CHƯƠNG I: TỔNG QAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

CHƯƠNG I: TỔNG QAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

1.1 Lịch sử phát triển của mạng thông tin di động.

Vào những năm 1980,các hệ thống này sử dụng điều chế song công với công nghệ truy cập phân chia theo tần số(FDMA). Tuy nhiên sau một thời gian sử dụng, người ta nhận thấy rằng các hệ thống này không thể đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người sử dụng vào tương lai, nếu không loại bỏ các hạn chế của các hệ thống này như:

- Phân bổ tần số hạn chế, dung lượng thấp.

- Thoại ồn, nhiễu xảy ra khi di chuyển máy di động.

- Giá thành thiết bị cao, cơ sở hạ tầng phức tạp yêu cầu cao...

- Tính bảo mật cuộc gọi không cao.

- Không đảm bảo, đáp ứng nhu cầu dịch vụ của khách hàng.

- Không tương thích với các hệ thống khác nhau.

Khi mà kỹ thuật số được ứng dụng vào đã giải quyết được một số vấn đề, tăng chất lượng, tăng dung lượng của hệ thống .

Quan niệm “ Cellular “ bắt đầu cuối những năm 40 với Bell.Thay vì dung mô hình quảng bá với máy phát công suất lớn và anten cao là những cell diện tích bé có máy phát BTS công suất nhỏ, khi mà các cell ở khoảng cách đủ xa thì có thể sử dụng lại cùng một tần số. Tháng 12-1971 hệ thống cellular kỹ thuật tương tự ra đời FM ở dải 850MHz. Tương ứng là sản phẩm thương nghiệp AMPS ra đời năm 1983. Đến đầu những năm 90, thế hệ đầu tiên của thong tin di động Cellular đã bao gồm hàng loạt hệ thống ở các nước khác nhau: TASC, NMTS, NAMTS, C,..v.v tuy nhiên nững hệ thống này dung lượng còn thấp và một số vấn đề cần khắc phục .

Ưu điểm cơ bản của hệ thống Cellular như sau:

- Sử dụng kỹ thuật điều chế số tiên tiến nên hiệu suất sử dụng phổ tần cao hơn.

- Mã hóa số tín hiệu thoại với tốc độ bít ngày càng thấp, cho phép ghép nhiều kênh thoại hơn vào dòng bit tốc độ chuẩn.

- Giảm tỷ lệ tin tức báo hiệu, dành tỷ lệ lớn hơn cho tin tức người sử dụng.

- Áp dụng kỹ thuật mã hóa kênh và mã hóa nguồn của truyền dẫn số.

- Hệ thống số chống nhiễu kênh chung CCI (Cochannel Interfernce) và nhiễu kênh kề ACI ( Adjacent – Channel Interference) hiệu quả hơn từ đó làm tăng dung lượng hệ thống

- Điều khiển động trong việc cấp phát kênh liên lạc làm cho sử dụng phổ tần số hiệu quả hơn.

- Có nhiều dịch vụ mới: nhận thực, số liệu, mật mã ,kết nối với ISDN.

- Điều khiển truy cập và chuyển giao hoàn hảo hơn. Dung lượng tăng, diện tích cell nhỏ đi, chuyển giao nhiều hơn,Báo hiệu tất bật đều dễ dãng xử lý bằng phương pháp số.

Hệ thống thông tin di động tế bào thế hệ thứ hai có ba tiêu chuẩn chính : GMS, IS - 54 (bao gồm cả tiêu chuẩn AMPS) , JDC .

Tuy nhiên các hệ thông thông tin di động thế hệ thứ hai cũng tồn tại một số nhược điểm như sau: Độ rộng dải thông băng tần của hệ thống là bị hạn chế nên việc ứng dụng các dịch vụ dữ liệu bị hạn chế, không thể đáp ứng được các yêu cầu phát triển cho các dịch vụ thông tin di động đa phương tiện cho tương lai, đồng thời tiêu chuẩn cho các hệ thống thế hệ thứ hai là không thống nhất do Mỹ và Nhật sử dụng TDMA băng hẹp còn Châu Âu sử dụng TDMA băng rộng nhưng cả 2 hệ thống này đều có thể được coi như là sự tổ hợp của FDMA và TDMA vì người sử dụng thực tế dùng các kênh được ấn định cả về tần số và các khe thời gian trong băng tần. Do đó việc thực hiện chuyển mạng toàn cầu gặp phải nhiều khó khăn .

Bắt đầu từ những năm cuối thế thập niên 90 hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba ra đời bằng kỹ thuật đa truy nhập CDMA và TDMA cải tiến. Lý thuyết về CDMA đã được xây dựng từ những năm 1950 và được áp dụng trong thông tin quân sự từ những năm 1960. Cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn và lý thuyết thông tin trong những năm 1980, CDMA đã được thương mại hóa từ phương pháp thu GPRS và Ommi-TRACKS, phương pháp này cũng đã được đề xuất trong hệ thống tổ ong của QUALCOM-Mỹ vào năm 1990.

Trong thông tin CDMA thì nhiều người sử dụng chung thời gian và tần số, mã PN (tạp âm giả ngẫu nhiên) với sự tương quan chéo thấp được ấn định cho mỗi người sử dụng. Người sử dụng truyền tín hiệu nhờ trải phổ tín hiệu truyền có sử dụng mã PN đã ấn định. Đầu thu tạo ra một dãy giả ngẫu nhiên như ở đầu phát và khôi phục lại tín hiệu dự định nhờ việc trải phổ ngược các tín hiệu đồng bộ thu được.

So với hai hệ thống thông tin di động thứ nhất và thứ hai thì hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba là hệ thống đa dịch vụ và đa phương tiện được phủ khắp toàn cầu. Một trong những đặc điểm của nó là có thể chuyển mạng, hoạt động mọi lúc, mọi nơi là đều thực hiện được. Điều đó có nghĩa là mỗi thuê bao di động đều được gán một mã số về nhận dạng thông tin cá nhân, khi máy ở bất cứ nơi nào, quốc gia nào trên thế giới đều có thể định vị được vị trí chính xác của thuê bao. Ngoài ra hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba là một hệ thống đa dịch vụ, thuê bao có thể thực hiện các dịch vụ thông tin dữ liệu cao và thông tin đa phương tiện băng rộng như: hộp thư thoại, truyền Fax, truyền dữ liệu, chuyển vùng quốc tế, Wap (giao thức ứng dụng không dây)... để truy cập vào mạng Internet, đọc báo chí, tra cứu thông tin, hình ảnh... Do đặc điểm băng tần rộng nên hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba còn có thể cung cấp các dịch vụ truyền hình ảnh, âm thanh, cung cấp các dịch vụ điện thoại thấy hình...

Năm 1996, một phần người Mỹ có điện thoại di động, còn hệ thống điện thoại công sở vô tuyến đã bao gồm 40 triệu máy, trên 60 triệu điện thoại kéo dài được dung, dịch vụ PCS thương mại đã áp dụng ở Washington. Trong các năm qua, các máy điện thoại di động đã giảm kích thước, trọng lượng và giá thành của các thiết bị đầu cuối đều giảm .

1.2. Các hệ thống thông tin di động.