TRƯ
ỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNGBÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Nội dung: Mạng thông tin di động GSM
Giáo viên hướng dẫn: TS. Phạm Công Hùng
Sinh viên thực hiện : Lớp
:
HÀ NỘI, 1- 2005
b¸o c¸o thùc tËp
MỤC LỤC
M C L CỤ Ụ 2
L I NÓI UỜ ĐẦ 4
CH NG 1. C U HÌNH M NG GSM ƯƠ Ấ Ạ
5
1.1 Gi i thi u chung v m ng thông tin di ng GSMớ ệ ề ạ độ 5
1.1.1. V i nét l ch s v m ng GSMà ị ử ề ạ 5
1.1.2. Các ch tiêu k thu t c a m ng GSMỉ ỹ ậ ủ ạ 6
1.2. C u trúc h th ng GSMấ ệ ố 7
1.2.1. Phân h chuy n m ch SS ệ ể ạ 7
1.2.1.1. Trung tâm chuy n m ch các d ch v di ng c ng MSCể ạ ị ụ độ ổ 8
1.2.1.2. B ghi nh v th ng trú HLRộ đị ị ườ 8
1.2.1.3. B ghi nh v t m trú VLRộ đị ị ạ 9
1.2.1.4. Trung tâm nh n th c AUCậ ự 9
1.2.1.5. B ng ký nh n d ng thi t b EIRộ đă ậ ạ ế ị 9
1.2.2. Phân h tr m g c BSSệ ạ ố 9
1.2.2.1. Tr m thu phát g c BTSạ ố 10
1.2.2.2. B i u khi n tr m g c BSCộ đ ề ể ạ ố 10
1.2.2.3. B chuy n i mã v thích ng t c TRAUộ ể đổ à ứ ố độ 10

3.2.6. G i t MSọ ừ 34
3.2.7. G i n thuê bao MSọ đế 34
3.2.8. Cu c g i ang ti n h nh, nh v ộ ọ đ ế à đị ị 35
CH NG 4. CÁC D CH V C A GSMƯƠ Ị Ụ Ủ 36
4.1. D ch v tho i ị ụ ạ 36
4.2. D ch v s li uị ụ ố ệ 36
4.3. D ch v nh n tin ng n SMSị ụ ắ ắ 37
4.4. D ch v Wap ị ụ 37
4.5. Các d ch v m i c a GSM 2,5Gị ụ ớ ủ 37
K T LU NẾ Ậ 38
PH L C: CÁC T VI T T TỤ Ụ Ừ Ế Ắ 39
3
b¸o c¸o thùc tËp
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay trong cuộc sống hàng ngày thông tin liên lạc đóng một vai trò
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

- 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
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 –
5
b¸o c¸o thùc tËp
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

- 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.
- Trung tâm chuyển mạch và các thanh ghi định vị phải dùng hệ thống
báo hiệu được tiêu chuẩn hoá quốc tế.
6
b¸o c¸o thùc tËp
- 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)

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

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
9
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

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
10
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.

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.
12
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 ≈ d
2
.f
2
Ls (dB) = 33,4 (dB) + 20logF(MHz) + 20logd(km)

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 3,7µs 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.
MS
Độ nhạy máy thu
m
X + 15X + 10X
Dự
trữ
padinh
Giá trị trung bình cục
bộ
Chỗ trũng padinh
Giá trị trung bình chung
Cường độ tín hiệu thu (Rx), Fc = 900MHz
14
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 µs. 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 15µs phải ít
nhất nhỏ hơn 9 lần tổng các tín hiệu trong cửa sổ. Tỉ số này gọi là tỉ số sóng

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.
15
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
0
0
1

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
17
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

tối ưu
Kênh
(a) Không có phản xạ (b) có một phả n xạ
0
∆(t)
tt
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

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 577µs). 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:
20
b¸o c¸o thùc tËp

+ 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.
22
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

3
TB
3
GP
8,25
0,577 ms
156,25 bit
Các bit cố định “0”
142
TB
3
Các bit được mật
mã
39
Chuỗi đồng bộ
64
Các bit được mật
mã
39
TB
3
GP
8,25
23
TB
3
Chuỗi đồng bộ
41
Các bit được mật
mã

đường xuống, còn kênh RACH ở Ts
0
đường lên. Chu kỳ lặp 51 Ts.
- Ts
1
được sử dụng để sắp xếp các kênh điều khiển riêng SDCCH và
SACCH, chu kỳ lặp 102 Ts.
- Từ Ts
2
đến Ts
7
là các kênh lưu thông TCH, chu kỳ lặp 26Ts.
Các sóng mang khác (C
1
– C
n
): chỉ được sử dụng cho kênh lưu lượng
TCH, nghĩa là Ts
0
đến Ts
7
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
70 1 2 0 1 2 7 0 1 2
BSF FC S FCC CS C CSF C
BCH