Luận văn tốt nghiệp

11

mạch theo mạch
PLMN: mạng di động công cộng mặt đất

PSTN: Mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng

Hình 1.5: Mô hình của hệ thống GSM

II. CÁC KỸ THUẬT CƠ SỞ TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ
1. Giao diện vô tuyến và truyền dẫn
1.1. Giao diện vô tuyến
Trong GSM, giao diện radio sử dụng tổng hợp cả hai phương thức phân kênh
theo tần số và thời gian: FDMA (Frequency Division Multiple Access) cà TDMA
(Time Division Multiple Access). Trong FDMA, GSM sử dụng các băng tần tại 900
Mhz (gọi là GSM 900) và 1800 Mhz (gọi là GSM 1800). Để đơn giản hóa chỉ đề cập
đến GSM 900. Mỗi kênh được đặc trưng bở một tần số (sóng mang) gọi là kênh tần
số RFCH (Radio chanel) cho mỗi hướng thu phát, các tần số này cách nhau 200
MHz. Trong GSM 900, MS sử dụng 124 RFCH trong dãy tần 25Mhz (từ 890 đến 915
MHz) và BTS sử dụng 124 RFCH trong dãy tần từ 935 đến 960 Mhz để phát (tất
nhiên MS phát thì BTS thu và ngược lại). Tại mỗi tần số TDMA lại chia thành 8 khe
thời gian (time slot) tức là số kênh được tăng lên 8 lần. Trong tương lai, số khe sẽ
được tăng lên là 16. Một cặp RFCH (thu và phát) tại một khe thời gian được gọi là
một kênh vật lý. Một kênh được sử dụng để truyền một nhóm nhất đònh tham số
thông tin được gọi là kênh logic (logical chanel). Mỗi kênh vật lý được gán cho một
hoặc một số kênh logic. Các kênh được chia thành 2 loại:
- Kênh dùng để tải thông tin của thuê bao, như thoại, số liệu… được gọi là kênh
traffic TCH (traffic chanel). Có 2 loại tốc độ truyền trên TCH là tốc độ đầy đủ (full

tryền tải thông tin.
1.3. Truyền dẫn thông tin từ đầu cuối này đến đầu cuối kia của mạng GSM
Xét quá trình truyền dẫn các thông tin thoại cũng như phi thoại giữa người sử
dụng GSM với người sử dụng GSM khác hay với người sử dụng mạng điện thoại cố
đònh công cộng PSTN, mang số liên kết đa dòch vụ ISDN, mang số liệu công cộng
chuyển mạch gói PSPDN và mạng số liệu công cộng chuyển mạch theo mạch
CSPDN.
1.3.1. Truyền dẫn tiếng (thoại)
Nút cuối

Nút trung gian

Nút cuối

Mức thấp

Mức cao

Đường truyền

Luận văn tốt nghiệp

13

Truyền dẫn tiếng giữa một thuê bao GSM và một thuê bao PSTN. Có thể được
trình bày theo cấu trúc nhiều mặt phẳng truyền dẫn với mỗi mặt phẳng thể hiện một
dạng tín hiệu như hình 1.7. Hình 1.7: Trình bày tiếng

bò đầu cuối như sau:
- Mã hóa nguồn: biến đổi văn bản, hình ảnh, âm thanh thành các chữ số cơ hai
và ngược lại.
- Giao thức giữa 2 đầu cuối cho thông tin: tổ chức trang phiên và ngôn ngữ.
- Thể hiện thông tin cho người sử dụng bằng hiển thò tạo âm, in ấn… Các thiết
bò đầu cuối có thể là máy fax, máy tính cá nhân, đầu cuối máy tính, videotex v.v
Ta xét khả năng mang giữa các thiết bò đầu cuối. Biên giới giữa GSM trong
trường hợp này có thể là: PSTN (mạng điện thoại chuyển mạch công cộng), ISDN
(mạng số liên kết đa dòch vụ), PSPDN (mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói),
CSPDN (mạng sử dụng truyền dẫn bằng mạch) và thiết bò đầu cuối. Để kết nối GSM
với thế giới bên ngoài ta sử dụng 2 chức năng:
- Chức năng tương tác mạng IWF để kết nối GSM với mạng khác.
- Chức năng thích ứng đầu cuối TAF để thích ứng thiết bò đầu cuối với phần
truyền dẫn vô tuyến chung.
Các thiết bò giữa TAF và IWF không liên quan đến dòch vụ giữa các đầu cuối
và được gọi là khả năng mang. Trừ fax, các chức năng thích ứng phục thuộc vào các
khả năng mang và mạng số bên ngoài.
1.4. Truyền dẫn bên trong GSM
Phần bên trong của mạng truyền dẫn GSM nằm giữa một điểm nào đó bên
trong trạm di động (bên trong TAF đối với truyền số liệu hay ở nơi mà tiếng là một
tín hiệu âm thanh đối với truyền tiếng) và điểm tương tác giữa GSM với các mạng
bên ngoài. Vậy ta có thể coi truyền dẫn bên trong GSM được giới hạn bởi TAF và
IWF.
* Cấu trúc
Trước hết ta khảo sát các chức năng được đặt ở biên giới của GSM (IWF ở 1
phía, còn phía kia là TAF) sau đó sẽ khảo sát các phần bên trong GSM.
IWF là tập hợp các chức năng thực hiện các thích ứng cần thiết giữa GSM và
các mạng bên ngoài. Chức năng IWF rất hạn chế với đấu nối tiếng ở PSTN hoặc các
Luận văn tốt nghiệp



Thích ứng đầu cuối

Giao diện ISDN “S”

1

LPF

A/D

Bộ mã hóùa

BTS

RA 1
RA 2
RA0

Lấy mẫu

Tốc độ dò bộ ban đầu

Chẳng hạn: 300 hay 9600 bit/s
Đồng bộ

ĐB

Tốc độ trung gian
(8hay 16 kbit/s)

ngược lại để nhận tín hiệu tiếng mã hóa như ở đầu phát trước khi đưa vào bộ giải
điều chế.
 Truyền tiếng trên đoạn từ BTS – TRAU.
Ở đoạn này nếu TRAU đặt xa sẽ có thêm báo hiệu bổ sung vào tiếng để
truyền các thông tin điều khiển TRAU từ bộ điều khiển chuyển đổi mã từ xa RTH
1

LPF

A/D

Bộ mã hóùa

BTS

Luận văn tốt nghiệp

17

(Remote trancoder handler) đặt ở BTS đến TRAU ở BSC. Sẽ có 60 bit bổ sung vào
260 bit tiếng trong 20 ms nâng tổng số bit trong 20 ms lên 320 bit và tốc độ của
luồng số cho mỗi kênh sẽ đạt 16 kbit/s. Trong số 60 bit bổ sung sẽ có 4 bit để trống
để phân giữa các khung 20ms. Như vậy trong một khung 20ms chỉ có 316 bit mang
thông tin.
 Truyền dẫn trên đoạn TRAU đặt xa (ở BSC) đến MSC/IWF
Ở đoạn này sử dụng các đường truyền dẫn 64 kbit/s luật A theo tiêu chuẩn
G.711.
b) Truyền dẫn số liệu
Đối với truyền dẫn số liệu bên trong GSM có thể coi mạng này như là một
DTE phân bố, còn mạng bên ngoài như là DCE. Các giao diện DTE/DCE được thực

Chẳng hạn: 300 hay 9600
bit/s

Đồng bộĐệm

Đệ
mĐB

Tốc độ trung gian
(8hay 16 kbit/s)
Luận văn tốt nghiệp

18
Hình 1.10: Thích ứng tốc độ ISDN

- Chuyển đổi số liệu dò bộ vào đồng bộ.
Chức năng này được thực hiện ở RAO. Luồng số liệu dò bộ là một chuỗi các
ký tự thường được khở đầu bằng 1 bit “start” và kết thúc bằng 1 bit “stop”. Ở luồng
này không cần thiết các bit biên phải trùng với sườn trước của xung đồng hồ. RAO
có thể loại bỏ bit “stop” để đảm bảo đồng hồ (hình 1.11).





























Luồng dò bộ

Luồng đồng bộ

- Request to send: Thông báo cho modem rằng bộ điều khiển sẵn sàng gửi số
liệu.
- Data carrier detect: Chỉ thò rằng modem đã phát hiện ra sóng mang số liệu.
- Clear to send: Modem sẵn sàng phát.
Các thông tin này ở V110 được ghép vào luồng số cơ sở ở chức năng thích ứng
tốc độ, RA1, các bít thông tin bổ sung ở luồng ra RA1 được cho ở bảng 1.13.
Bảng 1.13: Các bit thông tin bổ sung ở V110
Tên bit Thông tin được truyền Chú thích
S1, S3, S6, S8
(hay SA)
Trạng thái mạch 108 (Data terminal ready)
hay 107 (Datta set ready) phụ thuộc vào
phương truyền.

S4, S9 Trạng thái mạch 105 (Requset to send hay
109 (Data carrier detect) phụ thuộc hướng
truyền

Luận văn tốt nghiệp

20

x Trạng thái 106 (Clear to send) Gửi 2 lần trong một
khung
E1, E2, E3 Tốc độ bit thực Biểu thức tốc độ bit
giữa hai đầu cuối
E4, E5, E6 Đồng hồ mạng độc lập (được sử dụng
trong các trường hợp đồng bộ để điều
khiển đồng hồ từ xa khi các modem không
được đồng bộ ở mạng truyền tải