rất quan trọng không thể thiếu được, nó quyết định nhiều mặt hoạt động của xã
hội, giúp con người nắm bắt nhanh chóng các giá trị văn hoá, kinh tế, khoa học
kỹ thuật rất đa dạng và phong phú.

Bằng những bước phát triển thần kỳ, các thành tựu công nghệ Điện Tử –

Tin Học – Viễn Thông

làm thay đổi cuộc sống con người từng giờ từng phút ,

nó tạo ra một trào lưu "Điện Tử – Tin Học – Viễn Thông " trong mọi lĩnh vực ở
thế kỷ 21.

Lĩnh vực Thông Tin Di Động cũng không nằm ngoài trào lưu đó. Cùng

với nhiều công nghệ khác nhau Thông Tin Di Động đang không ngừng phát
triển đáp ứng nhu cầu thông tin ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng,
tạo nhiều thuận lợi về thời gian cũng như không gian. Chắc chắn trong tương
lai Thông Tin Di Động sẽ được hoàn thiện nhiều hơn nữa để thoả mãn nhu cầu
thông tin tự nhiên của con người.

Trên cơ sở những kiến thức đã tích luỹ được qua 5 năm học tập chuyên

ngành Điện Tử – Viễn Thông tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và hơn
một tháng thực tập tại phòng kỹ thuật công ty thông tin di động VMS, tôi đã
hoàn thành bản báo cáo thực tập tốt nghiệp này.

Để hoàn thành bản báo cáo này tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo

TS. Phạm Công Hùng đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực tập
tốt nghiệp.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của trưởng phòng

Đỗ Vũ Anh cùng các cán bộ phòng kỹ thuật trong suốt quá trình thực tập .

b¸o c¸o thùc tËp

CHƯƠNG 1. CẤU HÌNH MẠNG GSM

1.1 Giới thiệu chung về mạng thông tin di động GSM

1.1.1. Vài nét lịch sử về mạng GSM

Hệ thống thông tin di động từ lâu đã là một ước mơ lớn của con người,

và ước mơ này đã trở thành hiện thực ngay khi kỹ thuật cho phép. Sự thực hiện
đầu tiên bằng sóng vô tuyến được thực hiện từ cuối thế kỷ 19. Tuy nhiên, việc
đưa hệ thống thông tin di động vào phục vụ chỉ được thực hiện sau chiến tranh
thế giới lần thứ 2, khi mà công nghệ điện tử cho phép. Đó là một dịch vụ thông
tin đặc biệt, nó cho phép nối thông các cuộc gọi không cần dây dẫn. Ngay đó
ngay cả khi di chuyển, các thuê bao di động vẫn trao đổi thông tin được với
nhau. Do sự phát triển ngày càng cao của công nghệ điện tử và thông tin, mạng
thông tin ngày càng phổ biến, giá cả ngày một hạ và độ tin cậy ngày càng tăng
lên. Quá trình phát triển của mạng thông tin đã trải qua các giai đoạn sau:

- Giai đoạn thứ nhất: Sau 1946, khả năng phục vụ nhỏ, chất lượng

không cao, giá cả dắt.

- Giai đoạn thứ hai: Từ 1970 – 1979, cùng với sự phát triển của các

thiết bị điện tử tổ hợp cỡ lớn và các bộ vi xử lý, ta có thể thực hiện được một hệ
thống phức tạp hơn. Bởi vì vùng phủ sóng của anten phát của các máy di động
bị hạn chế nên hệ thống được chia thành một vài trạm nhận cho một trạm phát.

- Giai đoạn thứ ba: Từ1979 -1990, là mạng tổ ong tương tự. Các trạm

thu phát được đặt theo các ô tổ ong. Mạng này cho phép sử dụng lại tần số và
cho phép chuyển giao giữa các ô trong cuộc gọi. Các mạng điển hình là:

+ AMPS (Advanced Mobile Phone Service): được đưa vào hoạt động tại

Mỹ năm 1979.

+NMT ( Nordic Mobile Telephone): là hệ thống của các nước Bắc Âu

và được đưa vào sử dụng vào tháng 12/1981.

+TACS ( Total Access Communication System): được đưa vào phục vụ

tại Vương quốc Anh năm 1985.

Tất cả các mạng trên dựa trên mạng truyền điện thoại tương tự bằng

điều chế tần số. Chúng sử dụng tần số 450 hoặc 900 Mhz. Vùng phủ sóng của
nó chỉ ở mức quốc gia và phục vụ được vài trăm thuê bao. Hệ thống lớn nhất ở
Anh là TACS đạt hơn một triệu thuê bao vào năm 1990.

- Giai đoạn thứ tư: Từ đầu những năm 1980, sau khi các hệ thống

NMT đã hoạt động thành công thì nó cũng biểu hiện một số hạn chế. Một là do
yêu cầu cho dịch vụ di động quá lớn vượt qua con số mong đợi của các nhà
thiết kế hệ thống nên hệ thống này không đáp ứng được. Hai là các hệ thống
khác nhau đang hoạt động không thể phục vụ cho tất cả các thuê bao ở châu
Âu, nghĩa là thiết bị của mạng này không thể truy nhập vào mạng khác. Ba là
nếu thiết kế một mạng lớn phục vụ cho cả châu Âu thì không một nước nào có
thể đáp ứng được vì vốn đầu tư quá lớn. Tất cả những hạn chế trên dẫn đến một

b¸o c¸o thùc tËp

nhu cầu là phải thiết kế một hệ thống loại mới được làm theo kiểu chung để có
thể dùng cho nhiều nước. Năm 1988, viện tiêu chuẩn viễn thông châu âu –
ETSI (Europe Telecommunication Standard Institute) đã thành lập nhóm đặc
trách di động – GSM (Groupe Special Mobile). GSM còn có nghĩa là hệ thống
thông tin di động toàn cầu (Global System for Mobile Communication). GSM
là tiêu chuẩn điện thoại di động số toàn châu Âu sử dụng dải tần số 900Mhz.

Năm 1990, Vương quốc Anh đưa ra hệ thống DCS (Digital Cellular

System). DCS dựa trên hệ thống GSM với việc sử dụng tần số 1800Mhz.

Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ viễn thông

mới, các hệ thống thông tin di động đang tiến tới thế hệ thứ ba. Ở thế hệ thứ ba
này, các hệ thống thông tin di động có xu thế hoà nhập thành một tiêu chuẩn
duy nhất và có khả năng phục vụ ở tốc độ lên đến 2Mbit/s.

Ở Việt Nam, hệ thống thông tin di động số GSM được đưa vào từ năm

1993, hiện nay đang được hai công ty VMS và GPC khai thác rất hiệu quả.
Trong năm 2004 này công ty Vietel cũng sẽ cung cấp dịch vụ này.

1.1.2. Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng GSM

Hệ thống thông tin di động GSM cho phép chuyển vùng tự do của các

thuê bao trong châu Âu, có nghĩa là một thuê bao có thể thâm nhập sang mạng
của nước khác khi di chuyển qua biên giới. Trạm di động GSM – MS (GSM
Mobile Station) phải có khả năng trao đổi thông tin tại bất cứ nơi nào trong
vùng phủ sóng quốc tế.

•

Về khả năng phục vụ :

- Hệ thống được thiết kế sao cho MS có thể dùng được trong tất cả các

nước có mạng.

- Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất

cho các loại dịch vụ khác liên quan tới mạng số liên kết đa dịch vụ (ISDN).

- Tạo một hệ thống có thể phục vụ cho các MS trên các tầu viễn dương

như một mạng mở rộng cho các dịch vụ di động mặt đất.

•

Về chất lượng phục vụ và an toàn bảo mật:

- Chất lượng của thoại trong GSM phải ít nhất có chất lượng như các hệ

thống di động tương tự trước đó trong điều kiện vận hành thực tế.

- Hệ thống có khả năng mật mã hoá thông tin người dùng mà không ảnh

hưởng gì đến hệ thống cũng như không ảnh hưởng đến các thuê bao khác
không dùng đến khả năng này.

•

Về sử dụng tần số:

- Hệ thống cho phép mức độ cao về hiệu quả của dải tần mà có thể phục

vụ ở vùng thành thị và nông thôn cũng như các dịch vụ mới phát triển.

- Dải tần số hoạt động là 890-915 và 935-960 Mhz.
- Hệ thống GSM 900Mhz phải có thể cùng tồn tại với các hệ thống dùng

900Mhz trước đây.

•

Về mạng:

- Kế hoạch nhận dạng dựa trên khuyến nghị của CCITT.
- Kế hoạch đánh số dựa trên khuyến nghị của CCITT.
- Hệ thống phải cho phép cấu trúc và tỷ lệ tính cước khác nhau khi được

dùng trong các mạng khác nhau.

b¸o c¸o thùc tËp

- Trung tâm chuyển mạch và các thanh ghi định vị phải dùng hệ thống

báo hiệu được tiêu chuẩn hoá quốc tế.

- Chức năng bảo vệ thông tin báo hiệu và thông tin điều khiển mạng
phải

được cung cấp trong hệ thống.

1.2. Cấu trúc hệ thống GSM

Một hệ thống GSM có thể được chia thành nhiều phân hệ sau đây:

- Phân hệ chuyển mạch (SS: Switching Subsystem)
- Phân hệ trạm gốc (BSS: Base Station Subsystem)
- Phân hệ khai thác (OSS: Operation Subsystem)
- Trạm di động (MS: Mobile Station)

1.2.1. Phân hệ chuyển mạch SS

Hệ thống con chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính

của GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý
di động của thuê bao. Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa những
người sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác.

Hệ thống con chuyển mạch SS bao gồm các khối chức năng sau:
- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC: Mobile Services

Switching Center).

- Bộ ghi định vị tạm trú (VLR: Visitor Location Register)

BSS

AUC

HLR

MSC

VLR

EIR

BSC

BTS

OSS

ISDN

PSPD
N

CSPD
N

PSTN

PLMN

Hình 1. Mô hình hệ thống GSM

b¸o c¸o thùc tËp

- Bộ ghi định vị thường trú (HLR: Home Location Register)
- Trung tâm nhận thực (AUC: Authentication Center)
- Bộ nhận dạng thiết bị (EIR: Equipment Identity Register)
- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC: Gateway

Mobile Services Switching Center)

1.2.1.1. Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng MSC

Ở SS, chức năng chuyển mạch chính được MSC thực hiện. Nhiệm vụ

chính của MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những người sử dụng
mạng GSM. Một mặt MSC giao tiếp với phân hệ BSS, mặt khác nó giao tiếp
với mạng ngoài. MSC làm nhiệm vụ giao tiếp với mạng ngoài được gọi là
MSC cổng. Việc giao tiếp với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho người sử
dụng mạng GSM đòi hỏi cổng thích ứng (các chức năng tương tác IWF:
Interworking Function). SS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng các
khả năng truyền tải của các mạng này cho việc truyền tải số liệu của người sử
dụng hoặc báo hiệu giữa các phần tử của mạng GSM. MSC thường là một tổng
đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiển trạm gốc .

Để kết nối MSC với một số mạng khác, cần phải thích ứng các đặc điểm

truyền dẫn của GSM với các mạng này. Các thích ứng này được gọi là các chức
năng tương tác IWF (Interworking Function) bao gồm một thiết bị để thích
ứng giao thức và truyền dẫn. Nó cho phép kết nối với các mạng: PSPDN
(Packet Switched Public Data Network: mạng số liệu công cộng chuyển mạch
gói), hay CSPDN (Circuit Switched Public Data Network: mạng số liệu công
cộng chuyển mạch kênh), nó cũng tồn tại khi các mạng khác chỉ đơn thuần là
PSTN hay ISDN. IWF có thể được thực hiện trong cùng chức năng MSC hay
có thể ở thiết bị riêng, ở trường hợp hai thì giao tiếp giữa MSC và IWF được để
mở.

Để thiết lập một cuộc gọi đến người sử dụng GSM, trước hết cuộc gọi

phải được định tuyến đến một tổng đài cổng GMSC mà không cần biết đến
hiện thời thuê bao đang ở đâu. Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thông tin về
vị trí của thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở
thời điểm hiện thời (MSC tạm trú). Để vậy trước hêt các tổng đài cổng phải
dựa trên số thoại danh bạ của thuê bao để tìm đúng HLR cần thiết và hỏi HLR
này. Tổng đài cổng có một giao diện với các mạng bên ngoài với mạng GSM.
Về phương diện kinh tế, không phải bao giờ tổng đài cổng cũng đứng riêng mà
thường được kết hợp với MSC.

1.2.1.2. Bộ ghi định vị thường trú HLR

Là cơ sở dữ liệu quan trọng nhất của mạng GSM, lưu trữ các số liệu và

địa chỉ nhận dạng cũng như các thông số nhận thực của thuê bao trong mạng.
Các thông tin lưu trữ trong HLR gồm: nhận dạng thuê bao IMSI, MSISDN,
VLR hiện thời, trạng thái thuê bao, khoá nhận thực và chức năng nhận thực, số
lưu động trạm di động MSRN.

HLR chứa những cơ sở dữ liệu bậc cao của tất cả các thuê bao trong

GSM. Những dữ liệu này được truy nhập từ xa bởi các MSC và VLR của
mạng.

b¸o c¸o thùc tËp

1.2.1.3. Bộ ghi định vị tạm trú VLR

VLR là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng GSM. Nó được nối với một

hay nhiều MSC và có nhiệm vụ lưu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê
bao hiện đang nằm trong vùng phục vụ của MSC tương ứng và đồng thời lưu
giữ số liệu về vị trí của các thuê bao nói trên ở mức độ chính xác hơn HLR.
Các chức năng VLR thường được liên kết với các chức năng MSC.

1.2.1.4. Trung tâm nhận thực AUC

AUC quản lý các thông tin nhận thực và mật mã liên quan đến từng cá

nhân thuê bao dựa trên một khoá nhận dạng bí mật Ki để đảm bảo toàn số liệu
cho các thuê bao được phép. Khoá này cũng được lưu giữ vĩnh cửu và bí mật
trong bộ nhớ ở MS. Bộ nhớ này có dang Simcard có thể rút ra và cắm lại được.
AUC có thể được đặt trong HLR hoặc MSC hoặc độc lập với cả hai.

Khi đăng ký thuê bao, khoá nhận thực Ki được ghi nhớ vào Simcard của

thuê bao cùng với IMSI của nó. Đồng thời khoá nhận thực Ki cũng được lưu
giữ ở trung tâm nhận thực AUC để tạo ra bộ ba thông số cần thiết cho quá trình
nhận thực và mật mã hoá:

- Số ngẫu nhiên RAND
- Mật khẩu SRES được tạo ra từ Ki và số ngẫu nhiên RAND bằng thuật

toán A3.

- Khoá mật mã Kc được tạo ra từ Ki và số ngẫu nhiên RAND bằng thuật

toán A8

1.2.1.5. Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR

Quản lý thiết bị di động được thực hiện bởi bộ đăng ký nhận dạng thiết

bị EIR. EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến phần thiết bị di động ME
của trạm di động MS. EIR được nối với MSC thông qua đường báo hiệu để
kiểm tra sự được phép của thiết bị bằng cách so sánh tham số nhận dạng thiết
bị di động quốc tế IMEI (International Mobile Equipment Identity) của thuê
bao gửi tới khi thiết lập thông tin với số IMEI lưu giữ trong EIR phòng trường
hợp đây là những thiết bị đầu cuối bị đánh cắp, nếu so sánh không đúng thì
thiết bị không thể truy nhập vào mạng được.

1.2.2. Phân hệ trạm gốc BSS

BSS thực hiện nhiệm vụ giám sát các đường ghép nối vô tuyến, liên kết

kênh vô tuyến với máy phát và quản lý cấu hình của các kênh này. Đó là:

- Điều khiển sự thay đổi tần số vô tuyến của đường ghép nối (Frequency

Hopping) và sự thay đổi công suất phát vô tuyến.

- Thực hiện mã hoá kênh và tín hiệu thoại số, phối hợp tốc độ truyền

thông tin.

- Quản lý quá trình Handover.
- Thực hiện bảo mật kênh vô tuyến.
Phân hệ BSS gồm hai khối chức năng: bộ điều khiển trạm gốc (BSC:

Base Station Controller) và các trạm thu phát gốc (BTS: Base Transceiver
Station). Nếu khoảng cách giữa BSC và BTS nhỏ hơn 10m thì các kênh thông
tin có thể được kết nối trực tiếp (chế độ Combine), ngược lại thì phải qua một

b¸o c¸o thùc tËp

giao diện A-bis (chế độ Remote). Một BSC có thể quản lý nhiều BTS theo cấu
hình hỗn hợp của 2 loại trên.

1.2.2.1. Trạm thu phát gốc BTS

Một BTS bao gồm các thiết bị phát thu, anten và xử lý tín hiệu đặc thù

cho giao diện vô tuyến. Có thể coi BTS là các Modem vô tuyến phức tạp có
thêm một số các chức năng khác. Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU
(Transcoder and Rate Adapter Unit: khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ).
TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải mã tiếng đặc thù riêng cho
GSM được tiến hành, ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp
truyền số liệu. TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể đặt cách xa
BTS và thậm chí trong nhiều trường hợp được đặt giữa BSC và MSC.

BTS có các chức năng sau:
- Quản lý lớp vật lý truyền dẫn vô tuyến
- Quản lý giao thức cho liên kết số liệu giữa MS và BSC
- Vận hành và bảo dưỡng trạm BTS
- Cung cấp các thiết bị truyền dẫn và ghép kênh nối trên giao tiếp A-bis

1.2.2.2. Bộ điều khiển trạm gốc BSC

BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến qua các lệnh điều

khiển từ xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng
kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao (Handover). Một phía BSC được nối với
BTS còn phía kia nối với MSC của SS. Trong thực tế, BSC là một tổng đài nhỏ
có khả năng tính toán đáng kể. Một BSC có thể quản lý vài chục BTS tuỳ theo
lưu lượng các BTS này. Giao diện giữa BSC và MSC là giao diện A, còn giao
diện giữa nó với BTS là giao diện A-bis.

Nhân viên khai thác có thể từ trung tâm khai thác và bảo dưỡng OMC

nạp phần mềm mới và dữ liệu xuống BSC, thực hiện một số chức năng khai
thác và bảo dưỡng, hiển thị cấu hình của BSC.

BSC có thể thu thập số liệu đo từ BTS và BIE (Base Station Interface

Equipment: Thiết bị giao diện trạm gốc), lưu trữ chúng trong bộ nhớ và cung
cấp chúng cho OMC theo yêu cầu.

1.2.2.3. Bộ chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU

Trong GSM, tín hiệu thoại trên giao diện vô tuyến được mã hoá ở tốc độ

13Kbps sử dụng mã hoá tiền định tuyến LPC. Để thích ứng tốc độ này các tốc
độ mạng hội thoại cố định PSTN cần có bộ chuyển đổi mã TRAU để chuyển
đổi giữa 13Kbps PCM giữa MS và MSC. TRAU có thể được đặt tại BTS, BSC
hoặc tại MSC. Để giảm thiểu chi phí truyền dẫn, thường TRAU đặt ở MSC.
Khi đó cần thêm báo hiệu bổ xung vào tiếng thoại 13Kbps để truyền thông tin
điều khiển từ bộ chuyển đổi mã từ xa đặt ở BTS đến TRAU.

1.2.3. Trạm di động MS

Trạm di động là thiết bị duy nhất mà người sử dụng có thể thường xuyên

nhìn thấy của hệ thống. MS có thể là: máy cầm tay, máy xách tay hay máy đặt
trên ô tô. Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện

b¸o c¸o thùc tËp

vô tuyến MS còn phải cung cấp các giao diện với người sử dụng (như micrô,
loa, màn hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với môt số các
thiết bị khác (như giao diện với máy tính cá nhân, Fax…). Hiện nay, người ta
đang cố gắng sản xuất các thiết bị đầu cuối gọn nhẹ để đấu nối với trạm di
động. Ba chức năng chính của MS:

- Thiết bị đầu cuối thực hiện các chức năng không liên quan đến mạng

GSM.

- Kết cuối trạm di động thực hiện các chức năng liên quan đến truyền

dẫn ở giao diện vô tuyến.

- Bộ thích ứng đầu cuối làm việc như một cửa nối thông thiêt bị đầu cuối

với kết cuối di động. Cần sử dụng bộ thích ứng đầu cuối khi giao diện ngoài
trạm di động tuân theo tiêu chuẩn ISDN để đấu nối đầu cuối, còn thiết bị đầu
cuối lại có thể giao diện đầu cuối – modem.

Máy di động MS gồm hai phần: Module nhận dạng thuê bao SIM

( Subscriber Identity Module) và thiết bị di động ME (Mobile Equipment).

Để đăng ký và quản lý thuê bao, mỗi thuê bao phải có một bộ phận gọi

là SIM. SIM là một module riêng được tiêu chuẩn hoá trong GSM. Tất cả các
bộ phận thu, phát, báo hiệu tạo thành thiết bị ME. ME không chứa các tham số
liên quan đến khách hàng, mà tất cả các thông tin này được lưu trữ trong SIM.
SIM thường được chế tạo bằng một vi mạch chuyên dụng gắn trên thẻ gọi là
Simcard. Simcard có thể rút ra hoặc cắm vào MS.

Sim đảm nhiệm các chức năng sau:
- Lưu giữ khoá nhận thực thuê bao Ki cùng với số nhận dạng trạm di

động quốc tế IMSI nhằm thực hiện các thủ tục nhận thực và mật mã hoá thông
tin.

- Khai thác và quản lý số nhận dạng cá nhân PIN(Personal Identity

Number) để bảo vệ quyền sử dụng của người sở hữu hợp pháp. PIN là một số
gồm từ 4 đến 8 chữ số, được nạp bởi nhà khai thác khi đăng ký lần đầu.

1.2.4. Phân hệ khai thác OSS
Phân hệ khai thác OSS thực hiện ba chức năng chính sau:

•

Khai thác và bảo dưỡng mạng:

Khai thác là các hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành

vi của mạng như: tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao giữa hai
ô…, nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ chất lượng của dịch vụ
mà họ cung cấp cho khách hàng và kịp thời xử lý các sự cố. Khai thác cũng bao
gồm việc thay đổi cấu hình để giảm những vấn đề xuất hiện ở thời điểm hiện
tại, để chuẩn bị lưu lượng cho tương lai, để tăng vùng phủ. Ở hệ thống viễn
thông hiện đại, khai thác được thực hiện bằng máy tính và được tập trung ở
một trạm.

Bảo dưỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố hỏng

hóc. Nó có một số quan hệ với khai thác. Bảo dưỡng cũng bao gồm cả các hoạt
động tại hiện trường nhằm thay thế thiết bị có sự cố.

Hệ thống khai thác và bảo dưỡng có thể được xây dựng trên nguyên lý

TMN (Telecommunication Management Network: Mạng quản lý viễn thông).
Lúc này, một mặt hệ thống khai thác và bảo dưỡng được nối đến các phần tử

b¸o c¸o thùc tËp

của mạng viễn thông ( các MSC, BSC, HLR và các phần tử mạng khác trừ
BTS, vì thâm nhập đến BTS được thực hiện qua BSC). Mặt khác, hệ thống khai
thác và bảo dưỡng lại được nối đến một máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp
người máy. Theo tiêu chuẩn GSM, hệ thống được gọi là OMC (Operation and
Maintenance Center: Trung tâm khai thác và bảo dưỡng).

•

Quản lý thuê bao:

Bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao. Nhiệm vụ đầu tiên là

nhập và xóa thuê bao khỏi mạng. Đăng ký thuê bao cũng có thể rất phức tạp,
bao gồm nhiều dịch vụ và các tính năng bổ sung. Nhà khai thác phải có thể
thâm nhập được tất cả các thông số nói trên. Một nhiệm vụ quan trọng khác của
khai thác là tính cước các cuộc gọi. Cước phí phải được tính và gửi đến thuê
bao. Quản lý thuê bao ở GSM chỉ liên quan đến HLR và một số thiết bị OSS
riêng chẳng hạn mạng nối HLR với các thiết bị giao tiếp người máy ở các trung
tâm giao dịch với thuê bao. Simcard cũng đóng vai trò như một bộ phận của hệ
thống quản lý thuê bao.

•

Quản lý thiết bị di động:

Quản lý thiết bị di động được bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR thực

hiện. EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến trạm di động MS. EIR được
nối đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra sự được phép của thiết bị. Một
thiết bị không được phép sẽ bị cấm. Trong hệ thống GSM, EIR được coi là hệ
thống con SS.

b¸o c¸o thùc tËp

CHƯƠNG 2. VÔ TUYẾN SỐ – GIAO TIẾP VÔ TUYẾN SỐ

2.1. Vô tuyến số tổng quát

Ở phần này đề cập đến việc sử dụng thiết bị vô tuyến để truyền thông tin

giữa trạm di động và mạng PLMN GSM thay vì dùng dây. Một số vấn đề quan
trọng khi quy hoạch tần số là sự hạn chế bởi đại lượng nhiễu của hệ thống tổ
ong.

2.1.1. Suy hao đường truyền và pha đinh

Suy hao đường truyền là quá trình mà ở đó tín hiệu thu yếu dần do

khoảng cách giữa trạm di động và trạm gốc tăng mà không có mặt vật cản giữa
anten phát và thu. Suy hao trong không gian tự do:

≈

Ls (dB) = 33,4 (dB) + 20logF(MHz) + 20logd(km)

d: là khoảng cách giữa anten phát Tx và thu Rx.
f: tần số phát
(Công thức trên chỉ đúng với các hệ thống vô tuyến di động gần BS.)

Môi trường sử dụng của MS thường có chướng ngại vật gây hiệu ứng

che tối làm giảm cường độ tín hiệu thu. Khi di động cùng với đài di động
cường độ tín hiệu giảm và tăng dù giữa Tx và Rx có hay không có chướng
ngại. Hiệu ứng này gọi là pha đinh chuẩn log. Thời gian giữa 2 chỗ trũng pha
đinh khoảng vài giây khi máy di động MS là loại lắp trên xe và chuyển động.

Hình 2. Phađinh chuẩn logarit

b¸o c¸o thùc tËp

Trong trường hợp môi trường thông tin có mật độ thuê bao dày và nhiều

chướng ngại ta có pha đinh nhiều tia hay raile, xảy ra khi tín hiệu truyền nhiều
đường từ anten Tx đến Rx.

Ở hiện tượng pha đinh raile, tín hiệu thu được là tổng các tín hiệu phản

xạ khác pha, khác biên độ. Những tín hiệu này khi cộng lại như các véctơ tạo
nên một véctơ tổng gần bằng không có nghiã là cường độ tín hiệu bằng 0. Đây
là chỗ trũng phađinh nghiêm trọng. Khoảng thời gian giữa hai chỗ trũng
phađinh phụ thuộc vào tốc độ chuyển động và tần số phát.

Hình 3. Phađinh Raile

Ở một khoảng cách nhất định (x mét) so với anten phát Tx, tín hiệu thu được
minh hoạ như sau:

Độ nhạy máy thu là mức tín hiệu vào yếu nhất cần thiết cho một tín hiệu

ra qui định. Khi quy hoạch hệ thống, để chống lại pha đinh thì giá trị trung bình
chung được lấy lớn hơn độ nhạy máy thu lượng Y(dB) bằng chỗ trũng pha
phađinh mạnh nhất, Y(dB) được gọi là dự trữ phađinh.

2.1.2. Phân tán thời gian

Hiện tượng này có nguồn gốc từ phản xạ từ một vật ở xa anten thu Rx

vài km. Nó dần đến giao thoa giữa các ký hiệu ISI tức là giao thoa giữa các ký
hiệu lân cận với nhau dẫn đến phía thu khó quyết định nhận được ký hiệu nào.

Ở GMS tốc độ bit là 270kb/s, mỗi bit tương ứng với 3,7

s và tương ứng

với khoảng cách là 1,1km. Khi có phản xạ từ 1km phía sau trạm di động thì tín
hiệu phản xạ phải qua quãng đường dài hơn tín hiệu đi thẳng là 2km. Tín hiệu
phản xạ sẽ trộn tín hiệu mong muốn với tín hiệu trễ 2bit.

Độ

nhạy máy

thu

X +

Dự
trữ

padi
nh

Giá trị trung bình
cục bộ

Chỗ trũng padinh

Giá trị trung bình

chung

Cường độ tín hiệu thu (Rx), Fc =

900MHz

b¸o c¸o thùc tËp

Hệ thống GSM được thiết kế có thể hạn chế phân tán thời gian nhờ sử

dụng một bộ cân bằng mà có thể thực hiện cân bằng một số nhất định tín hiệu
phản xạ nhưng không phải là tất cả. Bộ cân bằng của GSM có thể đạt được sự
cân bằng cho các tín hiệu phản xạ chậm khoảng 4 bít so vơí tín hiệu đến trực
tiếp, tương ứng với 15

s. Tuy nhiên nếu tín hiệu phản xạ mà đến trễ hơn thế

thì bộ cân bằng không thể đáp ứng được. Giai đoạn mà bộ cân bằng có thể đáp
ứng được gọi là cửa số thời gian. Trong cửa sổ thời gian đó sẽ tăng cường độ
tín hiệu đến trực tiếp. Tổng các tín hiệu phản xạ có thể nhỏ hơn 15

s phải ít

nhất nhỏ hơn 9 lần tổng các tín hiệu trong cửa sổ. Tỉ số này gọi là tỉ số sóng
mang trên sóng phản xạ (C/R). C/R được tính bằng tỉ số giữa năng lượng trong
cửa sổ C và năng lượng ngoài cửa sổ R của bộ cân bằng. C/R càng nhỏ thì chất
lượng càng kém. Vị trí đặt BTS ảnh hưởng rất lớn đến tỉ số này nên đặt không
hợp lí sẽ gây nên phân tán thời gian lớn. Các vùng có địa hình như miền núi,
thành phố nhiều nhà cao tầng, vùng hồ xây dựng nhiều thềm, bậc thường có tỉ
số C/R nhỏ.

Thông thường tín hiệu phản xạ phải đi qua quãng đường lớn hơn 4,5 Km

so với tín hiệu trực tiếp thì mới có trễ hơn 15

s tuy nhiên nếu tín hiệu phản xạ

đó không mạnh tức là tỉ số C/R lớn hơn 1 số cho phép thì không ảnh hưởng đến
vùng sóng phục vụ.

Ngược lại nếu tín hiệu phản xạ mạnh nhưng trễ vẫn thuộc cửa sổ thì sẽ

tăng độ mạnh của tín hiệu đi thẳng. Chỉ khi C/R nhỏ phân tán thời gian lớn thì
mới có yêu cầu thay đổi vi trí BTS, hoặc dùng phương pháp đặt thêm BTS phụ
trợ.

* Nhiễu đồng kênh:

Nhiễu giao thoa đồng kênh là nhiễu do tín hiệu thu không mong muốn

có cùng tần số với tín hiệu thu mong muốn. Tỉ số giữa mức sóng mang mong
muốn và không mong muốn là tỉ số nhiễu giao thoa đồng kênh (C/I). Tỉ số này
phụ thuộc vào những yếu tố như:

+ Mẫu sử dụng lại tần số: khoảng cách giữa hai Cell cùng tần số ảnh

hưởng lẫn nhau.

+ Vị trí địa hình.
+ Các vùng phản xạ địa phương.
+ Kiểu Angten, tính định hướng, chiều cao Angten.
+ Các sóng gây nhiễu địa phương có cùng tần số.
Tỉ số này gây ảnh hưởng rất mạnh đến chất lượng tín hiệu, dẫn đến sai

tín hiệu, giải mã sai gây nên sót cuộc gọi hoặc thất bại trên đường nối vô tuyến.
Tiêu chuẩn GSM cho phép C/I nhỏ nhất là 10. Ngoài ra trong thông tin vô
tuyến tín hiệu còn bị ảnh hưởng các kênh lân cận là các kênh gần tần số với tín
hiệu thu, dải tần của chúng trùng lên nhau ở mức lớn. Trong trường hợp này
cũng gây nhiễu gọi là nhiễu giao thoa kênh lân cận (C/A) trong thực tế các tần
số của các BTS cùng vị trí thường gây ảnh hưởng cho nhau.

Tín hiệu thu được khi đo đạc thường gồm rất nhiều loại tín hiệu và nhiễu

như đã kể trên.

b¸o c¸o thùc tËp

2.1.3. Các phương pháp phòng ngừa suy hao truyền dẫn do phađinh

Để cải thiện máy thu và chất lượng của tín hiệu thu, có 4 phương án để

thực hiện như sau:

Phân tập anten (phân tập không gian):

Do 2 anten thu ít có nguy cơ bị chỗ trũng phađinh sâu cùng một lúc, nên

ta sử dụng 2 anten Rx độc lập thu cùng tín hiệu rồi kết hợp các tín hiệu này lại
ta sẽ có một tín hiệu ra khỏi bộ kết hợp ít bị phađinh hơn. Khoảng cách giữa
hai anten phải đủ lớn để tương quan giữa các tín hiệu ở hai anten nhỏ.

Nhảy tần:

Với pha đinh raile, mẫu phađinh phụ thuộc vào tần số nghĩa là chỗ trũng

phađinh xảy ra ở các vị trí khác nhau đối với các tần số khác nhau. Như vậy ta
có thể thay đổi tần số sóng mang trong một số tần số khi cuộc gọi đang tiến
hành, khi gặp chỗ trũng phađinh chỉ một phần thông tin bị mất.

Mã hoá kênh:

Ở truyền dẫn số người ta đo chất lượng của tín hiệu được chủ yếu bằng

số lượng các bit thu được chính xác, dẫn đến biểu diễn tỷ số bit lỗi BER. BER
không thể bằng không do đường truyền dẫn luôn luôn thay đổi. Nghĩa là ta phải
cho phép một lượng lỗi nhất định và có khả năng khôi phục thông tin này hoặc
có thể phát hiện tránh sử dụng thông tin lỗi. BER quan trọng với phát số liệu
hơn Voice

BTS

Hình 4. Phân tán thời gian

Tín hiệu

CĐTH
SS

Ante

b¸o c¸o thùc tËp

Ở phương pháp mã hoá kênh ta phải phát đi một lượng thông tin có số

bit lớn hơn nhưng sẽ đạt độ an toàn chống lỗi cao hơn. Mã hoá kênh có thể phát
hiện và sửa lỗi ở từng bit thu.
Ví dụ: Khi muốn gửi một bit “0” hay “1” để được bảo vệ ta bổ xung thêm ba
bit như sau:
Thông tin
0
1

Bổ xung
000
111

Gửi đi
0000
1111

Khối mã 0000 sẽ đúng với 0 và 1111 sẽ đúng với 1. Tỷ lệ là 1:4, bảo vệ

sẽ xảy ra như sau:
Thu được : 0000

0010

0110

0111

1110

Quyết định: 0

Riêng cụm 0110 không xác định được cụ thể, trạm 0111 và 1110 được

phát hiện là lỗi và có thể sửa.

Mỗi kênh kiểm tra lỗi được chia thành mã khối và mã xoắn. Ở mã khối,

một số bit kiểm tra được bổ xung vào một số bit thông tin nhất định. Các bit
kiểm tra chỉ phụ thuộc vào các bit thông tin ở khối bản tin. Ở mã hoá xoắn, bộ
mã hoá tạo ra khối các bit mã không chỉ phụ thuộc vào các bit của khối bản tin
hiện thời được dịch vào bộ mã hoá mà còn phụ thuộc vào các bit của khối
trước.

Mã hoá khối thường được sử dụng khi có báo hiệu định hướng theo khối

và sử dụng để phát hiện lỗi khi thực hiện “Yêu cầu tự động phát” ARQ. Mã
hoá xoắn liên quan nhiều hơn đến sửa sai lỗi. Cả hai mã này được sử dụng ở
GSM. Hai bước mã hoá được dùng cho cả tiếng và số liệu.

Ghép xen:

Các lỗi bit thường xảy ra theo từng cụm do các chỗ trũng phađinh lâu

làm ảnh hưởng nhiều bit liên tiếp. Để giải quyết hiện tượng lỗi bit quá dài ta
dùng phương pháp ghép kênh xen để tách các bit liên tiếp của một bản tin sao
cho các bit này gửi đi không liên tiếp.

Khi truyền dẫn khung 2 có thể mất nếu không ghép xen toàn bộ khối

bản tin sẽ mất nhưng ghép xen sẽ đảm bảo chỉ thị thứ hai ở từng khối là bị mắc
lỗi:

1 x 3 4 1 x 3 4 1 x 3 4 1 x 3 4

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4

Các khối bán

tin ghép xen

Các khối bán
tin được ghép

xen

Một khung

b¸o c¸o thùc tËp

Mã hoá kênh có thể khôi phục lại thông tin của tất cả các khối. Ở GMS

bộ mã hoá kênh cung cấp 456 bit cho từng 20ms tiếng và đựoc ghép xen để tạo
ra các khối 57bit.

2.1.4. Phương pháp chống phân tán thời gian

Mô hình truyền dẫn:

Máy thu tối ưu là máy thu hiểu rõ kênh. Ta lập mô hình toán học của

kênh và điều chỉnh máy thu đến mô hình. Kênh được xét như một bộ lọc và
được kích thích bởi một tín hiệu biết trước. So sánh đầu ra với đầu vào ta có
đáp ứng xung của bộ lọc. Đáp ứng xung của bộ lọc cho ta biết được tín hiệu ra
đối với tín hiệu vào, như vậy ta có thể tìm được đáp ứng xung của kênh và lập
mô hình kênh khi phân tích một tín hiệu thu được. Đáp ứng xung khi không có
phản xạ (a) và có một phản xạ (b).

Xét nguyên lý làm việc của một bộ cân bằng: Sau khi lập mô hình kênh

ta sẽ phải tạo ra tất cả các chuỗi bit có thể có rồi đưa chúng qua mô hình kênh
chuỗi đầu vào mà từ đó nhận được chuỗi đầu ra giống nó nhất gọi là chuỗi
nguyên thuỷ hay chuỗi phát. Theo quy định của GMS, một bộ cân bằng cần có
khả năng xử lý một tín hiệu phản xạ trễ đến 14,8

s tương ứng với thời gian của

4bit. Lúc này ngay cả tín hiệu phản xạ cũng bị ảnh hưởng bởi phađinh raile,
nhưng do tín hiệu này có mẫu phađinh độc lập so với tín hiệu đi thẳng nên nó
được lợi dụng để đạt hiệu quả cao hơn. Vậy với các tín hiệu phản xạ trễ dưới
15

s nó cho ta thêm năng lượng để cải tạo tín hiệu thu.

Trên thực tế độ dài chuỗi N thường lớn lên phải được thực hiện nhiều so

sánh và mất nhiều thời gian tính toán gây một sự chậm trễ không cho phép. Để
khắc phục khó khăn này người ta phải sử dụng đến thuật toán Viterbi mà ở đó
không cần phải thử tất cả các chuỗi. Nguyên lý là khi tính toán ta loại bỏ các tổ
hợp không có khả năng là tín hiệu vào nhờ đó giảm được số lượng tính toán
cần thiết.

Máy phát

Máy thu

tối ưu

Kênh

(a) Không có phản
xạ

(b) có một phản
xạ

∆

(t)

b¸o c¸o thùc tËp

2.1.5. Truyền dẫn số và tín hiệu tương tự

Trong trường hợp truyền tiếng nói là dạng sóng liên tục khác với truyền

số liệu ta phải thực hiện lấy mẫu tín hiệu tương tự, lượng tử và mã hoá tín hiệu
ở dạng số “1” và “0”. Các mẫu tương tự được trình bày bằng một tập hợp hữu
hạn các mức được xác định bởi số các bit ta cần sử dụng để trình bày một mẫu.

Ở hệ thống viễn thông số chọn số mức rời rạc hoá =256 mức (8bit) với

mỗi mẫu ta trình bày giá trị tương tự bằng một giá trị đã được lượng tử hoá ở
8bit

Với tốc độ lấy mẫu 8kHz ta có tốc độ bit: 8000mẫu/s x 8bit = 64kb/s. Quá

trình này được gọi là điều chế xung mã PCM gồm 3 bước:

Ta đặt nhiều kênh trên cùng một đường truyền PCM (ghép kênh) để

tránh lãng phí. Nếu ghép 32 kênh trên một đường truyền PCM thì tốc độ bit của
nó là 32x64kb/s=2,048Mb/s. Thiết bị ghép kênh điều khiển việc gán các khe
thời gian 0,1 gửi đi ở khe 1,...Trong 32 kênh truyền thì kênh 0 dùng cho đồng
bộ, kênh 16 dùng cho báo hiệu còn 30 kênh còn lại dùng cho tiếng thoại. Phần
trình bày trên là ví dụ về đa thâm nhập phân chia theo thời gian TDMA.

Một phương pháp khác với TDMA là FDMA (đa thâm nhập phân chia

tần số) được dùng ở quảng bá vô tuyến, mỗi kênh được dành cho một băng tần
riêng. Kỹ thuật này được sử dụng ở hệ thống di động tổ ong tương tự, mỗi cuộc
gọi ở một ô sử dụng một băng tần (hai băng khi truyền song công). Sau đây là
so sánh giữa TDMA và FDMA:

Đồng bộ thời gian:

Khi sử dụng TDMA ở vô tuyến, mỗi trạm di động sử dụng khe thời gian

Ts của mình nhưng khi khoảng cách giữa MS và BTS tăng lên gây trễ thời gian
truyền tín hiệu và trễ này lớn quá thì thông tin phát đi từ MS ở khe Ts n sẽ
trùng với tín hiệu thu được của BTS tại khe Ts n+1 của MS khác. Để kiểm tra
thời gian đến và các lệnh được gửi đến MS ta có quá trình định trước thời gian
mỗi khi MS di chuyển ra xa.

Lượng

tử

Lấy mẫu Mã hoá

Đườ

ng truyền

PCM 64 kb/s

FDMA

0 1 2 3 4 5 6 7

TDMA

b¸o c¸o thùc tËp

Mã hoá tiếng:

Ở một số hệ thống di động tổ ong FDMA khoảng cách giữa các kênh là

25kHz (NMT, TACS) và ở GMS khoảng cách này bằng 200kHz. So sánh
TDMA 200kHz và FDMA 25kHz ta có hiệu quả sử dụng tần số như nhau. Khi
sử dụng phương pháp điều chế pha tối thiểu Gauss (GMSK) độ rộng băng thông
bị chiếm sẽ rất lớn. Để đảm bảo băng tần cho phép ta giảm tối thiểu tốc độ bit
cho từng kênh tiếng bằng cách mã hoá tiếng (Vocodes) và mã hoá theo dạng
sóng.

Mã hoá theo kiểu phát âm Vocodes giúp ta nhận biết được tiếng nói

nhưng rất “tổng hợp” và ta khó nhận ra ai phát âm.

Sử dụng mã hoá sóng (mã hoá PCM đồng đều) thông tin trực tiếp của

chính thực dạng sóng được phát đi với tốc độ đòi hỏi cao và cho ta một chất
lượng cũng rất cao. Tốc độ bit ở bộ mã hoá dạng sóng thay đổi từ gần 16kb/s
đến 64kb/s đối với bộ mã hoá PCM đồng đều.

Ngoài ra ta còn có các bộ mã hoá cho phép được mô tả như một sự pha

trộn giữa Vocodes và mã hoá dạng sóng. Các bộ mã hoá lai ghép lấp kín chỗ
trống giữa các bộ mã hoá Vocodes và dạng sóng với tốc độ bit từ 5kb/s, chất
lượng theo tốc độ bit. GMS sử dụng bộ mã hoá ghép lai gọi là mã hoá tiền định
tuyến tính-Tiền định thời gian dài-kích thích xung đều: bộ LPC-LPT-RPE.

2.2. Nguyên tắc khi chia kênh theo khe thời gian

2.2.1. Khái niệm kênh

Mạng GSM/PLMN dành 124 sóng mang song công ở dải tần:
- Đường lên (MS – BTS): 890 – 915Mhz
- Đường xuống (BTS – MS): 935 – 960Mhz
Khoảng cách giữa sóng mang 200Khz, trên mỗi sóng mang thực hiện

ghép kênh theo thời gian ứng với mỗi khung TDMA, mỗi khung gồm 8 khe
thời gian (Time Slot). Số kênh ở GSM là 124x8(khe) =922kênh.

2.2.1.1. Kênh vật lý

Một khe thời gian ở một tần số vô tuyến dành để truyền tải thông tin ở

đường vô tuyến của GSM là một kênh vật lý. Mỗi một kênh tần số vô tuyến
được tổ chức thành các khung TDMA dài 4,62ms gồm có 8 khe thời gian (mỗi
khe dài 577

s). Tại BTS, các khung TDMA ở các kênh tần số ở cả đường lên

và đường xuống đều được đồng bộ, tuy nhiên khung đường lên trễ 3 khe so với
khung đường xuống. Nhờ có trễ này mà có thể sử dụng một khe thời gian có
cùng số thứ tự ở cả đường lên lẫn đường xuống để truyền tin bán song công.

Về mặt thời gian, các kênh vật lý ở một kênh tần số được tổ chức theo

cấu trúc khung, đa khung, siêu đa khung, siêu siêu khung như sau:

b¸o c¸o thùc tËp

Một siêu siêu khung được chia thành 2048 siêu khung với thời gian là

6,12s. Siêu khung lại được chia thành các đa khung, có hai loại đa khung:

- Đa khung 26 khung chứa 26 khung TDMA. Đa khung này được sử

dụng để mang TCH (và SACCH cộng FACCH). 51 đa khung này tạo nên một
siêu khung.

- Đa khung 51 khung chứa 51 khung TDMA. Đa khung này sử dụng để

mang BCH và CCH. 26 đa khung này tạo nên một siêu khung.

2.2.1.2 Kênh logic

Các kênh logic được đặc trưng bởi thông tin truyền giữa BTS và MS.

Kênh logic được chia làm hai loại:

Kênh lưu thông (TCH): mang tiếng được mã hoá hoặc số liệu của

người sử dụng, gồm hai dạng kênh:

- Bm hay kênh toàn tốc TCH mang thông tin ở tốc độ 22,8Kbps.
- Lm hay kênh bán tốc TCH mang thông tin ở tốc độ 11,4Kbps.
Các kênh điều khiển: mang tín hiệu báo hiệu hay số liệu đồng bộ, gồm

ba loại sau:

- Các kênh quảng bá (BCH):

+ Kênh hiệu chỉnh tần số (FCCH): mang thông tin để hiệu chỉnh

tần số của MS.

+ Kênh đồng bộ (SCH): mang thông tin để đồng bộ khung (số

khung TDMA) của MS và nhận dạng BTS (BSIC).

+ Kênh điều khiển quảng bá (BCCH): phát quảng bá thông tin

chung trên cơ sở một kênh cho một BTS.

- Các kênh điều khiển riêng (DCCH):

+ Kênh điều khiển riêng đứng một mình (SDCCH): được sử dụng

để báo hiệu hệ thống khi thiết lập một cuộc gọi trước khi ấn định một TCH.
Kênh đường lên/xuống, điểm đến điểm.

+ Kênh điều khiển liên kết chậm (SACCH): liên kết với một

TCH hay một SDCCH, là kênh số liệu liên tục mang thông tin liên tục như các
thông báo đo đạc từ trạm di động về cường độ tín hiệu thu từ ô hiện thời và các
ô lân cận. Thông tin này cần cho chức năng chuyển giao. Kênh này cũng được
sử dụng để điều chỉnh công suất của MS và để đồng bộ thời gian. Kênh đường
lên/xuống, điểm đến điểm.

+ Kênh điều khiển liên kết nhanh (FACCH): là kênh liên kết với

TCH. FACCH làm việc ở chế độ lấy cắp bằng cách thay đổi lưu lượng tiếng
hay số liệu bằng báo hiệu.

- Các kênh điều khiển chung (CCCH):

+ Kênh tìm gọi (PCH): được sử dụng để tìm gọi MS.
+ Kênh thâm nhập ngẫu nhiên (RACH): MS sử dụng kênh này để

yêu cầu dành SDCCH hoặc để trả lời tìm gọi, hoặc để thâm nhập khi khởi đầu,
hoặc đăng ký cuộc gọi MS.

+ Kênh cho phép thâm nhập (AGCH): được sử dụng để dành một

SDCCH hay trực tiếp một TCH cho một MS.

b¸o c¸o thùc tËp

2.2.2. Cụm

Cụm là mẫu thông tin ở một khe thời gian trên kênh TDMA, cứ 8 khe

thời gian một lần ở kênh TDMA được phát đi thì có 1 cụm của một loại thông
tin.

- Cụm bình thường ( NB): mang thông tin ở TCH và các kênh điều khiển

trừ RACH, SCH và FCCH.

+ Các bit được mật mã gồm 57bit số liệu hay tiếng và một “cờ lấy cắp”.
+ Chuỗi hướng dẫn là mẫu bit biết trước để bộ cân bằng có thể thành lập

một mô hình kênh.

+ Các bit đuôi TB luôn là “0,0,0” giúp bộ cân bằng xác định đầu và cuối

mẫu bit.

+ Khoảng bảo vệ GP là một khoảng trống cho phép máy phát dịch lên

hay dịch xuống trong giới hạn do khuyến nghị GMS qui định.

- Cụm hiệu chỉnh tần số(FB): Điều chỉnh tần số của MS, nó tương

đương sóng mang chưa bị điều chế. Lặp lại của một cụm gọi là FCCH.

- Cụm đồng bộ (SB): Dùng để đồng bộ thời gian của MS

+ Khối đồng bộ dài dễ dàng nhận biết và mang thông tin số khung

TDMA cùng mã nhận dạng trạm cơ sở BS. Lặp lại của cụm gọi là SHC.

Số khung TDMA giúp MS biết loại kênh lôgíc nào đang được truyền ở

kênh điều khiển. Một chu trình đánh số khung là 3,5 giờ với mỗi khung TDMA
thời gian là 6,615ms.

- Cụm thâm nhập (AB): Sử dụng để thâm nhập ngẫu nhiên và có GP để

dành cho phát cụm từ trạm di động.

Các bit được mật

mã
58

Chuỗi hướng

dẫn

Các bit được mật

mã
58

8,2

0,577 ms

156,25 bit

8,2

0,577 ms

156,25 bit

Các bit cố định “0”

142

Các bit được mật

mã
39

Chuỗi đồng bộ

Các bit được mật

mã
39

8,2

Chuỗi đồng bộ

Các bit được mật

mã

8,2

b¸o c¸o thùc tËp

- Cụm giả: Được phát đi từ BTS và không chứa thông tin khuôn mẫu

giống như cụm bình thường với các bit mật mã được thay bởi các bit hỗn hợp
có mẫu bit xác định.

2.2.3. Chia kênh logic theo khe thời gian

Xét một BTS với n sóng mang (song công) ký hiệu là C

, C

,…, C

, mỗi

sóng mang có 8 khe thời gian lần lượt là Ts

, Ts

,…, Ts

Các kênh logic được sắp xếp ở C

như sau:

- Các kênh điều khiển BCCH, FCCH, SCH, PCH, AGCH được sắp xếp

trên Ts

đường xuống, còn kênh RACH ở Ts

đường lên. Chu kỳ lặp 51 Ts.

- Ts

được sử dụng để sắp xếp các kênh điều khiển riêng SDCCH và

SACCH, chu kỳ lặp 102 Ts.

- Từ Ts

đến Ts

là các kênh lưu thông TCH, chu kỳ lặp 26Ts.

Các sóng mang khác (C

– C

): chỉ được sử dụng cho kênh lưu lượng

TCH, nghĩa là Ts

đến Ts

đều là TCH.

F (FCCH): tại đây trạm di động đồng bộ tần số của mình

S (SCH): trạm di động đọc số khung TDMA và BSIC
B (BCCH): trạm di động đọc các thông tin chung về ô này
C (CCCH): có thể tìm gọi một trạm di động và dành một SDCCH

0 1 2 ...

0 1 2

...

0 1 2 ...

BCH CCCH đường xuống

Hình 3. Ghép các BCH và CCCH ở Ts

b¸o c¸o thùc tËp

…

b¸o c¸o thùc tËp

Các Ts 2-7 của C

sử dụng cho các kênh lưu thông TCH được sắp xếp ở

các kênh vật lý như hình 5. Hình vẽ TS2, đường xuống ở C

. Thông tin ở Ts 2

tạo thành một TCH.

Tất cả có 26 Ts. Sau Ts để trống lại bắt đầu lại.
T (TCH): chứa tiếng hay số liệu được mã hoá.
A (SACCH): nằm ở Ts 13, là báo hiệu điều khiển.

…

b¸o c¸o thùc tËp

…

b¸o c¸o thùc tËp

Cấu trúc đường lên cũng tương tự như đường xuống. Điểm khác nhau

duy nhất là sự dịch về mặt thời gian, Ts2 ở đường xuống không xảy ra ở cùng
thời gian như Ts2 ở đường lên. Thời gian dịch là ba khe thời gian.

CHƯƠNG 3. NGUYÊN TẮC SỬ DỤNG TẦN SỐ

- CÁC TRƯỜNG HỢP VÀ THỦ TỤC THÔNG TIN-

…

b¸o c¸o thùc tËp

3.1. Nguyên tắc sử dụng tần số theo chia ô

3.1.1. Sử dụng tần số

Thông tin di động bị hạn chế về tần số, vì vậy sử dụng hiệu quả tần số

vô tuyến là yếu tố quan trọng nhất để phục vụ càng nhiều thuê bao càng tốt.
Người ta đã đưa ra các phương pháp sau để sử dụng hiệu quả tần số:

- Giảm độ rộng băng tần của một kênh càng nhiều càng tốt.
- Sử dụng hiệu quả các kênh vô tuyến bằng cách tạo ra khả năng cho

nhiều đầu cuối sử dụng chung nhiều kênh vô tuyến trong một ô vô tuyến.

- Sử dụng lại tần số đã dùng trong một ô vào một ô vô tuyến bằng cách

giữ các ô này cách nhau lớn hơn một khoảng cách nhất định.

- Cực tiểu hoá kích thước ô.

3.1.2. Sự tái sử dụng tần số trên mạng

3.1.2.1. Cơ sở lí thuyết

Nguyên lí cơ sở khi thiết kế các hệ thống tổ ong là các mẫu được gọi là

các mẫu sử dụng lại tần số.

Theo định nghĩa thì mẫu sử dụng lại tần số là sử dụng các kênh vô

tuyến trên cùng một tần số mang để phủ cho các vùng địa lí khác nhau. Các
vùng này phải được cách nhau ở cự li đủ lớn để mọi nhiễu giao thoa đồng kênh
chấp nhận được.

Nếu có thể biết trước, một ô đặc biệt sẽ sử dụng những kênh mà cũng

được dùng trong những ô khác, tại một khoảng cách sử dụng lại.

Tóm lại mức độ bao phủ cơ bản được giới hạn bởi điều này nhiều hơn

nhiều từ tín hiệu trường ngoài. Một vấn đề trong thiết kế hệ thống Cellular là
điều khiển nhiễu này đến mức độ chấp nhận được. Nó có thể làm được bằng sự
điều khiển khoảng cách tái sử dụng kênh. Khi khoảng cách này càng lớn suy ra
mức độ nhiễu càng ít.

Mức độ tín hiệu thu được C của sóng mang mong muốn sẽ cao hơn mức

độ nhiễu I của tất cả các kênh và mức độ nhiễu A của các kênh lân cận. Sự hoạt
động của tín hiệu thu mong muốn sẽ cao hơn sự hoạt động của tín hiệu phản xạ
R.

Những giá trị được tiến cử hệ thống GSM là : C/A> -9 dB ; C/I

≥

10dB.

C/A: Khi 1 tần số được tái sử dụng như mô hình 3/9 thì một số năng

lượng của tần số lân cận sẽ lọt ra ngoài ô phục vụ và là nguyên nhân nhiễu. Sự
liên hệ giữa tín hiệu nhiễu và tín hiệu hữu ích là tỉ số C/A.

3.1.2.2. Mẫu sử dụng lại tần số

Sử dụng lại tần số là sử dụng các kênh vô tuyến ở cùng một tần số mang

để phủ cho các vùng địa lý khác nhau. Các vùng này phải được cách nhau ở cự

ly đủ lớn để mọi nhiễu giao thoa đồng kênh chấp nhận được.

Nếu toàn bộ số kênh quy định N được chia thành F nhóm thì mỗi nhóm

sẽ chứa N/F kênh. Vì tổng số kênh N là cố định nên số nhóm tần số F nhỏ hơn
sẽ dẫn đến nhiều kênh hơn ở một nhóm và ở một đài trạm. Vì vậy việc giảm số

…

b¸o c¸o thùc tËp

lượng các nhóm tần số sẽ cho phép mỗi đài trạm tăng lưu lượng nhờ vậy giảm
tổng số các đài trạm cần thiết cho tải lưu lượng định trước. Tuy nhiên giảm số
lượng các nhóm tần số và giảm cự ly đồng kênh sẽ dẫn đến phân bố C/I trung
bình thấp hơn ở hệ thống.

Có ba kiểu mẫu sử dụng lại tần số phổ biến là: 7/21, 4/12 và 3/9 sử dụng

cho các trạm gốc có anten phát 3 hướng, mỗi hướng dành cho một ô và góc
phương vị phân cách nhau 120

. Mỗi ô sử dụng các anten phát 60

và hai anten

thu phân tập 60

cho một góc phương vị. Mỗi ô được xấp xỉ hoá là hình lục

giác, có bán kính R (bằng cạnh hình lục giác và bằng 1/3 khoảng cách giữa các
trạm).

Ta coi lưu lượng phân bố đồng nhất ở các ô. Bình thường kích thước ô

được xác định như là khoảng cách giữa hai đài trạm lân cận.

Sơ đồ 3/9 ô sử dụng các nhóm 9 tần số, trong một mẫu sử dụng lại tần

số 3 đài trạm:

Hình 6. Mẫu ô 3/9

Sơ đồ 4/12 ô sử dụng các nhóm 12 tần số, trong một mẫu sử dụng lại tần

số 4 đài:

Hình 8. Mẫu ô 4/12

…

b¸o c¸o thùc tËp

Sơ đồ 7/21 ô sử dụng các nhóm 21 tần số, trong một mẫu sử dụng lại

tần số 7 đài như sau:

Hình 7. Mẫu ô 7/21

Trong thực tế, do sự tăng trưởng dung lượng không ngừng trong một ô

nào đó tới mức chất lượng phục vụ giảm sút quá mức, người ta phải thực hiện
việc chia tách ô thành các ô nhỏ hơn. Với chúng, người ta dùng công suất nhỏ
hơn và mẫu sử dụng lại tần số được dùng ở tỷ lệ xích nhỏ hơn.

Thông thường các cuộc gọi có thể không xong trong một ô (1 cell), vì

vậy hệ thống thông tin di động tế bào phải có khả năng điều khiển, chuyển
mạch để chuyển giao cuộc gọi từ ô này sang ô khác mà cuộc gọi được chuyển
giao không bị ảnh hưởng gì. Yêu cầu đó làm cho mạng di động có cấu trúc
khác biệt với các mạng cố định.

3.2. Các trường hợp và thủ tục thông tin

3.2.1. Tổng quan

Trước khi khảo sát các thủ tục thông tin khác nhau, hãy khảo sát các tình

huống đặc biệt của 1 PLMN có tất cả các thuê bao di động, vì thế ta quan sát
MS ở một số tình huống sau:

- Tắt máy:
Mạng sẽ không thể tiếp cận đến máy vì MS không trả lời thông báo tìm

gọi. Nó sẽ không báo cho hệ thống về vùng định vị (nếu có) và MS sẽ được coi
là rời mạng.

- MS bật máy, trạng thái rỗi:

b¸o c¸o thùc tËp

Hệ thống có thể tìm gọi MS thành công, MS được coi là nhập mạng.

Trong khi chuyển động, MS luôn kiểm tra rằng nó được nối đến một kênh
quảng bá được thu phát tốt nhất. Quá trình này được gọi là lưu động(Roaming).
MS cần thông báo cho hệ thống về các thay đổi vùng định vị, quá trình này
được gọi là cập nhật vị trí.

- MS bận:
Mạng vô tuyến có một kênh thông tin (kênh tiếng) dành cho luồng số

liệu tới và từ MS trong quá trình chuyển động MS phải có khả năng chuyển
đến một kênh thông tin khác. Quá trình này được gọi là chuyển giao
(Handover). Để quyết định chuyển giao hệ thống phải diễn giải thông tin nhận
đuợc từ MS và BTS. Quá trình này được gọi là định vị.

3.2.2. Lưu động và cập nhật vị trí:

Coi rằng MS ở trạng thái tích cực, rỗi và đang chuyển động theo một

phương liên tục MS được khoá đến một tần số vô tuyến nhất định có CCCH và
BCH ở TS

. Khi MS rời xa BTS nối với nó cường độ tín hiệu sẽ giảm. Ở một

thời điểm nào đó không xa biên giới lý thuyết giữa hai ô lân cận nhau cường độ
tới mức mà MS quyết định chuyển đến một tần số mới thuộc một trong các ô
lân cận nó. Để chọn tần số tốt nhất nó liên tục đo cường độ tín hiệu của từng
tần số trong số tần số nhất định của ô lân cận. Thường MS phải tìm được tần
số BCH/CCCH từ BTS có cường độ tín hiệu tốt hơn tần số cũ. Sau khi tự khoá
đến tần số mới này, MS tiếp tục nhận thông bao tìm gọi các thông báo quảng
bá chừng nào tín hiệu của tần số mới vẫn đủ tốt. Quyết định việc thay đổi tần
số BCH/CCCH sẽ được thực hiện mà không cần thông báo cho mạng. Nghĩa là
mạng mặt đất không tham gia vào quá trình này.

Khả năng chuyển động vô định đồng thời với việc thay đổi nối thông

MS ở giao tiếp vô tuyến tại thời điểm cần thiết để đảm bảo chất lượng thu được
gọi là lưu động “Roaming”.

- Khi MS chuyển động đến giữa hai cell thuộc 2 BTS khác nhau:
Ta biết rằng MS không hề biết cấu hình của mạng chứa nó. Để gửi cho

MS thông tin về vị trí chính xác của nó hệ thống gửi đi nhận dạng vùng định vị
(LAI) liên tục ở giao tiếp vô tuyến bằng BCCH.

Khi đi vào cell thuộc BSC khác MS sẽ nhận thấy vùng mới bằng cách

thu BCCH. Vì thông tin về vị trí có tầm quan trọng lớn nên mạng phải thông
báo về sự thay đổi này, ở điện thoại di động quá trình này được gọi là “ đăng
ký cưỡng bức”. MS không còn cách nào khác là phải cố gắng thâm nhập vào
mạng để cập nhật vị trí của mình ở MSC/VLR. Quá trình này được gọi là cập
nhật vị trí.

Sau khi đã phát vị trí mới của mình lên mạng, MS tiếp tục chuyển động

ở trong vùng mới như đã mô tả ở trên.

- Khi MS chuyển động giữa hai vùng phục vụ khác nhau:
Trong trường hợp có một cuộc gọi vào cho MS, việc chuyển từ một

vùng phục vụ MSC/VLR này sang một vùng phục vụ MSC/VLR khác có nghĩa
là tuyến thông tin đi qua mạng cũng sẽ khác. Để tìm được định tuyến đúng, hệ
thống phải tham khảo bộ ghi định vị thường trú HLR vì thế MSC/VLR sẽ phải
cập nhật HLR về vị trí của MSC/VLR cho MS của chúng ta.

b¸o c¸o thùc tËp

Quá trình cập nhật vị trí như sau:

Sau khi cập nhật vị trí thành công ở HLR hệ thống sẽ huỷ bỏ vị trí cũ,

HLR thông báo huỷ bỏ vị trí cho tổng đài MSC/VLR cũ để xoá vị trí cũ của
MS có liên quan.

3.2.3. Thủ tục nhập mạng đăng ký lần đầu

Khi MS bật máy nó sẽ quét giao tiếp vô tuyến để tìm ra tần số đúng, tần

số mà MS tìm kiếm sẽ chứa thông tin quảng bá cũng như thông tin tìm gọi
BCH/CCCH có thể có. MS tự khoá đến tần số đúng nhờ việc hiệu chỉnh tần số
thu và thông tin đồng bộ

Vì đây là lần đầu MS sử dụng nên phần mạng chịu trách nhiệm xử lý

thông tin tới / từ MS hoàn toàn không có thông tin về MS này, MS không có
chỉ thị nào về nhận dạng vùng định vị mới . Khi MS cố gắng thâm nhập tới
mạng và thông báo với hệ thống rằng nó là MS mới ở vùng định vị này bằng
cách gửi đi một thông báo “ Cập nhật vị trí mạng” đến MSC/VLR.

Từ giờ trở đi MSC/VLR sẽ coi rằng MS hoạt động và đánh dấu trường

dữ liệu của MS này bằng 1 cờ “nhập mạng” cờ này liên quan đến IMSI

3.2.4. Thủ tục rời mạng

Thủ tục rời mạng liên quan đến IMSI. Thủ tục rời mạng của IMSI cho

phép thông báo với mạng rằng thuê bao di động sẽ tắt nguồn , lúc này tìm gọi
MS bằng thông báo tìm gọi sẽ không xảy ra.

Một MS ở trạng thái hoạt động được đánh dấu là “đã nhập mạng”. Khi

tắt nguồn MS gửi thông báo cuối cùng đến mạng, thông báo này chứa yêu cầu
thủ tục rời mạng. Khi thu được thông báo rời mạng MSC/VLR đánh dấu cờ
IMSI đã rời mạng tương ứng.

3.2.5. Tìm gọi

Cuộc gọi đến MS được định tuyến đến MSC/VLR nơi MS đăng ký. Khi

đó MSC/VLR sẽ gửi đi một thông báo tìm gọi đến MS, thông báo này được
phát quảng bá trên toàn bộ vùng định vị LA nghĩa là tất cả các BTS trong LA

MSC

HLR

VLR

MSC

VLR

(5) xoá vị trí

(6) tiếp nhận

xoá

(2) Yêu cầu cập

nhật vị trí

(3) tiếp nhận vị

trí

(

1) Yêu cầu

nhật vị trí

(4) Công nhận

cập nhật vị trí

b¸o c¸o thùc tËp

sẽ gửi thông báo tìm gọi MS. Khi chuyển động ở LA và “nghe” thông tin
CCCH MS sẽ “nghe thấy” thông báo tìm gọi và trả lời ngay lập tức.

3.2.6. Gọi từ MS

Giả sử MS rỗi và muốn thiết lập một cuộc gọi, thuê bao này sẽ quay tất

cả các chữ số của thuê bao bị gọi và bắt đầu thủ tục này bằng cách ấn phím “
phát “ . Khi này MS gửi đi một thông báo đầu tiên đến mạng bằng CCCH để
yêu cầu thâm nhập . Trước hết MSC/VLR sẽ giành riêng cho MS một kênh
riêng , kiểm tra thể loại của thuê bao bị gọi và đánh dấu thuê bao này ở trạng
thái bận . Nếu thuê bao gọi được phép sử dụng mạng MSC/VLR sẽ công nhận
yêu cầu thâm nhập . Bây giờ MS sẽ gửi đi một thông báo để thiết lập cuộc gọi,
tuỳ theo thuê bao bị gọi là cố định hay di động số của nó sẽ được phân tích trực
tiếp ở MSC/VLR hoặc gửi đến một tổng đài chuyển tiếp của mạng PSTN cố
định . Ngay khi đường nối đến thuê bao bị gọi đã sẵn sàng thông báo thiết lập
cuộc gọi sẽ được công nhận, MS cũng sẽ được chuyển đến một kênh thông tin
riêng. Bây giờ tín hiệu cuối cùng sẽ là sự khẳng định thuê bao.

3.2.7. Gọi đến thuê bao MS

Giả sử có một thuê bao A thuộc mạng cố định PSTN yêu cầu thiết lập

cuộc gọi với thuê bao B thuộc mạng di động.

- Thuê bao A quay mã nơi nhận trong nước để đạt tới vùng

GSM/PLMN. Nối thông được thiết lập từ tổng đài nội hạt của thuê bao A đến
GMSC của mạng GSM/PLMN.

- Thuê bao A quay số của thuê bao B, số thuê bao được phân tích ở

GMSC. Bằng chức năng hỏi đáp GMSC gửi MSISDN cùng với yêu cầu về số
lưu động (MSRN) đến bộ ghi định vị thường trú (HLR)

- HLR dịch số thuê bao của MS được quay vào nhận dạng GSM/PLMN:

MSISDN

⇒

IMSI

- HLR chỉ cho MS vùng phục vụ và gửi IMSI của MS đến VLR của

vùng phục vụ đồng thời yêu cầu về MSRN.

- VLR sẽ tạm thời gán số lưu động MSRN cho thuê bao bị gọi và gửi nó

ngược trở về HLR, HLR sẽ gửi nó về tổng đài cổng GMSC.

- Khi nhận được MSRN đúng tổng đài GMSC sẽ có khả năng thiết lập

cuộc gọi đến vùng phục vụ MSC/VLR nơi thuê bao B hiện đang có mặt.

- VLR sẽ chỉ cho thuê bao này vùng định vị (LAI) ở giai đoạn quá trình

thiết lập cuộc gọi hệ thống muốn rằng thông báo tìm gọi thuê bao bị gọi được
phát quảng bá trên vùng phủ sóng của tất cả các ô của vùng định vị này. Vì vậy
MSC/VLR gửi thông báo tìm gọi đến tất cả các BTS trong vùng định vị.

- Khi nhận được thông tin tìm gọi, BTS sẽ phát nó lên đưòng vô tuyến ở

kênh tìm gọi PCH. Khi MS ở trạng thái rỗi và “nghe” ở kênh PCH của một
trong số các ô thuộc vùng định vị LA, nó sẽ nhận thông tin tìm gọi , nhận biết
dạng IMSI và gửi trả lời về thông báo tìm gọi.

- Sau các thủ tục về thiết lập cuộc gọi và sau khi đã gán cho một kênh

thông tin cuộc gọi nói trên được nối thông đến MS ở kênh vô tuyến.

b¸o c¸o thùc tËp

3.2.8. Cuộc gọi đang tiến hành, định vị

Bây giờ ta xem xét điều gì sẽ xảy ra khi một trạm di động ở trạng thái

bận chuyển động xa dần BTS mà nó nối đến ở đường vô tuyến. Như ta vừa
thấy MS sử dụng một kênh TCH riêng để trao đổi số liệu/tín hiệu của mình với
mạng. Khi càng rời xa BTS, suy hao đường truyền cũng như ảnh hưởng của
phadinh sẽ làm hỏng chất lượng truyền dẫn vô tuyến số. Tuy nhiên hệ thống có
khả năng đảm bảo chuyển sang BTS bên cạnh.

Quá trình thay đổi đến một kênh thông tin mới trong quá trình thiết lập

cuộc gọi hay ở trạng thái bận được gọi là chuyển giao. Mạng sẽ quyết định về
sự thay đổi này. MS gửi các thông tin liên quan đến cường độ tín hiệu và chất
lượng truyền dẫn đến BTS quá trình này được gọi là cập nhật. MS và mạng có
khả năng trao đổi thông tin về báo hiệu trong quá trình cuộc gọi để có thể đồng
bộ chuyển vùng. Trong quá trình hội thoại ở kênh TCH dành riêng, MS phải
tập trung lên TCH này vì thế không thể một kênh khác dành riêng cho báo
hiệu. Một lý do khác nữa là số lượng kênh có hạn nên hệ thống không sử dụng
2 kênh cho cùng một hướng, việc tổ chức truyền dẫn số liệu trên kênh TCH sao
cho cuộc nói chuyện cũng như thông tin về báo hiệu được gửi đi trên 1 kênh.
Luồng số liệu sẽ được phát đi theo một trình tự chính xác

ể cả MS lẫn BTS có

thể phân biệt giữa cuộc nói chuyện và các thông tin báo hiệu.

Bây giờ ta quay lại việc định vị, trước hết BTS sẽ thông báo cho MS về

các BTS lân cận và các tần số BCH/CCCH. Nhờ thông tin này MS có thể đo
cường độ tín hiệu ở các tần số BCH/CCCH của trạm gốc lân cận, MS đo cả
cường độ tín hiệu lẫn chất lượng truyền dẫn ở TCH “bận “ của mình. Tất cả các
kết quả đo này được gửi đến mạng để phân tích sâu hơn. Cuối cùng BTS sẽ
quyết định chuyển vùng. BSC sẽ phân tích các kết quả đo do BTS thực hiện ở
TCH “bận” . Tóm lại BSC sẽ giải quyết 2 vấn đề :

+ Khi nào cần thực hiện chuyển vùng
+ Phải thực hiện chuyển vùng tới BTS nào
Sau khi đánh giá chính xác tình huống và bắt đầu quá trình chuyển

vùng, BSC sẽ chịu trách nhiệm thiết lập một đường nối thông đến BTS mới. Có
các trường hợp chuyển vùng sau:

- Chuyển giao trong vùng 1 BSC:
Ở trường hợp này BSC phải thiết lập một đường nối đến BTS mới, dành

riêng một TCH của mình và ra lệnh cho MS phải chuyển đến 1 tần số mới đồng
thời cũng chỉ ra một TCH mới. Tình huống này không đòi hỏi thông tin gửi đến
phần còn lại của mạng. Sau khi chuyển giao MS phải nhận được các thông tin
mới và các ô lân cận. Nếu như việc thay đổi đến BTS mới cũng là thay đổi
vùng định vị thì MS sẽ thông báo cho mạng về LAI mới của mình và yêu cầu
cập nhật vị trí.

- Chuyển giao giữa hai BSC khác nhau nhưng cùng một MSC/VLR:
Trường hợp này cho thấy sự chuyển giao trong cùng một vùng phục vụ

nhưng giữa hai BSC khác nhau. Mạng can thiệp nhiều hơn khi quyết định
chuyển giao. BSC phải yêu cầu chuyển giao từ MSC/VLR. Sau đó có một
đường nối thông mới (MSC/VLR

⇔

BSC mới

⇔

BTS mới) phải được thiết

b¸o c¸o thùc tËp

lập và nếu có TCH rỗi, TCH này phải được dành cho chuyển giao. Sau đó khi
MS nhận được lệnh chuyển đến tần số mới và TCH mới. Ngoài ra sau khi
chuyển giao MS được thông báo về các ô lân cận mới. Nếu việc này thay đổi
BTS đi cùng với việc thay đổi vùng định vị MS sẽ gửi đi yêu cầu cập nhật vị trí
trong quá trình cuộc gọi hay sau cuộc gọi.

- Chuyển giao giữa hai vùng phục vụ MSC/VLR:
Đây là trường hợp chuyển giao phức tạp nhất nhiều tín hiệu được trao

đổi nhất trước khi thực hiện chuyển giao.

Ta sẽ xét 2 MSC/VLR. Gọi MSC/VLR cũ (tham gia cuộc gọi trước khi

chuyển giao) là tổng đài phục vụ và MSC/VLR mới là tổng đài đích. Tổng đài
cũ sẽ gửi yêu cầu chuyển giao đến tổng đài đích sau đó tổng đài đích sẽ đảm
nhận việc chuẩn bị nối ghép tới BTS mới. Sau khi thiết lập đường nối giữa hai
tổng đài tổng đài cũ sẽ gửi đi lệnh chuyển giao đến MS.

CHƯƠNG 4. CÁC DỊCH VỤ CỦA GSM

4.1. Dịch vụ thoại

Là dịch vụ quan trọng nhất của GSM. Nó cho phép các cuộc gọi hai

hướng diễn ra giữa người sử dụng GSM với thuê bao bất kỳ ở một mạng điện
thoại nói chung nào. Tốc độ truyền thoại trong GSM là 13kbps.

Dịch vụ cuộc gọi khẩn là một loại dịch vụ khác bắt nguồn từ dịch vụ

thoại. Nó cho phép người dùng có thể liên lạc với các dịch vụ khẩn cấp như
cảnh sát hay cứu hoả mà có thể có hay không có SIM card trong máy di động.

4.2. Dịch vụ số liệu

GSM được thiết kế để đưa ra rất nhiều dịch vụ số liệu. Các dịch vụ số

liệu được phân biệt với nhau bởi người sử dụng phương tiện (người sử dụng
các mạng điện thoại PSTN, ISDN,…), bởi bản chất các luồng thông tin đầu

b¸o c¸o thùc tËp

cuối (dữ liệu thô, fax, videotex, teletex…), bởi phương tiện truyền dẫn (gói hay
mạch, đồng bộ hay không đồng bộ…) và bởi bản chất thiết bị đầu cuối.

Tốc độ truyền số liệu trên mạng GSM là 9,6kbps.

4.3. Dịch vụ nhắn tin ngắn SMS

Là một loại dịch vụ số liệu. Dịch vụ nhắn tin ngắn SMS cho phép các

thuê bao GSM gửi cho nhau các bản tin chữ dài không quá 160 kí tự.

Có thể sử dụng một trung tâm dịch vụ để một thuê bao đọc bản tin đến

đó. Sau đó bản tin sẽ được phát đến thuê bao. Nếu thuê bao ở ngoài vùng phủ
của hệ thống hay tắt nguồn, bản tin sẽ được lưu giữ và gửi đI khi thuê bao lại
sẵn sàng. Có thể thu hay gửi đi các thông báo ngắn ở trạng tháI rỗi hay trong
quá trình cuộc gọi.

4.4. Dịch vụ Wap

Dịch vụ Wap được bắt đầu xây dựng và triển khai lần đầu tiên cách đây

ba năm ( vào giữa năm 1997). Dịch vụ giao thức ứng dụng không đây (Wap)
ngày nay đã trở nên phổ biến. Tiêu chí của dịch vụ rất đơn giản: cho phép thuê
bao dùng điện thoại di động, máy nhắn tin hoặc những thiết bị viễn thông khác
có hỗ trợ Wap có thể truy cập một cách có giới hạn vào các trang wed để xem
thông tin về thị trường chứng khoán, xem tin tức, gửi và nhận email v.v…

Mặc dù Wap sử dụng các công nghệ và khái niệm từ thế giới wed và

Internet nhưng các thiết bị Wap không thể truy cập trực tiếp vào các nguồn tài
nguyên wed trên Internet mà phải nhờ qua Wap gateway.

4.5. Các dịch vụ mới của GSM 2,5G

Cuối năm 2003 các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động ở Việt Nam

đã đưa ra hai dịch vụ mới trên nền GSM 2,5G là dịch vụ vô tuyến gói chung
(GPRS) và nhắn tin đa phương tiện (MMS).

Dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS: General Packet Radio Service):
GPRS là dịch vụ truyền dữ liệu chuyển mạch gói được phát triển trên

nền tảng công nghệ GSM, cho phép người dùng có thể chuyển các gói dữ liệu

tốc độ cao qua máy di động. Do vậy GPRS sẽ là nền tảng cho việc phát triển
các ứng dụng thương mại di động và dịch vụ MMS, truy cập WAP-Internet tốc
độ cao. GPRS cho phép truyền dữ liệu có thể đạt tới 171,2kbps.

Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện (MMS: Multimedia Messaging

Service):

Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện MMS cho phép những người dùng điện

thoại di động có thể trao đổi những bức ảnh tĩnh (JPG) hoặc các hình động
(GIF), âm thanh hoặc giọng nói, những đoạn video (Streaming video) và văn
bản lên đến 1000 kí tự. Với dịch vụ MMS, các tin nhắn không chỉ được gửi
giữa các máy điện thoại di động mà còn từ máy điện thoại di động gửi đến
email và ngược lại.

b¸o c¸o thùc tËp

KẾT LUẬN

Mạng thông tin di động số đã và đang phát triển hết sức nhanh chóng.

Nó cùng các dịch vụ khác đã góp một phần không nhỏ trong công cuộc hiện đại
mạng viễn thông Việt Nam. Vì vậy việc nghiên cứu mạng thông tin di động là
hết sức cần thíêt.

Tuy nhiên đây là một mảng đề tài lớn và với thời gian thực tập hơn một

tháng nên tôi chỉ mới dừng ở mức đề cập tổng quan. Tôi hy vọng sẽ phát triển
đề tài này rộng hơn trong đồ án tốt nghiệp với trọng tâm vào các dịch vụ mới
của GSM 2,5G.

b¸o c¸o thùc tËp

Một lần nữa tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Phạm Công Hùng

và toàn thể các kỹ sư tại phòng kỹ thuật công ty VMS đã giúp đỡ tôi hoàn
thành bản báo cáo này.

PHỤ LỤC: CÁC TỪ VIẾT TẮT

Access Burst

Cụm truy nhập

AGCH

Access Grant Channel

Kênh cho phép truy nhập

AMPS

Advanced Mobile Phone
System

Hệ thống điện thoại di động
tiên tiến

ARQ

Automatic Repeat Request

Yêu cầu lặp lại tự động

AUC

Authentication Center

Trung tâm nhận thực

BCCH

Broadcast Control Channel

Kênh điều khiển quảng bá

BCH

Broadcast Channel

Kênh quảng bá

BER

Bit Error Rate

Tỷ số bit lỗi

BSC

Base Station Controller

Bộ điều khiển trạm gốc

BSIC

Base Station Identity Code

Mã nhận dạng trạm gốc

BSS

Base Station System

Hệ thống trạm gốc

BTS

Base Transceiver Station

Trạm thu phát gốc

b¸o c¸o thùc tËp

C/A

Carrier to adjacent ratio

Tỷ số sóng mang trên sóng
lân cận

C/I

Carrier to interference ratio

Tỷ số sóng mang trên nhiễu

C/R

Carrier to reflection ratio

Tỷ số sóng mang trên sóng
phản xạ

CCCH

Common Control Channel

Kênh điều khiển chung

CCITT

International Telegraph &
Telephone Consultative
Committee

Uỷ ban tư vấn quốc tế về điện
thoại và điện báo

CSPDN

Circuit Switched Public
Data Network

Mạng số liệu công cộng
chuyển mạch kênh

DCCH

Dedicated Control Channel

Kênh điều khiển riêng

DCS

Data Communication
Subsystem

Phân hệ thông tin số liệu

EIR

Equipment Identity Register

Thanh ghi nhận dạng thiết bị

ETSI

European Telecommunication
Standards Institude

Viện tiêu chuẩn viễn thông
châu Âu

FACCH

Fast Associated Control
Channel

Kênh điều khiển liên kết
nhanh

Frequency Correction Burst

Cụm hiệu chỉnh tần số

FCCH

Frequency Correction Channel

Kênh hiệu chỉnh tần số

FDMA

Frequency Division Multiple
Access

Đa truy nhập phân chia theo
tần số

GMSC

Gateway MSC

MSC cổng

GPRS

General Packet Radio Service

Dịch vụ vô tuyến gói chung

GSM

Global System for
Mobile Communication

Thông tin di động toàn cầu

HLR

Home Location Register

Thanh ghi định vị thường trú

IMEI

International Mobile Equipment
Identity

Nhận dạng thiết bị di động
quốc tế

IMSI

International Mobile Subscriber
Identity

Nhận dạng thuê bao di động
quốc tế

ISDN

Integrated Service Digital
Network

Mạng số đa dịch vụ

ISI

Intersymbol Interference

Nhiễu giao thoa giữa các kí
hiệu

IWF

Inter Working Function

Chức năng tương tác

Location Area

Vùng định vị

LAC

Location Area Code

Mã vùng định vị

LAI

Location Area Identity

Nhận dạng vùng định vị

Mobile Equipment

Thiết bị di động

MMS

Multimedia Messaging Service

Dịch vụ nhắn tin đa phương
tiện

b¸o c¸o thùc tËp

Mobile Station

Trạm di động

MSC

Mobile services Switching
Center

Trung tâm chuyển mạch các
dịch vụ di động

MSISDN Mobile Station ISDN Number

Số ISDN trạm di động

MSRN

Mobile Station Roaming
Number

Số lưu động trạm di động

Normal Burst

Cụm bình thường

NMT

Nordic Mobile Telephone

Điện thoại di động Bắc Âu

OMC

Operation and Maintenance
Center

Trung tâm bảo dưỡng và
vận hành

OSS

Operation and Support System

Hệ thống khai thác và hỗ trợ

PCH

Paging Channel

Kênh tìm gọi

PCM

Pulse Code Modulation

Điều chế xung mã

Personal Identification Number

Số nhận dạng cá nhân

PLMN

Public Land Mobile Network

Mạng di động mặt đất
công cộng

PSPDN

Packet Switch Public Data
Network

Mạng số liệu công cộng
chuyển mạch gói

PSTN

Public Switched Telephone
Network

Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng

RACH

Random Access Channel

Kênh truy nhập ngẫu nhiên

RAND

Random number

Số ngẫu nhiên

SACCH

Slow Associated Control
Channel

Kênh điều khiển liên kết chậm

Synchronization Burst

Cụm đồng bộ

SCH

Synchronization Channel

Kênh đồng bộ

SDCCH

Stand alone Dedicated Control
Channel

Kênh điều khiển riêng đứng
một mình

SIM

Subscriber Identity Module

Môđun nhận dạng thuê bao

SMS

Short Message Service

Dịch vụ nhắn tin ngắn

SRES

Signed Response

Mật khẩu

Switching System

Hệ thống chuyển mạch

TACS

Total Access Communication
System

Hệ thống thông tin truy nhập
toàn bộ

TCH

Traffic Channel

Kênh lưu lượng

TDMA

Time Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo
thời gian

TMN

Telecommunication
Management Network

Mạng quản lý viễn thông

b¸o c¸o thùc tËp

TRAU

Transcoder/Rate Adaptation
Unit

Khối chuyển đổi mã và thích
ứng tốc độ

VLR

Visitor Location Register

Thanh ghi định vị tạm trú

WAP

Wireless Application Protocol

Giao thức ứng dụng không dây

Document Outline

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG 1. CẤU HÌNH MẠNG GSM
- 1.1 Giới thiệu chung về mạng thông tin di động GSM
  - 1.1.1. Vài nét lịch sử về mạng GSM
  - 1.1.2. Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng GSM
1.2. Cấu trúc hệ thống GSM
CHƯƠNG 2. VÔ TUYẾN SỐ – GIAO TIẾP VÔ TUYẾN SỐ
- 2.1. Vô tuyến số tổng quát
- 2.2. Nguyên tắc khi chia kênh theo khe thời gian
CHƯƠNG 3. NGUYÊN TẮC SỬ DỤNG TẦN SỐ
- CÁC TRƯỜNG HỢP VÀ THỦ TỤC THÔNG TIN-
- 3.1. Nguyên tắc sử dụng tần số theo chia ô
  - 3.1.1. Sử dụng tần số
  - 3.1.2. Sự tái sử dụng tần số trên mạng
    - 3.1.2.1. Cơ sở lí thuyết
- 3.2. Các trường hợp và thủ tục thông tin
CHƯƠNG 4. CÁC DỊCH VỤ CỦA GSM
KẾT LUẬN
PHỤ LỤC: CÁC TỪ VIẾT TẮT

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
LVDA An Ninh Trong Các Hệ Thống Thông Tin Di Động Đinh Xuân Hiệp, 74 Trang
Hướng Dẫn Sử Dụng Phần Mềm Kiểm Tra Ổn Định Mái Dốc Geo Slope, 53 Trang
Slide Tổng Quan Bất Động Sản & Thị Trường Bất Động Sản Nguyễn Tấn Bình
Giáo Trình Khai Thác, Kiểm Định, Sửa Chữa, Tăng Cường Cầu Gs Ts Nguyễn Viết Trung, 72 Trang
Bài Giảng Thiết Bị Đầu Cuối Vi Thị Ngọc Mĩ, 32 Trang
ĐHĐN Giáo Trình Quy Hoạch Đô Thị 2 Ths Tô Văn Hùng & Phan Hữu Bách, 28 Trang
KC 01 01 Công Nghệ Cứng Hóa Các Thuật Toán Mật Mã (NXB Hà Nội 2004) Nguyễn Hồng Quang, 71 Trang
ĐHĐN Giáo Trình Quy Hoạch Đô Thị 1 Ths Tô Văn Hùng & Phan Hữu Bách, 71 Trang
Căn Bản Về IP CNTT VNE, 16 Trang
BCVT Bài Tập Tiếng Anh Chuyên Ngành Điện Từ Viễn Thông Ths Nguyễn Quỳnh Giao, 86 Trang
Biên Dịch Nhân Linux Hoàng Ngọc Diêu, 42 Trang
LATS Nghiên Cứu Cải Thiện DIFFSERV QoS Trong Mạng IP Nguyễn Hồng Sơn, 36 Trang
ĐHBK Thực Hành Xử Lý Tín Hiệu Số Ts Đinh Đức Anh Vũ, 43 Trang
ĐHVI Ổn Định Động Lực Học Công Trình Nguyễn Trọng Hà, 95 Trang
Bài Giảng Kỹ Nghệ Phần Mềm Nguyễn Việt Hà, 75 Trang
ĐHHH Bài Giảng Hệ Thống Thông Tin Vệ Tin Ths Nguyễn Ngọc Sơn, 43 Trang
LVDA Các Phương Pháp Bão Mật Thông Tin (NXB Hà Nội 1999) Đăng Văn Hạnh, 74 Trang
Suy Nghĩ, Nhận Thức Và Công Việc (Hội Ký Xây Dựng) Nguyễn Đình Cống, 160 Trang
ĐHĐN Giáo Trình Môn Học Thí Nghiệm Động Cơ Ts Dương Việt Dũng, 43 Trang

więcej podobnych podstron

LVDA Mạng Thông Tin Di Động GSM Gv Phạm Công Hùng, 42 Trang

Document Outline