ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC
Mục lục
Mục lục i
DANH MỤC HÌNH VẼ iii
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iv
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I 2
SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 2
1.1Sự phát triển từ GSM lên UMTS WCDMA 2
1.1.1GSM 2
1.1.2GPRS 2
1.1.3EDGE 4
1.1.4WCDMA hay UMTS/FDD 5
1.2Kết luân Chương I 9
CHƯƠNG II 10
MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM/GPRS 10
2.1Giới thiệu 10
2.2Cấu trúc của hệ thống GSM 10
2.2.1Hệ thống trạm gốc BSS 11
2.2.2Hệ thống chuyển mạch SS 11
2.2.3Trạm di động MS 12
2.2.4Hệ thống khai thác và bảo dưỡng mạng (OMC) 12
2.3Cấu trúc địa lý của mạng 12
2.4Quá trình xử lý các tín hiệu số và biến đổi vào sóng vô tuyến 13
2.5Giao diện vô tuyến (Um) 13
2.5.1Tổ chức các kênh vô tuyến 14
2.5.2Các loại kênh logic (Dữ liệu và điều khiển) 14
2.5.3Mã hóa kênh và điều chế 16
2.5.4Tổ chức khung trong GSM 16
2.5.5Truyền các kênh logic trên các kênh vật lý 17
2.6Mô tả quá trình thiết lập một cuộc gọi trong mạng GSM 17

3.3.4Điều khiển công suất và chuyển giao 41
3.4Lớp vật lý của W-CDMA 42
3.4.1Mở đầu 42
3.4.2Trải phổ và ngẫu nhiên hoá ở các kênh vật lý 43
3.4.3Các mã định kênh 44
3.4.4Các kênh vật lý đường lên và đường xuống 45
3.5Hoạt động của các kênh vật lý 51
3.6Cấu trúc mạng W-CDMA UMTS 52
3.6.1Cấu trúc tổng quát 52
3.6.2Các phần tử cơ bản của mạng W-CDMA UMTS và các giao diện 53
3.6.3Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS, UTRAN 55
3.7Giao diện vô tuyến (Uu) 57
3.8Thiết lập một cuộc gọi trong W-CDMA UMTS 57
3.9Các phiên số liệu của W-CDMA UMTS 59
3.10Kết luận chương III 60
KẾT LUẬN 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
VIENGNAKHONE HVCNBCVT
ii
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Tóm tắt quá trình phát triển lên WCDMA
2
Hình 1.2 kiến trúc GSM 2
Hình 1.3 Triển khai GPRS trên nền mạng GSM 3
Hình 1.4 kiến trúc 2.5G GPRS/EDGE 4
Hình 1.5 Triển khai EDGE 5
Hình 1.6 Triển khai WCDMA 6
Hình 1.7 Kiến trúc 3G-WCDMA R3 (R99) 7
Hình 1.8 Kiên trúc 3G-WCDMA R4 8

Hình 3.20. Giao diện giữa các lớp cao hơn và lớp vật lý 51
Hình 3.21. Cấu trúc tổng quát hệ thống W-CDMA trong 3GPP 1999 53
Hình 3.22. Các phần tử cơ bản của mạng W-CDMA UMTS 53
Hình 3.23. Cấu trúc UTRAN 55
Hình 3.24. Các chức năng logic của RNC đối với một kết nối UTRAN 56
Hình 3.25. Thủ tục thiết lập cuộc gọi ở W-CDMA UMTS 58
VIENGNAKHONE HVCNBCVT
iii
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
A/D Analog/Digital Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự
thành số
AGC Automatic Gian Control Tư điều khuếch
AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập
AICH Acquisition Indication Channel Kênh chỉ thị bắt
ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền không đồng bộ
AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực
BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BSIC Basic station Indentity Code Mã nhận dạng trạm gốc
BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc
CD/CA-ICH Collision Detection/Channel Kênh chỉ thị ấn định kênh/Phát
Assignment Indicator Channel hiện xung đột
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
CN Core Network Mạng lõi
CPCH Common Physical Channel Kênh vật lý chung
CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung
CRC Cyclic Redundancy Check Mã dịch vòng
CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh
CSCF Call state Controll Function Chức năng điều khiển trạng thái

GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp
GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động toàn
Communication cầu
GTP GPRS Tunneling Protocol Giao thức xuyên đường hầm
GPRS
HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú
HSCSD High Speed Circuit Switched Số liệu chuyển mạch kênh số liệu
Data cao
HSS Home Subscriber Server Dịch vụ thuê bao thường trú
(Đăng ký thường trú)
IF Intermediate Frequency Trung tần
IMSI Internation Mobile Station Nhận dạng trạm di động quốc tế
Identity
IP Internet Protocol Giao thức Internet
ISDN Integrated Service Digital Mạng số liên kết đa dịch vụ
Network
IWF Interworking Function Chức năng tương tác mạng
LAI Location Area Identity Nhận dạng vùng định vị
MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập trung gian
MCC Mobile Country Code Mã nước
ME Mobile Equipment Thiêt bị di động
MGCF Media Gateway Control Chức năng điều khiển cổng các
Function phương tiện
MGW Media Gateway Cổng các phương tiện
MNC Mobile Network Code Mã mạng
MRF Multimedia Resuorce Function Chức năng tài nguyên đa phương
Tiện
MS Mobile Station Trạm di động
MSC Mobile Service Switching Center Trung tâm chuyển mạch các dịch
Vụ di đông

PSK Phase Shift Keying Khóa dịch pha
PSPDN Packet Switch Public Data Mạng số liệu công cộng chuyển
Network mạch gói
PSTN Public Switch Telephone Mạng điện thoại chuyển mạch
Network công cộng
QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vuông góc
RAB Radio Access Bearer Vật mạng truy nhập vô tuyến
RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
RANAP Radio Access Network Phần ứng dụng mạng truy nhập
Application Part vô tuyến
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến (cao tần)
RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến
RSC Recursive Systematic Bộ mã hóa xoắn hệ thống hồi quy
Convoltional
R-SGW Roaming Signaling Gateway Cổng báo hiệu chuyển mạng
S-CCPCH Secondary Common Control Kênh vật lý điều khiển chung thứ
Physical Channel cấp
SCH Synchronous Channel Kênh đồng bộ
SF Spreading Factor Hệ số trải phổ
SGSN Serving GPRS Support Note Điểm hỗ trợ GPRS phục vụ
SMS-GMSC Short Message Service Tổng đài di động có cổng cho
Gateway Mobile Switching dịch vụ bản tin ngắn
Center
SMS-IWMSC Short Message Service Tổng đài di động liên mạng cho
Interworking mobile dịch vụ bản tin ngắn
Switching Center
SRNC Serving Radio Network Bộ điều khiển mạng vô tuyến
Controller dịch vụ
TCP Tranmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn

gia tăng mạnh mẽ. Khái niệm mạng thế hệ mới 3G – WCDMA ra đời cùng với việc tái
kiến trúc mạng, tận dụng tất cả các ưu thế về công nghệ tiên tiến nhằm đưa ra nhiều
dịch vụ mới, góp phần giảm chi phí khai thác và đầu tư ban đầu cho các nhà kinh
doanh.
Với mong muốn tìm hiểu kỹ hơn về 3G – WCDMA trong di động nên em đã
chọn đề tài đồ án tốt nghiệp: “ Nghiên cứu mạng thông tin di động 3G – WCDMA”
Nội dung các đồ án bao gồm các nội dung:
- Nghiên cứu xu hướng phát triển của mạng thông tin di động
- Mạng thông tin di động GSM/GPRS
- Mạng thông tin di động 3G – WCDMA
Qua đây, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy
giao TS. Nguyễn Quý Sỹ trong quá trình em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của minh.
Do hạn chế về trình độ và thời gian, đồ án của em không khỏi tránh được nhiều
khiếm khuyết, hy vọng sau khi ra trường, bằng kiến thức thực tế em sẽ có điều kiện
tìm hiểu sâu sắc hơn.
Hà Nọi, Ngày 14 tháng 11 năm 2008
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG I
SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1 Sự phát triển từ GSM lên UMTS WCDMA
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) là một tiêu chuẩn thông
tin di động thế hệ 3 của IMT-2000 được phát triển chủ yếu bởi Châu Âu. Mục dích của
WCDMA là cho phép các mạng cung cấp khả năng chuyển vùng toàn cầu và để hỗ trợ
một dải rộng các dích vụ thoại, số liệu và dích vụ đa phương tiện. Các mạng WCDMA
mới được xây dựng trên sự thành công của GSM và tận dụng cơ sở hạ tầng sẵn có của
những nhà khai thác GSM. Quá trình phát triển về dích vụ và mạng là từ mạng GSM
hiện này,qua giai đoạn phát triển GPRS và cuối cùng tiến lên mạng WCDMA. Quá
trình này có thể tóm tắt bằng sơ đồ sau:
Hình 1.1 Tóm tắt quá trình phát triển lên WCDMA
1.1.1 GSM

115kbps). Hạ tầng mạng đã triển khai là rất lớn. Nhà khai thác muốn tận dụng tối đa
hạ tầng hiện có cho dịch vụ dư liệu.
Về kỹ thuật, hệ thống mạng truy nhập của GSM được giữ nguyên và chỉ cần
nâng cấp phần mềm. Cụ thể BTS, BSC phải được nâng cấp phần mềm, MS phải có
chức năng GPRS. Phân hệ mạng lõi được bổ xung thêm phần chuyển mạch gói với hai
nút chính: nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) và nút hỗ trợ cồng GPRS (GGSN). Bằng
cách này, với nâng cấp không đáng kể, hệ thông có thể cung cấp dịch vụ số liệu gói
cho thuê bao di động rất thích hợp với các dịch vụ số liệu không đối xứng. Với nhà
khai thác GSM khi họ triển khai GPRS cần thực hiện:
Triển khai Thực hiện
Mới
Mạng lõi chuyển mạch gói(SGSN, GGSN)
Giao diện mới Gb giữa BSC-SGSN
Điều chỉnh
Phần cứng và phần mềm BSC, tính cước…
Dùng lại
Phổ tần đang sử dụng.
Mạng lõi chuyển mạch kênh (MSC/HLR/AuC)
Giao diện vô tuyến (MS-BTS)
Giao diện (BSC-MSC)
Hình 1.3 Triển khai GPRS trên nền mạng GSM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU
1.1.3 EDGE
EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) là một kỹ thuật truyền dẫn
3G đã và GSM. EDGE tái sử dụng băng tần sóng mang và cấu trúc khe thời gian của
GSM, và được thiết kế nhằm tăng tốc độ số liệu của người sử dụng trong mạng GPRS
hoặc HSCSD bằng cách sử dụng các hệ thống điều chế cao cấp và các công nghệ tiên
tiến khác. Vì vậy, cơ sở hạ tầng và thiết bị đầu cuối phù hợp với EDGE hoàn toàn
tương thích với GSM và GPRS.
Nhờ vào các hệ thống mã hóa và điều chế tương thích, tốc độ bit tối ưu có thể

Thực tế, việc tăng tốc độ dữ liệu trên giao diện vô tuyến đòi hỏi thiết kế lại các
phương thức truyền dẫn vật lý, khuôn dạng khung, giao thức báo hiệu tại các giao diện
mạng khác nhau. Do vậy, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể về tốc độ dữ liệu để lựa chọn
phương án nâng cấp hệ thống nhằm tăng tốc độ dữ liệu trên các giao diện A-bis.
Với các nhà khai thác GSM /GPRS khi triển khai EDGE thực hiện:
Triển khai Thực hiện
Mới Điều chế, mã hóa, máy thu phát vô tuyến
Điều chỉnh Phần cứng và phần mềm, nâng cấp mạng lõi gói,
Dùng lại Độ rộng bằng sóng mang, quy hoạch mạng vô tuyến
Hình 1.5 Triển khai EDGE
1.1.4 WCDMA hay UMTS/FDD
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) là một công nghệ truy
nhập vô tuyến được phát triển mạnh ở Châu Âu. Hệ thống này hoạt động ở chế độ
FDD và dựa trên kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS-Direct Sequence Spread
Spectrum) sử dụng tốc độ chip 3,84 Mcps bên trong băng tần 5MHz. Băng tần rộng
hơn và tốc độ trải phổ cao làm tăng độ lơi xử lý và một giải pháp thu đa đường tốt hơn,
đó là đặc điểm quyết định để chuẩn bị băng tần cho IMT-2000.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU
WCDMA hỗ trợ trọn vẹn cả các dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói
tốc độ cao và đảm bảo sự hoạt động đồng thời của các dịch vụ hỗn hợp với chế độ gói
hoạt động ở mức hiệu quả nhất. Hơn thế, WCDMA hỗ trợ các tốc độ số liệu của người
sử dụng có tính thay đổi cao, dựa trên thủ tục điều chỉnh tốc độ, trong đó tỷ lệ dung
lượng số liệu giữa những người sử dụng có thể thay đổi từ khung này qua khung khác.
Chuẩn WCDMA hiện thời sử dụng phương pháp điều chế QPSK, một phương
pháp điều chế tốt hơn 8-PSK nhiều, cung cấp tốc độ số liệu đỉnh là 2Mbps với chất
lượng truyền tốt trong vùng phủ rộng.
WCDMA là công nghệ truyền dẫn vô tuyến mới với mạng truy nhập vô tuyến
mới, được gọi là UTRAN, bao gồm các phần tử mạng mới như RNC (Radio Network
Controller) và NodeB ( tên gọi trạm gốc mới trong UMTS).
Nhưng cần chú ý rằng mạng lõi GPRS/EDGE có thể được sử dụng lại và các

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU
Hình 1.8 Kiên trúc 3G-WCDMA R4
3GPP R5 (IMS):
Hình 1.9 Kiến trúc 3G-WCDMA R5
Đây là giải pháp sử dụng mạng lõi toàn IP. Có thể được truyền trên ATM. Như
vậy vai trò của mạng truy nhập vô tuyên chỉ là thành giao điện vô tuyến của 3G, Mạng
lõi IP có thể tương thích với bất kỳ công nghệ truy nhập vô tuyến nào: WCDMA,
cdma 2000, EDGE…
Hệ thống hoàn toàn không còn phần chuyển mạch kênh, Thoại cũng được
truyền trên IP, Như vậy công nghệ này sẽ còn phụ thuộc rất nhiều vào sự phát triển
của VoIP.
3GPP R6:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU
Hình 1.10 Sự phát triển của mạng 3GPP
Đang được tiếp tục nghiên cứu để khắc phục những nhược điểm của 3GPP R5
Như vậy ta đã có cái nhìn tổng quát về sự phát triển của mạng thông tin di
động. Ta có thể thấy NGN được sử dụng như thế nào trong các mạng di động:
-Theo hướng WCDMA:
Đến UMTS R4:
 NGN trong vùng CS với sự phân chia của các lớp điều khiển và lớp ứng dụng.
 Trung tâm chuyển mạch tách thành 2 khối chức năng: Server và Media
Gateway
 Hình thức vận chuyển ATM và IP thay vì TDM
1.2 Kết luân Chương I
Trong chương I đã trình bày tóm tắt quá trình phát triển từ GSM lên WCDMA,
trình bày về sự phát triển của các phiên bản trong hệ thống thông tin di động và các
kiến trúc của các phiên bản 3GPPR99, 3GPPR4, 3GPPR5 và 3GPPR6 được trình bày
chi tiết nhằm sang tỏ xu hướng hội tụ của các công nghệ 3G.Một số giải pháp của các
nhà cung cấp thiết bị di động chính trên thế giới được giới thiệu các ứng dụng thực
tiễn đã và đang được triển khai trên hệ thống mạng di động toàn cầu.

ấn định kênh vô tuyến trong toàn bộ thời gian thiết lập cuộc gọi và giải phóng kênh khi
kết thúc cuộc gọi. BSC thực hiện các quá trình chuyển giao (Handover) giữa các BTS.
Một BSC có thể quản lý hàng chục BTS.
TRAU có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu thoại thành luồng số tốc độ 64 kbit/s để
truyền từ BSC đến MSC, TRAU tiếp nhận các khung số liệu 16 kbit/s từ giao diện
Abis giữa BTS và BSC, và nó định dạng lại thông tin của mỗi luồng số liệu thành dạng
A-TRAU để truyền đi trên giao diện A giữa BSC và MSC. TRAU thường được đặt
cùng vị trí với BSC.
2.2.2 Hệ thống chuyển mạch SS
Tổng đài di động MSC (Mobile Switching Center) thực hiện chức năng chuyển
mạch cho các thuê bao di động thông qua trường chuyển mạch của nó. MSC quản lý
việc thiết lập cuộc gọi, điều khiển cập nhật vị trí và thủ tục chuyển giao giữa các MSC.
Việc cập nhật vị trí của thuê bao cho phép tổng đài di động MSC nhận biết được vị trí
của các thuê bao di động trong qúa trình tìm gọi trạm di động MS. MSC có tất cả các
chức năng của một tổng đài cố định như tìm đường, định tuyến, báo hiệu,… Điều khác
biệt giữa tổng đài của mạng cố định (PSTN, ISDN, …) và MSC là MSC thực hiện xử
lý cho các thuê bao di động, thực hiện chuyển vùng giữa các Cell.
Chức năng của tổng đài MSC ngoài việc kết nối với các phần tử của mạng di
động nó còn kết nối với các phần tử của mạng khác như mạng điện thoại cố định
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU
PSTN, mạng ISDN, mạng truyền số liệu PSPDN, CSPDN và mạng di động mặt đất
công cộng PLMN khác. MSC thưc hiện chức năng trên gọi là MSC cổng (GMSC).
Các GMSC làm thêm nhiệm vụ chuyển đổi giao thức để phù hợp với từng loại mạng.
Tổng đài cổng cung cấp các dịch vụ kết nối từ mạng di động đến các mạng
khác (di động hoặc cố định), GMSC phục vụ cuộc thộng tin từ mạng khác vào mạng
GSM và từ mạng GSM ra mạng khác, trước hết các cuộc gọi được định tuyến đến
GMSC bất kể MS đang ở đâu, sau đó GMSC hỏi HLR thông tin về MS.
HLR (Home Location Register) – Bộ đăng ký thường trú: chứa đẩy đủ các
thông tin liên quan đến việc đăng ký dịch vụ và vị trí của các thuê bao. HLR có thể
tích hợp ngay trong MSC hoặc đứng độc lập.

(GMSC). Một mạng GSM được chia ra nhiều vùng phục vụ mỗi vùng do một hoặc
một vài MSC quản lý. Các thuê bao di chuyển trong vùng không cần cập nhật lại ví trí
đến các HLR mà chỉ thay đổi vị trí ở VLR ( khi MS chuyển từ vùng định vị này sang
vùng định vị khác trong vùng phục vụ).
Một vùng phục vụ thì được thành nhiều vùng định vị mỗi vùng định vị thường
được quản lý bởi một BSC.
Khi có tín hiệu tìm gọi một thuê bao thì nó được phát trong một vùng định vị.
Khi một thuê bao dịch chuyển từ vùng định vị này sang vùng định vị khác thì phải cập
nhật lại vị trí tại VLR.
Một vùng định vị thì bao gồm nhiều cell (ô) mỗi ô được phủ sóng bởi một BTS.
Khi một thuê bao dịch chuyển từ một ô này sang một ô khác trong một vùng định vị
thì không cần cập nhật lại vị trí trong thanh ghi VLR, nhưng phải thực hiện điều khiển
chuyển giao.
Như vậy cấu trúc địa lý của hệ thông GSM là cấu trúc phân lớp nó tiện lợi cho
việc quản lý, định tuyến cuộc gọi.
2.4 Quá trình xử lý các tín hiệu số và biến đổi vào sóng vô tuyến

Hình 2.3 Xử lý tín hiệu số và biến đổi vào sóng vô tuyến ở MS.
Ở máy phát, tiếng từ micro qua bộ lọc thông dải 0,3 ÷ 3,4 kHz đưa vào bộ
A/D. Tại A/D tiến hành lấy mẫu (8000 mẫu/s), sử dụng 13 bit để mã hóa tương ứng
tốc độ 8000 × 13 = 104 kbit/s.
Tín hiệu 13 bit, 8000 mẫu/s được chia ra các khoảng 160 mẫu/20ms (chia
8000 mẫu/s thành 50 đoạn) đưa vào mã hóa tiếng.
Sau mã hóa tiếng dòng số ra là 260bit/20ms (tốc độ 13kbit/s), 260 bit này
được phân cấp theo tầm quan trong và được mã hóa kênh, sau mã hóa kênh, tín hiệu
được ghép xen, mật mã hóa, lập khuôn cụm và sau đó tín hiệu được điều chế vào
sóng mang trong dải tần GSM.
Ở máy thu tiến hành giải điều chế, cân bằng Viterbi. Bộ cân bằng này có khả
năng xây dựng mô hình kênh truyền sóng ở mọi thời điểm để giảm tỉ lệ lỗi bit do
ảnh hưởng pha đinh nhiều tia của đường truyền vô tuyến. Bộ cân bằng này cũng

- Kênh vật lý: Dây xoắn, cáp đồng trục, mỗi khe thời gian. Đây là các kênh
thực có thể đo kiểm, quản lý bằng các tham số cụ thể như là băng thông, độ suy
hao
Trong GSM, mỗi khe thời gian được coi là một kênh vật lý. Tổng số kênh
vật lý trong hệ thống GSM 124 kênh một kênh có 8 khe thời gian, vậy được 124 × 8
= 992 kênh vật lý.
- Kênh logic: là các kênh ảo, mỗi kênh logic truyền tin tức phục vụ một chức
năng nhất định. Các kênh logic này được đạt vào các kênh vật lý để truyền đi, một
hoặc nhiều kênh logic được truyền trên một kênh vật lý. Trong mạng GSM có rất
nhiều các kênh logic, kênh truyền đồng bộ, tìm gọi, báo hiệu là các kênh ảo, chỉ khi
truyền thì mới sử dụng một kênh vật lý để truyền.
2.5.2 Các loại kênh logic (Dữ liệu và điều khiển)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU
Hình 2.4 Cấu trúc các kênh logic ở giao diện vô tuyến.
Kênh dữ liệu: TCH (Traffic Channel) toàn tốc 22,8kbit/s, TCH bán tốc
11,4kbit/s, gọi là kênh lưu thông (lưu lượng).
Các kênh điều khiển: Các kênh báo hiệu và điều khiển được chia thành ba
loại: các kênh điều khiển quảng bá, chung và dành riêng.
Kênh quảng bá BCH.
- Kênh hiệu chỉnh tần số (FCCH: Frequency Correction Channel) các kênh
này mang thông tin hiệu tận số cho các trạm MS. Đó là kênh đường xuống từ một
điểm đến đa điểm.
- Kênh điều khiển đồng bộ SCH (Synchironization Channel) kênh này mang
thông tin để đồng bộ bít, đồng bộ khe thời gian, khung thơi gian cho MS và giúp
MS nhận dạng ô đang quản lý mình (BTS) bằng mã nhận dạng ô. Đó là kênh đường
xuống, từ một điểm đến đa điểm.
- Kênh điều khiển quảng bá (BCCH: Broad Casting Control Channel) kênh
này phát quảng bá các thông tin chung về ô. Đây là kênh đường xuống từ một điểm
đến đa điểm. Kênh điều khiển chung (CCCH: Commom Control Channel).
- Kênh tìm gọi PCH (Paging Channel): Kênh này là kênh đường xuống từ

này. Thuật toán được sử dụng không giống nhau cho thoại và các tốc độ truyền số
liệu khác nhau. Phương pháp sử dụng cho mã hóa khối như sau.
Hệ thông GSM sử dụng mã hóa tiếng nói (Vocoder) với một khối 260bit cho
chu kỳ 20ms mẫu thoại. Thông qua việc kiểm tra thực tế các đối tượng. người ta chỉ
ra rằng trong khối 260bit đó có một số bit quan trọng hơn một số bit khác trong
việc đánh giá chất lượng tiếng nói. Các bit được chia thành 3 lớp:
Lớp Ia gồm 50bit – nhạy cảm với các bit lỗi.
Lớp Ib gồm 132bit – nhạy cảm ở mức độ thấp hơn đối với các bit lỗi.
Lớp II gồm có 78 bit còn lại – ít nhạy cảm nhất với các bit lỗi.
Ở lớp Ia có 3 bit được chèn vào theo chu kỳ để phát hiện lỗi. Nếu có một lỗi
nào được phát hiện, khung này được coi là bị lỗi và bị bỏ qua và được thay thế
bằng một phiên bản suy giảm của khung thu được chính xác trước đó. 53bit của lớp
Ia này cùng với 132bit của lớp Ib và 4bit đầu tiếp theo (tổng công là 189bit) được
đưa vào bộ mã hóa xoắn tốc độ 1/2 và độ dài bắt buộc là 4. Mỗi một bit được mã
hóa thành 2bit ra dựa trên sự kết hợp của 4bit vào trước đó. Bộ mã hóa xoắn có lỗi
ra là 378bit và thêm vào 78bit lớp II đã được bảo vệ. Như vậy các mẫu 20ms tiếng
nói được mã hóa thành 45bit có tốc độ 22,8kbit/s.
Để bảo vệ chống lại nhiễu vô tuyến của các nhóm, mỗi mẫu ở trên được chèn
chéo. Lối ra 456bit sau bộ mã hóa xoắn được chia thành 8 khe khối, mỗi khối là
57bit, các khối này được truyền trên 8 nhóm khe thời gian liên tiếp. Mỗi khe thời
gian liên tiếp có thể truyền 2 khối 57bit (một cụm), mỗi nhóm truyền tải lưu lượng
từ 2 mẫu tiếng nói khác nhau (ghép xen) mỗi khe thời gian truyền thông tin của một
cụm có chiều dài là 156,25bit được truyền trong 0,577ms. Tín hiệu số này được
điều chế bởi tần số sóng mang tương tự sử dụng khóa điều chế GAUSS tối thiểu
GMSK.
2.5.4 Tổ chức khung trong GSM
Để một MS có thể đồng bộ được khung tại các thời điểm truy nhập ngẫu
nhiên thi mỗi khung phải có trường chỉ số thứ tự của mình. Để tiết kiệm bit của
trường chỉ số thứ tự người ta tổ chức khung thành các đa khung, các siêu khung và
siêu siêu khung.

gửi đi một một yêu cầu nhận thực đối với trạm di động MS. Các yêu cầu nhận thực
sẽ được gửi tới trạm gốc BSS thông qua đường báo hiệu. Trạm thu phát gốc BTS sẽ
làm nhiệm vụ truyền các yêu cầu này tới MS trên kênh điều khiển chuyên dụng độc
lập SDCCH.
MS trả lời nhận thực:
Trạm di động MS trả lời yêu cầu nhận thực bằng một đáp ứng nhận thực.
Đáp ứng trả lời nhận thực của MS sẽ được trạm thu phát gốc BTS chuyển tới trung
tâm chuyển mạch BSC trên đường báo hiệu vô tuyến.
Yêu cầu mã hóa:
Sau quá trình nhận thực được hoàn thành (quá trình nhận thực được thực
hiện với các thuật toán và khóa bảo mật dùng trong GSM là A
3
, A
4
, A
8
và k
i
), MSC
sẽ gửi đến BSC một lệnh yêu cầu mã hóa quá trình trao đổi thông tin giữa MS và
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU
MSC (Ciphering Mode: Chế độ mã hóa). Quá trình này được thiết lập hay không là
phụ thuộc vào BSC và MSC thiết lập chế độ mã hóa là ON hay OFF. Nếu chế độ
mã hóa là ON thì thuật toán A5.2 và k
i
được sử dụng.
Hoàn thành quá trình mã hóa:
MS trả lời hoàn thành quá trình mã hóa bằng cách gửi bản tin thực hiện xong
qua trình mã hóa (Ciphering Mode Complete).
MS thiết lập cuộc gọi:

khiển chuyên dụng độc lập SDCCH:
Nhận được bản tin ấn định kênh, BSS sẽ xử lý bản tin và ngay lập tức ấn
định một kênh SDCCH. Việc ấn định này sẽ được mã hóa và truyền trên cho phép
truy nhập GACH. Trạm di động MS được ấn định một kênh SDCCH và truyền một
bản tin kiều cân bằng không đồng bộ tổ hợp SABM trả lời nhắn tin. Sau khi được
xử lý tại phần BSS, bản tin trả lời tìm gọi được gửi tới MSC.
Yêu cầu nhận thực:
Sau khi nhận được bản tin trả lời tìm gọi, tổng đài di động MSC sẽ gửi đi
một yêu cầu nhận thực đối với trạm di động MS. Yêu cầu nhận thực được gửi tới
trạm gốc BSS thông qua đường báo hiệu. Trạm thu phát gốc BTS sẽ làm nhiệm vụ