TỔNG QUAN HỆ THỐNG GSM
Lecturer: M.Eng. P.T.A. Quang
Nội dung
 Giới thiệu thông tin di động và GSM
 Cấu trúc hệ thống GSM
 Kênh truyền
 Sơ đồ khối thu phát và điều chế trong GSM
 Quy hoạch tần số

Giới thiệu
 Lịch sử:
 1G: hệ thống thông tin tương tự, dịch vụ hạn chế và không
cho phép roaming
 2G (GSM): hệ thống thông tin số tăng cường băng thông và
chất lượng dịch vụ. Nhu cầu Internet  2.5G (GPRS). Ngoài
ra còn có chức năng định vị, tin nhắn, các hệ thống báo hiệu
 3G: cải tiến công nghệ vô tuyến nhằm nâng cao chất lượng
dịch vụ
Giới thiệu
11/12/2012 4

1997
500
1000
2000
1000
2003
1500
400
2005
2000

Base Station Controller (BSC)
Base Transceiver Station (BTS)
Cấu trúc hệ thống GSM
Các thành phần SS và BSS
 SS gồm:
 MSC: thực hiện chức năng chuyển mạch
 HLR: trung tâm dữ liệu lưu trữ toàn bộ thông tin của các thuê bao
trong mạng
 VLR: chứa thông tin của các thuê bao trong vùng phục vụ của
MSC VLR chứa 1 phần thông tin của HLR
 AUC: cấp phép cho các thuê bao sử dụng mạng, kết nối với HLR
 EIR: thông tin thiết bị  chặn cuộc gọi từ các thiết bị mất cắp
 BSS gồm
 BSC: quản lý chức năng thông tin vô tuyến trong mạng GSM:
handover, cấp phát tần số, thông tin cấu hình cell
 BTS: điều khiển truyền thông vô tuyến với các MS. BSC điều khiển 1
nhóm BTS

Trung tâm giám sát mạng (NMC)
 Operation and Maintenance center (OMC): là trung tâm
giám sát kết nối với MSCs và BSCs qua mạng X.25 hoặc
TCP/IP
 Network Management Center (NMC): NMC tập trung
giám sát toàn bộ hệ thống trong thời gian dài, trong khi
OMC tập trung giám sát thời gian ngắn và địa phương
GSM-TDMA/FDMA
Cấu trúc burst (4 loại)
 Normal burst: truyền thông tin
3 3 57 1 1 26 57 8.25
TB CD S

S T1
2
…

T2
4
I T0
T1

T2

T3
…
.
…

…

T4
8
T4
9
T5
0
1 superframe = 51 (26 Frames) multiframes
1 hyperframe = 2048 superframes = 2715648 TDMA frames
1 trafic multiframe = 26TDMA frames 1 control multiframe = 51TDMA frames
……….
……….
……

tác động lên nhau (can nhiễu cận kênh)

Các vấn đề truyền dẫn
 Suy hao đa đường (multipath fading): xảy ra khi có nhiều
hơn 1 đường truyền phát giữa MS và BTS  có nhiều
hơn 1 tín hiệu tại đầu thu
 Rayleigh fading
 Time dispersion (tán xạ thời gian)
Các vấn đề truyền dẫn
 Rayliegh fading: xảy ra khi vật cản nằm gần đầu thu. Tín
hiệu thu là tổng của nhiều tín hiệu khác nhau về pha và
biên độ.
Các vấn đề truyền dẫn
 Time dispersion:
 tín hiệu phản xạ đến từ vật thể nằm xa anten thu.
 Gây ra ISI
Các vấn đề truyền dẫn
 Time alignment:
 MS được cấp 1 timeslot để truyền thông tin đến BTS. Nếu
lượng thông tin đó tràn sang slot kế cận  can nhiễu

Giải pháp
 Quy hoạch tế bào: giảm suy hao, shadowing, can nhiễu
đồng kênh và cận kênh
 Mã hóa kênh: phát hiện và sửa các lỗi trong chuỗi bit thu
bằng cách thêm vào một số bit trong bản tin.
 Interleaving: các bit lỗi thường xảy ra theo 1 chuỗi. Mã
hóa kênh thường chỉ phát hiện và sửa được các lỗi đơn
và chuỗi ngắn  các bit từ các bản tin khác nhau được
xếp xen kẽ

D
3
A4 B4
C
4
D
4
Giải pháp
 Antenna diversity: tận dụng nhiều anten thu để tăng tín
hiệu đầu thu.
Giải pháp
 Cân bằng thích nghi (adaptive equalization):
 MS và BTS chứa 8 chuỗi huấn luyện cho trước
 BTS thông báo chuỗi huấn luyện nào được chọn cho MS
 Khi truyền phát, MS và BTS chèn chuỗi huấn luyện vào thông tin
 Giả sử rằng kênh truyền tác động giống nhau lên mọi bit
 Bộ thu sẽ dự đoán kênh truyền và xử lí thông tin thu được
Giải pháp
 Nhảy tần (frequency hopping): để tránh rayleigh fading vì
rayleigh fading phụ thuộc tần số.
 Có 63 kiểu nhảy tần giả ngẫu nhiên
 2 loại nhảy tần:
 Baseband hopping: chuyển đổi giữa các tần số trên các thiết bị khác
nhau trong 1 cell
 Synthesizer hopping: chuyển đổi giữa các tần số trên cùng 1 thiết bị
trong 1 cell
Giải pháp
 Timing advance: giải quyết time alignment. MS có thể bắt
đầu truyền phát trước hoặc sau 1 khoảng thời gian (tính
bằng bit). Tối đa 63 bits tương đương bán kính 35km.