−îng lín, tèc ®é cao (OFDMA,

SCS-MC-CMDA), kü thuËt ¨ngten d·y thÝch nghi tiªn tiÕn, kü thuËt ghÐp kªnh

tiªn tiÕn (MIMO) ... ®−îc triÓn khai ë hÖ thèng di ®éng 4G.

Ch−¬ng 4 tr×nh bµy vÒ hiÖn tr¹ng c¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng t¹i ViÖt

Nam vµ trªn thÕ giíi. Sau ®ã lµ ®Ò xuÊt gi¶i ph¸p triÓn khai hÖ thèng di ®éng

4G tõ cë së h¹ tÇng m¹ng hiÖn cã cña c¸c nhµ cung cÊp.

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

14

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

Ch−¬ng 2. c¸c thÕ hÖ th«ng tin di ®éng

2.1 LÞch sö vµ xu thÕ ph¸t triÓn cña th«ng tin di ®éng

2.1.1 Toµn c¶nh hÖ thèng th«ng tin di ®éng

Th«ng tin di ®éng lu«n kh«ng ngõng ph¸t triÓn vµ ngµy cµng ®ßi hái c¸c

kü thuËt tiªn tiÕn vµ c«ng nghÖ cao. ý t−ëng vÒ sù liªn l¹c tøc thêi mµ kh«ng

quan t©m ®Õn kho¶ng c¸ch lµ mét trong nh÷ng giÊc m¬ l©u ®êi nhÊt cña loµi

ng−êi vµ giÊc m¬ ®ã ®ang ngµy cµng trë thµnh hiÖn thùc nhê sù trî gióp cña

kü thuËt vµ c«ng nghÖ. ViÖc sö dông sãng v« tuyÕn ®Ó truyÒn th«ng tin diÔn ra

lÇn ®Çu tiªn vµo cuèi thÕ kû 19. KÓ tõ ®ã nã trë thµnh mét c«ng nghÖ ®−îc

øng dông réng r·i trong th«ng tin qu©n ®éi vµ sau nµy lµ th«ng tin v« tuyÕn

c«ng céng.

Sau nhiÒu n¨m ph¸t triÓn, th«ng tin di ®éng ®· tr¶i qua nh÷ng giai ®o¹n

ph¸t triÓn quan träng. Tõ hÖ thèng th«ng tin di ®éng t−¬ng tù thÕ hÖ thø nhÊt

®Õn hÖ thèng th«ng tin di ®éng sè thÕ hÖ thø hai, hÖ thèng th«ng tin di ®éng

b¨ng réng thÕ hÖ thø ba ®ang ®−îc triÓn khai trªn ph¹m vi toµn cÇu vµ hÖ

thèng th«ng tin di ®éng ®a ph−¬ng tiÖn thÕ hÖ thø t− ®ang ®−îc nghiªn cøu t¹i

mét sè n−íc. DÞch vô chñ yÕu cña hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ thø nhÊt

vµ thø hai lµ tho¹i cßn dÞch vô thÕ hÖ ba vµ thø t− ph¸t triÓn vÒ dÞch vô d÷ liÖu

vµ ®a ph−¬ng tiÖn.

C¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng tÕ bµo sè hiÖn nay ®ang ë giai ®o¹n thÕ hÖ

thø hai céng (2.5G), thÕ hÖ thø ba vµ thÕ hÖ thø ba céng (3.5G). §Ó ®¸p øng

c¸c nhu cÇu ngµy cµng t¨ng cña c¸c dÞch vô th«ng tin di ®éng nªn ngay tõ ®Çu

nh÷ng n¨m 90 ng−êi ta ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ

hÖ thø ba. Liªn hiÖp ViÔn th«ng Quèc tÕ bé phËn v« tuyÕn (ITU-R) ®· thùc

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

15

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

hiÖn tiªu chuÈn ho¸ cho hÖ thèng th«ng tin di ®éng toµn cÇu IMT-2000. ë

Ch©u ¢u, ViÖn Tiªu chuÈn ViÔn th«ng Ch©u ¢u (ETSI) ®· thùc hiÖn tiªu

chuÈn ho¸ phiªn b¶n cña hÖ thèng nµy víi tªn gäi lµ UMTS (Universal Mobile

Telecommunication System: HÖ thèng viÔn th«ng di ®éng toµn cÇu). HÖ thèng

míi nµy lµm viÖc ë d¶i tÇn 2GHz vµ cung cÊp nhiÒu lo¹i dÞch vô bao gåm tõ

c¸c dÞch vô tho¹i, sè liÖu tèc ®é thÊp hiÖn cã ®Õn c¸c dÞch vô sè liÖu tèc ®é

cao, video vµ truyÒn thanh. Tèc ®é cùc ®¹i cña ng−êi sö dông cã thÓ lªn tíi

2Mbps. Tèc ®é cùc ®¹i nµy chØ cã ë c¸c « pico trong nhµ, cßn c¸c dÞch vô víi

tèc ®é 14,4Kbps sÏ ®−îc ®¶m b¶o cho th«ng tin di ®éng th«ng th−êng ë c¸c «

macro. Ng−êi ta còng ®ang nghiªn cøu c¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ

thø t− cã tèc ®é cho ng−êi sö dông kho¶ng 2Gbps. ë hÖ thèng di ®éng b¨ng

réng (MBS) th× c¸c sãng mang ®−îc sö dông ë c¸c b−íc sãng mm, ®é réng

b¨ng tÇn 64MHz vµ dù kiÕn sÏ n©ng tèc ®é cña ng−êi sö dông ®Õn STM-1 [1].

HiÖn nay, trªn c¸c quèc trªn thÕ giíi ë hÇu hÕt c¸c n−íc ®· triÓn khai hÖ

thèng di ®éng 3G. Theo thèng kª cña hai h·ng Informa Telecom & Media vµ

WCIS and 3G America, hiÖn nay cã 181 h·ng cung cÊp dÞch vô trªn 77 quèc

gia ®· ®−a vµo khai th¸c dÞch vô c¸c m¹ng di ®éng thÕ hÖ 3 cña m×nh. Víi hÖ

thèng di ®éng 3.5G (HSDPA) th× cã ®Õn 135 h·ng cung cÊp dÞch vô trªn 63

quèc gia ®· cung cÊp c¸c dÞch vô cña hÖ thèng di ®éng 3.5G. HÖ thèng tiÒn

4G (Pre-4G) lµ WiMax còng ®· ®−îc triÓn khai vµ ®−a vµo khai th¸c dÞch vô ë

mét sè thµnh phè nh− London, New York vµo quý 2 n¨m 2007.

ë n−íc ta, cïng víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña th«ng tin liªn l¹c nãi

chung trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y th«ng tin di ®éng ra ®êi nh− mét tÊt yÕu

kh¸ch quan nh»m ®¸p øng nhu cÇu trao ®æi th«ng tin trong thêi kú ®æi míi

cña ®Êt n−íc. Vµo thêi kú ban ®Çu, xuÊt hiÖn mét sè m¹ng th«ng tin di ®éng

nh− m¹ng nh¾n tin ABC, m¹ng nh¾n tin toµn quèc... cã tÝnh chÊt thö nghiÖm

cho c«ng nghÖ th«ng tin di ®éng ë ViÖt Nam. Sau ®ã, vµo th¸ng 3/1993, m¹ng

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

16

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

®iÖn tho¹i di ®éng MobiFone sö dông kü thuËt sè GSM ®· ®−îc triÓn khai vµ

chÝnh thøc ®−a vµo ho¹t ®éng ë ViÖt Nam víi c¸c thiÕt bÞ cña h·ng

ALCATEL. Th¸ng 6/1996, m¹ng Vinaphone ra ®êi vµ cïng tån t¹i song song

víi m¹ng VMS. N¨m 2003, m¹ng S-Phone sö dông c«ng nghÖ CMDA cña

Saigon Postel ®−a vµo khai th¸c. §Õn n¨m 2004, m¹ng GSM cña Viettel còng

chÝnh thøc ®−a vµo ho¹t ®éng. Vµ gÇn ®©y, EVN Telecom, Hµ Néi Telecom

còng ®−a vµo khai th¸c m¹ng di ®éng thÕ hÖ thø ba. Trong hai n¨m gÇn ®©y,

sè thuª bao cña c¸c m¹ng nµy ®ang t¨ng rÊt nhanh.

2.1.2 Lé tr×nh ph¸t triÓn cña th«ng tin di ®éng

Thêi kú ®Çu, khi míi triÓn khai, hÖ thèng di ®éng thÕ hÖ thø nhÊt míi chØ

cung cÊp cho ng−êi sö dông dÞch vô tho¹i, nh−ng nhu cÇu vÒ truyÒn sè liÖu

t¨ng lªn ®ßi hái c¸c nhµ khai th¸c m¹ng ph¶i n©ng cÊp rÊt nhiÒu tÝnh n¨ng míi

cho m¹ng vµ cung cÊp c¸c dÞch vô gi¸ trÞ gia t¨ng trªn c¬ së khai th¸c m¹ng

hiÖn cã. Tõ ®ã c¸c nhµ khai th¸c ®· ph¶i triÓn khai c¸c hÖ thèng di ®éng 2G,

2.5G ®Ó cung cÊp dÞch vô truyÒn sè liÖu tèc ®é cao h¬n. Cïng víi Internet,

Intranet ®ang trë thµnh mét trong nh÷ng ho¹t ®éng kinh doanh ngµy cµng

quan träng, mét trong c¸c ho¹t ®éng nµy lµ x©y dùng c¸c c«ng së v« tuyÕn ®Ó

kÕt nèi c¸c c¸n bé “di ®éng” víi xÝ nghiÖp hoÆc c«ng së cña hä. Ngoµi ra,

tiÒm n¨ng to lín ®èi víi c¸c c«ng nghÖ míi lµ cung cÊp trùc tiÕp tin tøc vµ c¸c

th«ng tin kh¸c cho c¸c thiÕt bÞ v« tuyÕn sÏ t¹o ra c¸c nguån lîi nhuËn míi cho

nhµ khai th¸c. Do vËy, ®Ó ®¸p øng ®−îc c¸c dÞch vô míi vÒ truyÒn th«ng m¸y

tÝnh vµ h×nh ¶nh, ®ång thêi ®¶m b¶o tÝnh kinh tÕ th× hÖ thèng th«ng tin di ®éng

thÕ hÖ thø hai (GSM, PDC, IS-136 vµ cdmaOne) ®· tõng b−íc chuyÓn ®æi sang

hÖ thèng th«ng tin di ®éng thÕ hÖ thø ba. Khi mµ nhu cÇu vÒ c¸c dÞch vô ®a

ph−¬ng tiÖn chÊt l−îng cao t¨ng m¹nh, mµ tèc ®é cña hÖ thèng 3G hiÖn t¹i

kh«ng ®¸p øng ®−îc th× c¸c tæ chøc viÔn th«ng trªn thÕ giíi ®· nghiªn cøu vµ

chuÈn hãa hÖ thèng di ®éng 4G.

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

17

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

Lé tr×nh ph¸t triÓn cña th«ng tin di ®éng tõ thÕ hÖ thø nhÊt ®Õn thÕ hÖ thø

t− ®−îc m« t¶ ë h×nh 2.1.

H×nh 2.1: Lé tr×nh ph¸t triÓn cña th«ng tin di ®éng [1]

Trong ®ã:

+ TACS (Total Access Communication System): HÖ thèng th«ng tin truy

nhËp tæng thÓ.

+ NMT900 (Nordic Mobile Telephone 900): HÖ thèng ®iÖn tho¹i di ®éng

B¾c ¢u b¨ng tÇn 900MHz.

+ AMPS (Advanced Mobile Phone Service): DÞch vô ®iÖn tho¹i di ®éng

tiÕn.

+ SMR (Specialized Mobile Radio): V« tuyÕn di ®éng chuyªn dông.

+ GSM(900) (Global System for Mobile): HÖ thèng th«ng tin di ®éng

toµn cÇu b¨ng tÇn 900MHz.

+ GSM(1800): HÖ thèng GSM b¨ng tÇn 1800MHz.

+ GSM(1900): HÖ thèng GSM b¨ng tÇn 1900MHz.

+ IS-136 (Interim Standard – 136): Tiªu chuÈn th«ng tin di ®éng TDMA

c¶i tiÕn do AT&T ®Ò xuÊt.

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

18

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

+ IS-95 (CDMA) (Interim Standard – 95 CDMA): Tiªu chuÈn th«ng tin di

®éng CDMA c¶i tiÕn cña Mü (do Qualcomm ®Ò xuÊt).

+ GPRS (Genneral Packet Radio System): HÖ thèng v« tuyÕn gãi chung.

+ EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution): Nh÷ng tèc ®é sè

liÖu t¨ng c−êng ®Ó ph¸t triÓn GSM.

+ cdma2000 1x: HÖ thèng cdma2000 giai ®o¹n 1.

+ WCDMA (Wideband CDMA): HÖ thèng CDMA b¨ng réng.

+ cdma2000 Mx: HÖ thèng cdma2000 giai ®o¹n 2 [1].

+ HSPA (High Speed Packet Access): HÖ thèng di ®éng truy cËp gãi tèc

®é cao. HÖ thèng HSPA ®−îc chia thµnh 3 c«ng nghÖ sau:

- HSDPA (High Speed Downlink Packet Access): HÖ thèng truy cËp

gãi ®−êng xuèng tèc ®é cao.

- HSUPA (High Speed Uplink Packet Access): HÖ thèng truy cËp gãi

®−êng lªn tèc ®é cao.

- HSODPA (High Speed OFDM Packet Access): HÖ thèng truy cËp

gãi OFDM tèc ®é cao.

+ Pre-4G: c¸c hÖ thèng tiÒn 4G, gåm cã WiMax vµ WiBro (Mobile

Wimax).

+ WiMax: Worldwide Interoperability for Microwave Access

+ WiBro: Wireless Broadband System: HÖ thèng b¨ng réng kh«ng d©y

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

19

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

2.2. Tæng kÕt c¸c thÕ hÖ th«ng tin di ®éng

B¶ng 2.1 tr×nh bµy mét sè nÐt chÝnh cña c¸c c«ng nghÖ th«ng tin di ®éng tõ

1G ®Õn 4G [1].

B¶ng 2.1. Tæng kÕt c¸c thÕ hÖ th«ng tin di ®éng

ThÕ hÖ th«ng

tin di ®éng

HÖ thèng

AMPS,

TACS, NMT

DÞch vô chung

Chó thÝch

FDMA, t−¬ng tù

ThÕ hÖ 1 (1G)

Tho¹i

Chñ yÕu cho

GSM, IS-136, tho¹i kÕt hîp víi TDMA hoÆc CDMA, c«ng

ThÕ hÖ 2 (2G)

IS-95

dÞch vô b¶n tin

ng¾n

nghÖ sè, b¨ng hÑp (8-13 kbps)

TDMA (kÕt hîp nhiÒu khe

thêi gian hoÆc tÇn sè) hoÆc

CDMA, sö dông phæ chång

lªn phæ tÇn cña hÖ thèng 2G,

t¨ng c−êng truyÒn sè liÖu gãi.

Tèc ®é tèi ®a ®¹t 144kbps.

Chñ yÕu vÉn lµ

tho¹i, dÞch vô sè

liÖu gãi tèc ®é

GPRS,

EDGE,

ThÕ hÖ 2+

(2.5G)

cdma2000 1x thÊp vµ trung

b×nh

CDMA, CDMA/ TDMA, b¨ng

dÉn réng, riªng cdma2000 1x EV

cdma2000 1x TruyÒn

EV DO/DV, tho¹i vµ dÞch vô sö dông phæ chång lªn phæ

ThÕ hÖ 3 (3G)

cdma2000,

WCDMA

sè liÖu

ph−¬ng tiÖn

®a cña hÖ thèng 2G. Tèc ®é tèi ®a

®−êng xuèng 2Mbps, ®−êng

lªn 384kbps.

Ph¸t triÓn tõ 3G, CDMA/HS-

DSCH.

TÝch hîp tho¹i, HSPDA cho tèc ®é tèi ®a

dÞch vô sè liÖu ®−êng

xuèng 14.4Mbps,

vµ ®a ph−¬ng HSUPA cã tèc ®é ®−êng lªn

tiÖn tèc ®é cao. tèi ®a 5.7Mbps, HSOPA cho

tèc ®é Downlink/Uplink tèi ®a

HSDPA

HSUPA

HSOPA

ThÕ hÖ 3+

(3.5G)

lµ 200Mbps/100Mbps.

OFMA, MC/DS-CDMA, tèc

TruyÒn

tho¹i, sè liÖu, ®a nhµ lµ 5Gbps, 100Mbps m«i

dÉn ®é tèi ®a ë m«i tr−êng trong

ThÕ hÖ 4 (4G) 4G

ph−¬ng tiÖn tèc tr−êng ngoµi trêi trªn ®èi

®é cùc cao.

t−îng chuyÓn ®éng nhanh

(250km/h).

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

20

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

Ch−¬ng 3. hÖ thèng TH¤NG TIN di ®éng 4G

3.1 Tæng quan vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

3.1.1 Giíi thiÖu chung

HÖ thèng di ®éng thÕ hÖ thø t− (4G) dù kiÕn sÏ ®−a vµo sö dông, khai

th¸c vµo kho¶ng n¨m 2012. Víi sù ®ét ph¸ vÒ tèc ®é vµ dung l−îng, hÖ thèng

th−êng nhËt, c«ng viÖc còng nh− cã sù t¸c ®éng lín ®Õn lèi sèng cña chóng ta

trong t−¬ng lai gÇn. Cô thÓ h¬n trong tõng khÝa c¹nh cña cuéc sèng ®−îc tr×nh

bµy d−íi ®©y.

Trong gi¸o dôc, nghÖ thuËt, khoa häc

Nhê cã sù −u viÖt cña hÖ thèng 4G, sù tiªn tiÕn cña thiÕt bÞ ®Çu cuèi, häc

sinh, sinh viªn, c¸c nhµ nghiªn cøu khoa häc cã thÓ trao ®æi th«ng tin h×nh

¶nh, tho¹i, vµ c¸c th«ng tin cÇn thiÕt cho viÖc häc tËp, nghiªn cøu mµ kh«ng

cã rµo c¶n nµo vÒ kho¶ng c¸ch còng nh− ng«n ng÷. ThiÕt bÞ ®Çu cuèi di ®éng

cña hÖ thèng di ®éng thÕ hÖ 4G (®iÖn tho¹i cÇm tay, ®ång hå ®eo tay ...) cã

tÝch hîp camera, cã chøc n¨ng th«ng dÞch ng«n ng÷ tù ®éng gióp hä trao ®æi

th«ng tin trùc tiÕp, häc sinh, sinh viªn cã thÓ nhËn nh÷ng chØ dÉn tõ gi¸o viªn

tõ xa ....

Gi¶i trÝ

HÖ thèng di ®éng 4G ®−îc sö dông cho hÖ thèng t¶i néi dung, trß ch¬i vµ

n¬i nµo trªn hÖ thèng. Nh÷ng néi dung cùc k× phong phó ®a d¹ng vÒ nh¹c vµ

gian nµo.

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

21

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

TruyÒn th«ng h×nh ¶nh

HÖ thèng di ®éng 4G còng ®−îc øng dông trong viÖc trao ®æi th«ng tin

gi÷a c¸c ®iÓm c¸ch xa nhau. Mét ®o¹n phim cña mét sù kiÖn thÓ thao cã thÓ

®−îc göi bëi m¸y quay g¾n trªn mét m¸y thu ph¸t cÇm tay vµ ®−îc göi ®i tøc

thêi cho c¸c thµnh viªn trong gia ®×nh ë n−íc ngoµi hoÆc ë xa.

Th−¬ng m¹i di ®éng

HÖ thèng di ®éng 4G ®−îc øng dông trong trao ®æi vµ tho¶ thuËn mua

b¸n hµng ho¸. B»ng c¸ch ®¬n gi¶n lµ gi÷ thiÕt bÞ di ®éng cÇm tay theo tÊm

qu¶ng c¸o hoÆc trªn t¹p chÝ, ng−êi sö dông cã thÓ thu ®−îc nh÷ng th«ng tin

liªn quan vÒ s¶n phÈm, tõ ®ã cã thÓ ®Æt hµng vµ thanh to¸n b»ng tµi kho¶n

th«ng qua thiÕt bÞ di ®éng.

Cuéc sèng th−êng nhËt

hµng hãa ®¾t tiÒn mét c¸ch an toµn vµ thanh to¸n b»ng tµi kho¶n th«ng qua

m¹ng di ®éng. D÷ liÖu ®−îc t¶i tõ c¸c thiÕt bÞ di ®éng cã thÓ ®−îc sö dông nh−

lµ c¸c thÎ thanh to¸n, thÎ ra vµo, thÎ thµnh viªn ... thay cho c¸c lo¹i thÎ c¸

(PassPort) .v.v. C¸c dÞch vô di ®éng còng ®−îc sö dông trong nhiÒu tr−êng

hîp cña cuéc sèng, vÝ dô nh− t¶i ch−¬ng tr×nh tivi trªn c¸c m¸y chñ ®Æt t¹i gia

®×nh lªn thiÕt bÞ di ®éng vµ xem chóng khi ®i ra ngoµi, hoÆc sö dông thiÕt bÞ

cÇm tay di ®éng ®Ó ®iÒu khiÓn Robot tõ xa.

Y tÕ vµ ch¨m sãc søc khoÎ

C«ng nghÖ di ®éng thÕ hÖ thø t− ®−îc sö dông trong y tÕ vµ ch¨m sãc søc

khoÎ. Nh÷ng d÷ liÖu vÒ søc khoÎ cã thÓ tù ®éng göi ®Õn bÖnh viÖn theo thêi

sÜ cã thÓ thùc hiÖn viÖc kiÓm tra søc khoÎ hoÆc xö lý tøc th× c¸c t×nh tr¹ng

khÈn cÊp.

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

22

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

§iÒu trÞ trong c¸c t×nh tr¹ng khÈn cÊp

Ph−¬ng tiÖn truyÒn th«ng di ®éng ®−îc sö dông cho cÊp cøu khÈn cÊp

ngay sau khi tai n¹n giao th«ng x¶y ra. VÞ trÝ cña vô tai n¹n sÏ ®−îc th«ng b¸o

trªn mµn h×nh. C¸c d÷ liÖu y tÕ còng ®−îc truyÒn ngay lËp tøc ®Õn c¸c xe cøu

th−¬ng hoÆc bÖnh viÖn th«ng qua m¹ng di ®éng.

øng dông trong th¶m häa thiªn tai

HÖ thèng di ®éng ®ãng vai trß lµ thiÕt bÞ th«ng tin quan träng trong

tr−êng hîp x¶y ra th¶m häa thiªn tai, cho phÐp truyÒn ®i h×nh ¶nh thùc tr¹ng

cña c¸c khu vùc x¶y ra th¶m ho¹. Do ®ã t¹i nh÷ng n¬i th¶m häa kh«ng diÔn

ra, tÊt c¶ l·nh ®¹o chÝnh phñ, c¸c nhµ qu¶n lý, c¸c ph−¬ng tiÖn truyÒn th«ng

3.1.2 C¸c dÞch vô hÖ thèng di ®éng 4G cung cÊp

DÞch vô cung cÊp th«ng tin y tÕ

H×nh 3.1. DÞch vô th«ng tin y tÕ [8]

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

23

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

Trong ®ã:

+ Service charge (paid from insurance): phÝ dÞch vô (thanh to¸n tõ b¶o

hiÓm).

t×nh tr¹ng søc kháe

+ Introduction to doctors, provision of adequate medicine: h−íng dÉn tõ

b¸c sü, cung cÊp thuèc thÝch hîp.

+ Hospital/drug store: bÖnh viÖn/kho thuèc

DÞch vô cung cÊp th«ng tin y tÕ sÏ cung cÊp cho kh¸ch hµng nh÷ng th«ng

tin chÝnh x¸c vµ ®Çy ®ñ vÒ t×nh tr¹ng søc kháe. Kh¸ch hµng sÏ nhËn ®−îc chØ

dÉn, ®¬n thuèc cña b¸c sü khi cã sù thay ®æi vÒ t×nh tr¹ng søc kháe tõ trung

truy cËp th«ng tin vÒ søc kháe cña m×nh trªn thiÕt bÞ di ®éng [8].

ThËm chÝ trong dÞch vô nµy víi c«ng nghÖ ®iÒu trÞ gen tiªn tiÕn, kh¸ch

hµng cã thÓ t¶i nh÷ng th«ng tin vÒ gen cña hä ngay lËp tøc ®Ó cã nh÷ng biÖn

ph¸p ®iÒu trÞ thÝch hîp.

DÞch vô cung cÊp néi dung tiªn tiÕn

§¬n gi¶n, ng−êi dïng cho biÕt tªn cña video (kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i chÝnh

x¸c, cã thÓ m¬ hå còng ®−îc) mµ hä lùa chän (ch−¬ng tr×nh ti vi ®· ph¸t, tin

tøc, kÞch, ®iÖn ¶nh, hoÆc hoµ nh¹c …) th«ng qua yªu cÇu b»ng lêi tho¹i, ng−êi

sö dông cã thÓ xem ch−¬ng tr×nh video m×nh thÝch trªn thiÕt bÞ di ®éng ®Çu

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

24

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

NÕu ng−êi dïng muèn xem phim ë r¹p chiÕu phim th× cã thÓ ®Æt chç

tr−íc vµ còng cã thÓ mua vÐ ®iÖn tö. Nh÷ng video còng cã thÓ ®−îc chiÕu trªn

tµu, trªn mét thiÕt bÞ kÝnh ®eo m¾t cã kh¶ n¨ng hiÓn thÞ h×nh ¶nh.

H×nh 3.2. HÖ thèng cung cÊp néi dung tiªn tiÕn [8]

Trong ®ã:

+ Movie info. search: t×m kiÕm th«ng tin phim

+ Ambigous search by voice: t×m kiÕm th«ng tin phim b»ng tho¹i

+ Ticket purchase: thÎ dÞch vô

+ Content streaming delivery: cung cÊp luång néi dung

+ Real media content distribution by compact high-density disc, memory

+ Movie distributor: nhµ cung cÊp phim

+ Content server: m¸y chñ néi dung

+ Service provider: nhµ cung cÊp dÞch vô

+ Seach server: m¸y chñ t×m kiÕm

+ Member DB: c¬ së d÷ liÖu thµnh viªn

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

25

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

HÖ thèng ®Þnh vÞ

H×nh 3.3. HÖ thèng ®Þnh vÞ [8]

Trong ®ã: + Monthly charge: phÝ dÞch vô hµng th¸ng

+ Location info: th«ng tin vÞ trÝ

+ Vehicle info: th«ng tin xe cé

+ Entertainment: gi¶i trÝ

+ Control info: th«ng tin ®iÒu khiÓn

+ Emergency info: th«ng tin khÈn cÊp

+ Logistics Info: th«ng tin hËu cÇn

+ Service provider: nhµ cung cÊp dÞch vô

+ Content provider: nhµ cung cÊp néi dung

+ Right holder: ng−êi gi÷ b¶n quyÒn

+ Content charge: phÝ néi dung

mét chiÕc xe ®ang chuyÓn ®éng. Nh÷ng th«ng tin nµy sÏ ®−îc cung cÊp mét

c¸ch hîp lý phô thuéc thêi gian, ®Þa ®iÓm vµ tÝnh chÊt ng−êi sö dông.

- DÞch vô th«ng tin ®Þnh vÞ (dÞch vô ®Þnh vÞ, chØ dÉn tuyÕn ®−êng, th«ng

tin giao th«ng…)

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

26

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

- DÞch vô th«ng tin xe cé (th«ng tin xe «t«, th«ng tin ®iÒu chØnh ®éng c¬

xe …)

- DÞch vô gi¶i trÝ (radio, ch−¬ng tr×nh truyÒn h×nh, .v.v.)

- DÞch vô ®iÒu khiÓn (®iÒu khiÓn xe trong sù kiÖn ®éng ®Êt, tai n¹n …)

- DÞch vô khÈn cÊp (tai n¹n, èm ®au bÊt ngê…) [8].

DÞch vô ®Æt hµng di ®éng

H×nh 3.4. HÖ thèng ®Æt hµng di ®éng [8]

Trong ®ã:

+ Inquiry purchase application: yªu cÇu mua øng dông

+ Product Info/Ads: th«ng tin s¶n phÈm/ qu¶ng c¸o

+ Commission: hoa hång

+ Application info: th«ng tin øng dông

+ Product info: th«ng tin s¶n phÈm

+ Platform provider: nhµ cung cÊp nÒn t¶ng

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

27

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

+ Ad cost: chi phÝ qu¶ng c¸o

+ Server utilization fee: phÝ sö dông server.

+ Manufacturer: nhµ s¶n xuÊt

+ Seller: ng−êi b¸n hµng

+ Transporter: h·ng vËn chuyÓn

Cho phÐp ®Æt mua c¸c s¶n phÈm hay thu thËp th«ng tin vÒ s¶n phÈm mét

c¸ch dÔ dµng nhê thiÕt bÞ ®Çu cuèi di ®éng th«ng qua t¹p chÝ, s¸ch b¸o, ¸p

phÝch … hay c¸c h×nh ¶nh.

Th«ng tin liªn quan tíi s¶n phÈm ®ã (video, ®Æc tÝnh kü thuËt) sÏ ®−îc tù

d−íi d¹ng c¸c h×nh ¶nh 3 chiÒu (3D). Ng−êi sö dông cã thÓ ®Æt hµng s¶n phÈm

ngay lËp tøc, viÖc thanh to¸n b»ng tµi kho¶n ®−îc thùc hiÖn qua thiÕt bÞ ®Çu

cuèi di ®éng cña hä. ViÖc sö dông chøng thùc b»ng vâng m¹c gióp cho viÖc

®Æt mua c¸c s¶n phÈm cã gi¸ trÞ trë nªn ®¬n gi¶n, an toµn mµ kh«ng cÇn bÊt

kú sù b¶o vÖ nµo.

Qu¶n lý thùc phÈm

DÞch vô hç trî cho ng−êi sö dông cã thÓ truy cËp tíi tñ l¹nh gia ®×nh

b»ng thiÕt bÞ ®Çu cuèi di ®éng tõ bªn ngoµi - ®Ó thÊy ®−îc thùc phÈm nµo vÉn

cßn, thùc phÈm nµo hÕt. Vµ nhê h×nh ¶nh hiÓn thÞ ng−êi dïng cã thÓ biÕt h¹n

sö dông cña thøc ¨n cßn hay kh«ng. Ng−êi sö dông còng cã thÓ t×m ®−îc c¸c

c«ng thøc cña thùc ®¬n hä sÏ nÊu sö dông c¸c thùc phÈm cã s½n trong tñ l¹nh

th«ng qua thiÕt bÞ ®Çu cuèi di ®éng ®ã. Thùc phÈm nµo thiÕu sÏ ®−îc hiÖn ra

trªn mµn h×nh, vµ nÕu ®Æt hµng chóng sÏ ®−îc göi tíi nhµ vµo buæi tèi.

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

28

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

H×nh 3.5. HÖ thèng qu¶n lý thùc phÈm [8]

+ Service register/entry fee: phÝ ®¨ng ký dÞch vô

+ Food purchase charge: phÝ mua thùc phÈm

+ Billing for purchase: hãa ®¬n b¸n hµng

+ Payment: thanh to¸n

+ User membership DB: c¬ së d÷ liÖu thµnh viªn

+ Order placement: s¾p xÕp ®Æt hµng

+ Supermarket, convenience store, shopping arcade: siªu thÞ, kho hµng ...

DÞch vô b¶o hiÓm rñi ro

Khi mét ai ®ã bÞ kÑt trong ®èng ®æ n¸t trong mét trËn ®éng ®Êt quy m«

lín, kh¶ n¨ng cña m¹ng ®iÖn tho¹i di ®éng cã thÓ cung cÊp chÝnh x¸c th«ng

tin nh− vÞ trÝ cña ng−êi ®ã – thiÕt bÞ ®Çu cuèi lu«n lu«n ®−îc kÕt nèi Internet

trõ khi nã bÞ háng – vµ lu«n s½n sµng nh÷ng ho¹t ®éng gi¶i cøu mét c¸ch

nhanh chãng.

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

29

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

H×nh 3.6. HÖ thèng b¶o hiÓm rñi ro [8]

Trong ®ã:

+ Rescue, paramedics: cøu hé, cøu hé y tÕ

+ Service provider: nhµ cung cÊp dÞch vô

+ Platform provider: nhµ cung cÊp nÒn t¶ng

+ Disaster site (user): khu vùc x¶y ra thiªn tai

+ Displays current location and destination: hiÓn thÞ vÞ trÝ hiÖn t¹i

+ Designate wanted area thru pen input: chØ ®Þnh vïng cÇn kiÓm so¸t

(b»ng bót c¶m øng)

+ Terminal location is indicated in blinks: vÞ trÝ thiÕt bÞ ®Çu cuèi ®−îc chØ

ra tøc thêi

+ Contact family using personal info: liªn l¹c víi gia ®×nh nhê th«ng tin

c¸ nh©n

+ Obtain medical record from home doctor using personal info: cã ®−îc

+ Disaster insurance premium: phÝ b¶o hiÓm thiªn tai

+ Insurance premium: phÝ b¶o hiÓm

+ Notifies location by ring tone: th«ng b¸o vÞ trÝ b»ng nh¹c chu«ng

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G

LuËn v¨n tèt nghiÖp

30

Cao häc XLTT-TT 2005-2007

DÞch vô hµnh chÝnh (qu¶n lý) di ®éng

H×nh 3.7. HÖ thèng qu¶n lý di ®éng [8]

Kh¸ch hµng cã thÓ truy cËp th«ng tin vµ nhËn ®−îc nhiÒu dÞch vô hµnh

chÝnh kh¸c nhau tõ chÝnh quyÒn quèc gia/®Þa ph−¬ng trªn mét thiÕt bÞ ®Çu

cuèi di ®éng t¹i nhµ hoÆc t¹i c«ng së.

- øng dông cho c¸c tµi liÖu/v¨n b»ng kh¸c nhau

- Tr¶ thuÕ, ®−a ra thuÕ thu nhËp.

- Ph¸t hµnh s¸ch ch¨m sãc søc khoÎ cho s¶n phô, ®−a ra b¸o c¸o vÒ sinh

s¶n, øng dông cho kiÓm tra søc khoÎ cña trÎ, vµ c¸c dÞch vô søc khoÎ

kh¸c.

- Bá phiÕu bÇu cö.

3.2 M« h×nh tham chiÕu hÖ thèng di ®éng 4G

3.2.1 Bèn miÒn cña m« h×nh tham chiÕu

M« h×nh tham chiÕu cho c¸c hÖ thèng di ®éng 4G m« t¶ theo ph−¬ng

diÖn m¹ng trªn h×nh 3.8. HÖ thèng di ®éng 4G bao gåm bèn miÒn sau: dÞch vô

vµ øng dông, nÒn t¶ng dÞch vô, m¹ng lâi chuyÓn m¹ch gãi, vµ truy cËp v«

tuyÕn míi. HÖ thèng di ®éng 4G cã 3 ®Æc tr−ng sau:

Nghiªn cøu vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng 4G