Luận văn tốt nghiệp

1

CHƯƠNG 1
CÁC KỸ THUẬT CƠ SỞ VÀ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH TRONG
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI SỐ

I. CÁC BỘ PHẬN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ
1. Giới thiệu
- Mạng viễn thông tổ ong là một trong các ứng dụng kỹ thuật viễn thông có
nhu cầu lớn nhất và phát triển nhanh nhất.
- GSM (Global system for mobile communication – hệ thống thông tin di động
toàn cầu) với tiêu chuẩn thông số toàn Châu Âu mới, sẽ giải quyết sự hạn chế dung
lượng hiện nay. Thực chất dung lượng sẽ tăng 2 – 3 lần nhờ việc sử dụng tần số tốt
hơn và kỹ thuật ô nhỏ, do vậy số thuê bao phục vụ sẽ tăng lên.
- Lưu động là hoàn toàn tự động, bạn có thể đem máy di động của mình khi đi
du lòch và sử dụng ở một nước khác. Hệ thống sẽ tự động cập nhật thông tin về vò trí
của bạn cho hệ thống tại nhà bạn. Bạn cũng có thể gọi đi và nhận cuộc gọi đến mà
người gọi không cần biết vò trí của bạn. Ngoài tính lưu động quốc tế, tiêu chuẩn
GSM còn cung cấp một số tính năng như thông tin tốc độ cao, faxcimile và dòch vụ
thông báo ngắn. Các máy điện thoại di động sẽ ngày càng nhỏ hơn và tiêu thụ ít
công suất hơn các thế hệ trước chúng.
- Tiêu chuẩn GSM được thiết kế để có thể kết hợp với ISDN và tương thích với
môi trường di động. Nhờ vậy tươnng tác giữa hai tiêu chuẩn này đảm bảo.
- Năm 1982 GSM bắt đầu phát triển khi các nước Bắc Âu gửi đề nghò đến
CEPT để quy đònh một dòch vụ viễn thông chung Châu Âu ở 900MHz.
- Từ năm 1982 đến năm 1985 người ta bàn luận về việc xây dựng một hệ
thống số hay tương tự. Năm 1985 quyết đònh hệ thống số. Bước tiếp theo là chọn lựa
giải pháp băng hẹp và băng rộng.
- Năm 1986 một cuộc kiểm tra ngoài hiện trường đã được tổ chức tại Paris các


Luận văn tốt nghiệp

3

NSS: Mạng và hệ thống con chuyển mạch
BSS: Hệ thống con trạm gốc
OSS: Hệ thống con khai thác
MS: Trạm di động
Hình 1.1: Cấu trúc chung của GSM

1.1. Hệ thống con chuyển mạch (SS)
Hệ thống con chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của
GSM cũng như 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.
1.1.1. 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 hệ thống con BSS, mặt khác giao tiếp với mạng ngoài. MSC
làm nhiệm vụ giao tiếp với mạng ngoài gọi là MSC cổng. Việc giao tiếp với mạng

VLR là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng GSM. Nó được nối 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 vò 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.
1.1.4. GMSC
SS có thể chứa nhiều MSC, VLR, HLR. Để thiết lập một cuộc gọi đến người
sử dụng GSM, trước hết cuộc gọi phải được đònh tuyến đến một tổng đài cổng được
gọi là GMSC mà không cần biết đến hiện thời thuê bao đang ở đâu.
- Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thông tin về vò trí của thuê bao và đònh
tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm hiện thời (MSC tạm
trú).
- Để vậy, trước hết 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 thông qua giao diện này nó làm nhiệm vụ cổng để kết nối các
mạng bên ngoài với mạng GSM. Ngoài ra tổng đài này cũng có giao diện báo hiệu
số 7 (CCS No7) để có thể tương tác phần tử khác của SS. Về phương diện kinh tế
không phải bao giờ tổng đài cổng cũng đứng riêng mà thường được kết hợp với
MSC.
Luận văn tốt nghiệp

51.2. Hệ thống con BSS
Có thể nói BSS là một hệ thống các thiết bò đặc thù riêng cho các tính chất tổ
ong vô tuyến của GSM. BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động (MS) thông
qua giao diện vô tuyến, vì thế nó bao gồm các thiết bò phát và thu đường vô tuyến
và quản lý các chức năng này. Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng đài
SS. Tóm lại BSS thực hiện đấu nối các MS với các người sử dụng viễn thông khác.


NSS

Luận văn tốt nghiệp

6
Hình 1.3: Các phần tử của BSS

1.2.1. BTS
Một BTS bao gồm các thiết bò 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 bò mà ở
đó quá trình mã hóa 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
OSS

BSC

N
BTS
BTS
BTS
BSS

Giao diện Abis


Fax.
- 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 thiết bò đầu cuối với
kết cuối di động. Cần sử dụng bộ thích ứng đầu cuối khi giao diện ngoài trạm di
Luận văn tốt nghiệp

8

động tuân theo tiêu chuẩn ISDN để đấu nối đầu cuối, còn thiết bò đầu cuối lại có thể
giao diện đầu cuối modem. Cấu trúc chức năng của trạm di động cho ở hình 1.4. Hình 1.4: Cấu trúc chức năng một trạm di động

1.4. Hệ thống con khai thác OSS
OSS thực hiện ba chức năng chính sau:
- Khai thác và bảo dưỡng mạng
- Quản lý thuê bao và tính cước
- Quản lý thiết bò di động
1.4.1. 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 (handover) giữa 2
ô…, nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ chất lượng của dòch vụ mà
họ cung cấp cho khách hàng và kòp 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 thời, chuẩn
bò tăng lưu lượng trong tương lai để tăng vùng phủ. Việc thay đổi mạng có thể thực
hiện “mềm” qua báo hiệu (chẳng hạn thay đổi thông số handover để thay đổi biên
Đầu cuối
di động

(Operation and maintenance center: trung tâm khai thác và bảo dưỡng).
1.4.2. 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 dòch vụ và các tính năng bổ sung. Nhà khai thác có thể thâm nhập được tất cả
các thông số nói trên. Một nhiệm vụ quan trọng khác của khai thác 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. Quản lý thuê bao ở mạng GSM chỉ liên quan đến HLR và
một số thiết bò OSS riêng chẳng hạn mạng nối HLR với các thiết bò giao tiếp người
máy ở các trung tâm giao dòch với thuê bao. Sim card cũng đóng vai trò như một bộ
phận của hệ thống quản lý thuê bao.
1.4.3. Quản lý thiết bò di động
Luận văn tốt nghiệp

10

Quản lý thiết bò di động được bộ đăng ký nhận dạng thiết bò EIR (Equipment
Idnetity Register) thực hiện. EIR lưu giữ tất cả các giữ 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 bò. Một thiết bò không được phép sẽ bò cấm.
Lưu ý: Khác với thiết bò, sự được phép của thuê bao được AUC xác nhận. Ở GSM
EIR được coi là hệ thống con SS.
Sơ đồ mô hình của hệ thống GSM cho ở hình 1.5. AUC: Trung tâm nhận thực
VLR: Bộ ghi đònh vò trí tạm trú
MSC: Trung tâm chuyển mạch các dòch vụ
di động
BTS: Trạm thu phát gốc


PSPDN

CSPDN

PSTN

PLMNTruyền báo
hiệu

Truyền lưu
SS

BSS