Đồ Án Tốt Nghiệp
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Phạm Minh Tân, Số hiệu sinh viên: BCA06 – 6050
Lớp: K3 – T36, Khoa: Điện tử viễn thông
1. Đầu đề đồ án: "Tổng quan về mạng thông tin GSM
và ứng dụng báo hiệu số 7"
Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
2. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………
3. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ):
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
4. Họ và tên thầy giáo hướng dẫn: Vũ Đức Thọ
5. Ngày giao nhiệm vụ và đồ án: … … ……
6. Ngày hoàn thành đồ án:
Ngày ……tháng…… năm
Chủ nhiệm bộ môn Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng năm
Cán bộ phản biện
SV :Phạm Minh Tân
Đồ Án Tốt Nghiệp
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Đồ Án Tốt Nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của xã hội là nhu cầu thông tin ngày càng đòi hỏi cấp
bách đối với cuộc sống con người. Hiện tại và trong thời gian tới nhu cầu phát
triển các loại hình dịch vụ thoại, phi thoại, Internet và đặc biệt là các loại hình
dịch vụ băng rộng ngày một tăng và không thể tách rời đời sống xã hội. Để thỏa
mãn nhu cầu đó mạng viễn thông đòi hỏi phải có cấu trúc hiện đại linh hoạt và
nhất là thỏa mãn mọi nhu cầu về dịch vụ đa phương tiện. Mạng phải có tổ chức
đơn giản nhưng có nhiều chức năng. Mạng, dịch vụ và đầu cuối phải được tích
hợp thì mới có khả năng cung cấp dịch vụ băng rộng đa phương tiện cho khách
hàng.
Thực tế mạng viễn thông hiện nay đã có một bước tiến dài nhờ có sự bùng
nổ của các công nghệ mới và nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông của khách
hàng. Tuy nhiên trong tương lai mạng viễn thông không những chỉ thỏa mãn
cho khách hàng các dịch vụ thoại, phi thoại, Internet và các dịch vụ băng rộng
mà còn phải đáp ứng cho khách hàng các dịch vụ có độ tích hợp cao, các dịch
vụ đa phương tiện với các thuộc tính an ninh, bảo mật, chất lượng, linh hoạt và
thông minh nhất.
Công nghệ mạng đã trải qua các giai đoạn chuyển đổi từ tương tự sang số, từ
chuyển mạch kênh sang chuyển mạch gói IP, từ mạng số tích hợp băng hẹp sang
mạng số tích hợp băng rộng để có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ cho
người dùng đầu cuối. Mặc dù vậy mạng hiện tại vẫn không thõa mãn hết được
nhu cầu của khách hàng. Chính vì vậy cần có một tổ chức mạng mới tập hợp
được tất cả các ưu điểm của mạng viễn thông hiện tại và phải đáp ứng được các
nhu cầu truyền thông trong tương lai.
Trong bối cảnh như vậy em đã nghiên cứu và trình bày đề tài về “ Tổng
quan về mạng thông tin GSM và ứng dụng Báo hiệu số 7 ” và em xin chân
thành cảm ơn thầy giáo Vũ Đức Thọ đã trực tiếp hướng dẫn em để hoàn thành
đồ án này.
Đồ án nghiên cứu về mạng thông tin di động GSM ở mức tổng quan nên

1.2 Lịch sử phát triển của mạng thông tin di động GSM:
Điện thoại di động là một trong những thành tựu nổi bật về công nghệ và
thương mại trong những thập niên gần đây. Kể từ khi có sự ra đời của điện thoại
di động, vị trí của nó trong thị trường đã phát triển một cách chóng mặt từ một
thiết bị mang tính chuyên biệt rồi trở thành một vật dụng thiết yếu đối với cuộc
sống và kinh doanh.
Qua hai thập kỷ gần đây, kết hợp với sự giảm đáng kể chi phí cho hoạt động
và sự phát triển của những ứng dụng và dịch vụ mới lạ, thị trường công nghệ di
SV :Phạm Minh Tân



 












Hệ thống
chuyển mạch
Hệ thống trạm
gốc
3

Đồ Án Tốt Nghiệp
Việc tiêu chuẩn hoá các hệ thống 3G do Liên đoàn Viễn Thông Quốc Tế thực
hiện. Trên phương diện diện toàn cầu đó là hệ thống Viễn Thông Di Động Quốc
Tế 2000 bao gồm cả những hệ thống trong hộ gia đình, cung ứng các dịch vụ tế
bào, vô tuyến điện, W-LAN và vệ tinh. Ở Châu Âu hệ thống 3G này sẽ được coi
là hệ thống Viễn Thông
Di Động toàn cầu ( UMTS ). Khi công nghệ 3G mở ra những ứng dụng mới
với băng thông rộng sẽ thâm nhập thị trường theo khuynh hướng chuyển phát
dữ liệu với thông lượng lớn nhất.
Các nghiên cứu hiện đang nhằm vào những đòi hỏi phải có sự ra đời của mạng
di động thế hệ thứ tư ( 4G ). Tốc độ dữ liệu trên 2 Mb/s, và có khả năng lên tới
155 Mb/s trong một môi trường nhất định sẽ tiếp tục mở rộng các dịch vụ và
ứng dụng.
Các đặc tính của mạng thông tin di động GSM là:
Từ các kiến nghị của mạng thông tin di động được viện tiêu chuẩn viễn thông
Châu Âu đưa ra có những đặc điểm sau:
- Đưa ra nhiều dịch vụ và tiện ích cho cả thông tin thoại và phí thoại.
- Có sự tương thích giữa các dịch vụ của mạng GSM với các mạng khác
như ISDN, PSPDN, PLMN, CSPDN,… thông qua các giao diện chung.
- Một hệ thống đa quốc gia có thể cho phép thâm nhập các mạng và quản
lý mọi thuê bao di động tuân theo chuẩn GSM.
- Tự động định vị và cập nhật vị trí cho mọi thuê bao di động.
- Có độ linh hoạt cho phép sử dụng các loại thiết bị đầu cuối thông tin di
động khác nhau.
- Sử dụng băng tần ở 900 MHz với hiệu quả cao nhờ sử dụng hai kỹ thuật
TDMA và FDMA.
- Ghép kênh phụ và chuyển đổi mã ở BSC để giảm chi phí truyền dẫn.
SV :Phạm Minh Tân
5
Đồ Án Tốt Nghiệp

• Các dịch vụ phi thoại:
- Dịch vụ thông báo ngắn không thiết lập cuộc gọi.
- Thâm nhập Teletex, Videotex.
- Nhắn tin ( Paging).
- Truyền số liệu đồng bộ và không đồng bộ.
- Chuyển mạch gói.
- Dịch vụ VMS ( Voice Message Service).
SV :Phạm Minh Tân
7
Đồ Án Tốt Nghiệp
SV :Phạm Minh Tân
8
Đồ Án Tốt Nghiệp
CHƯƠNG 2: CÁC GIAO DIỆN VÀ THÔNG TIN
TRONG HỆ THỐNG GSM
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG:
Trong hệ thống GSM có các giao diện sau:
Radio ( Air – Um) Interface: giao diện vô tuyến giữa MS - BTS
Abit Interface: giao diện giữa BTS – BSC
A Interface: giao diện giữa BSC – MSC
E Interface: giao diện giữa MSC/VLR – MSC/VLR
B Interface: giao diện giữa MSC – VLR
C Interface: giao diện giữa MSC – HLR
D Interface: giao diện giữa VLR – HLR
F Interface: giao diện giữa MSC – EIR
G Interface: giao diện giữa VLR – VLR
H Interface: giao diện giữa HLR – AUC.
Giao diện giữa MSC với các phần tử khác của phân hệ SS có các thủ tục sau:
- Thủ tục phần ứng dụng di động MAP, tương ứng với lớp 7.
- Thủ tục phần ứng dụng các khả năng giao dịch TCAP, tương ứng lớp 7.

bị vô tuyến ở BTS, chẳng hạn bản tin mật mã ( khóa mật mã chỉ được gửi
đến BTS mà không được gửi đến MS). Thủ tục lớp 2 phục vụ truy nhập
đường truyền ở kênh D ( LAPD = Link Access Procedures on D Channel)
kênh D là kênh báo hiệu ( phân biệt với kênh B là kênh lưu lượng). Thủ
tục LAPD phát hiện lỗi, sửa lỗi, định cỡ khung ( bằng các cờ đầu khung,
cuối khung).
Giao diện vô tuyến ( Um) có các thủ tục sau:
Thủ tục lớp 2 là LAPDm, khác với LAPD là: không có chức năng
phát hiện, sửa lỗi ( chức năng này thực hiện ở lớp 1), bản tin LAPDm
phải đặt vừa vào các cụm nên không thể dài như khung bản tin LAPD.
2.2 GIAO DIỆN VÔ TUYẾN:
2.2.1 Tổng quan:
Giao diện vô tuyến là tên chung của đấu nối giữa trạm di động ( MS) và
trạm thu phát gốc ( BTS). Giao diện sử dụng khái niệm TDMA với một
khung TDMA cho một tần số sóng mang. Mỗi khung gồm 8 khe thời gian
( TS – Time Slot) hướng từ BTS đến MS được định nghĩa là đường
xuống và hướng ngược lại là đường lên.
SV :Phạm Minh Tân
10
Đồ Án Tốt Nghiệp
Tổ chức đa thâm nhập bằng cách kết hợp giữa FDMA và TDMA.
Truyền dẫn vô tuyến ở GSM được chia thành các cụm ( BURST) chứa
hàng trăm bit đã được điều chế. Mỗi cụm được phát đi trong một khe thời
gian có độ lâu là 15/26 ms ( 577 ms) ở một trong kênh tần số có độ rộng
200 KHz.
Sơ đồ mô tả cách kết hợp giữa FDMA và TDMA được cho ở hình sau:
Tần số ( FDMA)
200 KHz 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2
Mỗi một kênh tần số cho phép tổ chức các khung thâm nhập theo thời gian,
mỗi khung bao gồm 8 khe thời gian từ 0 đến 7 ( TS0, TS1, …, TS7).

được đặt vào các kênh vật lý.
2.2.2 Cấu trúc cụm:
Người ta gọi khuôn mẫu tin tức ở một khe thời gian 577ms với độ lâu của
156,25bit là nội dung vật lý của một cụm ( BURST). Có 4 cụm khác nhau:
a/ Cụm bình thường NB ( Normal Burst)
NB mang các kênh logic lưu lượng và kiểm tra. Kênh logic lưu lượng TCH
( Traffic Channel) có 144 bit tin và 2 bit cờ lấy lén trong một NB, 26 bit
hướng dẫn và khoảng thời gian bảo vệ có độ lâu bằng 8,25 bit. NB được sử
dụng cho TCH và các kênh điều khiển trừ RACH, SCH và FCCH.
b/ Cụm hiệu chỉnh tần số FB (Frequency Correction Burst)
FB dùng để hiệu chỉnh tần số cho MS theo chuẩn hệ thống. FB có 142 bit 0
để tạo ra dịch tần 67,7 KHz trên tần số danh định, 3 bit đuôi ( 0,0,0) và
khoảng bảo vệ 8,25 bit. FB được sử dụng cho kênh logic FCCH ( Frequency
Correction Channel – Kênh hiệu chỉnh tần số).
c/ Cụm đồng bộ SB ( Synchronization Burst)
SV :Phạm Minh Tân
12
Đồ Án Tốt Nghiệp
SB đồng bộ cho MS có 78 bit tin tức về FN ( số khung) của TDMA và
BSIC, 3 bit đuôi đầu và cuối chuỗi hướng dẫn kéo dài 64 bit và khoảng bảo
vệ 8,25 bit. SB được dùng cho kênh logic SCH (Synchronization Channel –
Kênh đồng bộ).
d/ Cụm truy cập AB ( Access Burst)
AB phục vụ việc MS truy cập hệ thống ( ngẫu nhiên hoặc chuyển giao) –
AB có 36 bit tin, 41 bit đồng bộ ( các bit hướng dẫn, 8 bit đuôi đầu, 3 bit
đuôi cuối và khoảng bảo vệ dài 68,25 bit ( tương ứng 252 ms dành cho sự trễ
ngẫu nhiên 0 – 35 km). AB dùng cho kênh logic TCH và RACH ( Random
Access Channel).
e/ Cụm bù nhìn DB ( Dumny Burst)
Được phát đi từ BTS trong một số trường hợp. DB không mang thông tin

này chỉ được sử dụng ở đường xuống để chỉ định một kênh SDCCH cho
MS.
 Các kênh điều khiển dành riêng ( DCCH – Dedicated Control Channel)
Kênh điều khiển dành riêng đứng một mình ( SDCCH): kênh này chỉ
được sử dụng dành riêng cho báo hiệu với một MS. SDCCH được sử
dụng cho các thủ tục cập nhật và trong quá trình thiết lập cuộc gọi trước
khi ấn định kênh TCH, SDCCH sử dụng cho cả đường xuống lẫn đường
lên.
Kênh điều khiển liên kết chậm ( SACCH): kênh này liên kết với một
TCH hay một SDCCH. Đây là một kênh số liệu liên tục để mang các
thông tin liên tục như: các bản tin báo cáo đo lường, định trước thời gian
và điều khiển công suất SACCH sử dụng cho cả đường lên lẫn đường
xuống.
Kênh điều khiển liên kết nhanh ( FACCH): kênh này liên kết với một
TCH, FACCH làm việc ở chế độ lấy cắp bằng cách thay đổi lưu lượng
tiếng hay số liệu bằng báo hiệu.
 Kênh quảng bá tế bào ( CBCH – Cell Broadcast Channel)
Kênh CBCH chỉ được sử dụng ở đường xuống để phát quảng bá các bản
tin ngắn ( SMSCB) cho các tế bào CBCH sử dụng cùng kênh vật lý như
kênh SDCCH.
2.3 MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP THÔNG TIN:
2.3.1 Lưu Động và cập nhật vị trí:
SV :Phạm Minh Tân
14
Đồ Án Tốt Nghiệp
Định nghĩa lưu động: là khả năng chuyển động vô định đồng thời với việc
thay đổi nối thông MS ở giao diện vô tuyến, ở thời điểm cần thiết để đảm bảo
chất lượng thu được gọi là lưu động.
Nguyên lý:
Giả thiết MS ở trạng thái tích cực, dỗi và đang chuyển động theo một phương

Đồ Án Tốt Nghiệp
Trong trường hợp 1 cuộc gọi vào cho MS, việc chuyển từ một vùng phục vụ
MSC/VLR này đến một vùng phục vụ MSC/VLR khác có nghĩa là tuyến đi
qua mạng cũng sẽ khác. Để tìm tuyến đúng cho hệ thống phải tham khảo bộ
ghi định vị thường trú HLR. Vì thế MSC/VLR sẽ phải cập nhật HLR, về địa
chỉ của MSC/VLR cho MS của ta. Sau khi cập nhật vị trí thành công ở HLR
hệ thống sẽ hủy bỏ vị trí cho tổng đài MSC/VLR cũ để xóa vị trí cũ của MS
có liên quan.
2.3.2 Chuyển giao:
2.3.2.1 Định nghĩa chuyển giao:
Là quá trình thay đổi đến một kênh thông tin mới trong quá trình thiết lập
cuộc gọi hay ở trạng thái bận được gọi là chuyển vùng. Mạng sẽ quyết định
sự chuyển giao, MS chỉ gửi các thông tin liên quan đến cường độ tín hiệu và
chất lượng truyền dẫn đến trạm thu phát gốc ( BTS). Trong quá trình cuộc
gọi MS và mạng trao đổi các thông tin báo hiệu với nhau, thông tin về cuộc
gọi và thông tin báo hiệu được gửi đi trên cùng một kênh TCH. Luồng dữ
liệu sẽ được phát đi theo một trình tự chính xác để cả MS và BTS có thể
phân biệt giữa cuộc nói chuyện và thông tin về báo hiệu.
 Có 3 loại chuyển giao:
+ Chuyển giao giải cứu ( Rescue Handover): được thực hiện khi cuộc gọi bị
cắt một cách dở dang trong trường hợp MS rời khỏi vùng phủ sóng của một
cell mà không được chuyển giao tốt.
+ Chuyển giao kiên kỵ nhiễu ( Confinement Handover): đây là sự chuyển
giao không phải do tín hiệu yếu mà là để cải thiện chung về nhiễu. Sự
chuyền giao này làm cho MS hoạt động thông tin trong vùng tối ưu nhất theo
quan điểm phòng vệ nhiễu mặc dù tín hiệu trước chuyển giao vẫn đủ mạnh,
vì thế chuyển giao này thực hiện trong điều kiện biết rõ chất lượng truyền
dẫn tốt sau chuyển giao.
+ Chuyển giao lưu thông ( Traffic Handover): khi lưu lượng ở một cell tăng
đột biến để giải tỏa tắc nghẽn ở cell đó người ta chuyển giao sang cell kế cận

PHẦN II: ỨNG DỤNG BÁO HIỆU SỐ 7
TRONG MẠNG GSM
SV :Phạm Minh Tân
17
Đồ Án Tốt Nghiệp
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ BÁO HIỆU SS 7
3.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BÁO HIỆU:
Trong thông tin điện thoại, báo hiệu nghĩa là chuyển và hướng dẫn thông tin từ
một điểm tới điểm khác thích hợp để thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi
thoại. Thông thường tín hiệu báo hiệu được chia làm hai loại là: Tín hiệu báo
hiệu mạch vòng thuê bao và Tín hiệu báo hiệu giữa các tổng đài.
Tín hiệu báo hiệu giữa các tổng đài lại được chia thành tín hiệu báo hiệu kênh
liên kết ( CAS). Thí dụ như tín hiệu báo hiệu ở kênh thoại ở trong băng hoặc ở
kênh liên kết gần với kênh thoại, và tín hiệu báo hiệu kênh chung ( CSS), có
nghĩa là tất cả các tín hiệu Báo hiệu ở một kênh tách biệt với kênh thoại và kênh
tín hiệu báo hiệu này được dùng cho một số lớn các kênh thoại.
H 3.1 Phân loại tín hiệu báo hiệu
 Báo hiệu giữa các tổng đài:
Thông tin báo hiệu giữa các tổng đài bao gồm tín hiệu đường dây và tín
hiệu của bộ đăng ký. Các tín hiệu của bộ đăng ký được sử dụng trong thời
gian thiết lập cuộc gọi để chuyển giao địa chỉ và loại thông tin. Các tín hiệu
tín hiệu đường dây được thực hiện trong toàn bộ thời gian của cuộc gọi để
giám sát trạng thái của đường dây. Cho tới những năm 1960 tất cả các tín
hiệu báo hiệu như vậy được mang hoặc liên kết trực tiếp với kênh thoại.
Kiểu báo hiệu truyền thống như thế thường được gọi là báo hiệu kênh liên
kết.
SV :Phạm Minh Tân
18
Tín hiệu báo hiệu
Thuê bao nối với

gian thứ 16.
Tất cả các kênh hệ thống báo hiệu này có một số hạn chế như: tương đối chậm,
dung lượng thông tin bị hạn chế.
3.2.2 Báo hiệu kênh chung ( CSS: Common Channel Signalling)
Vào những năm 1960, khi những tổng đài được điều khiển lưu trữ được đưa
vào mạng điện thoại thì rõ ràng là khái niệm báo hiệu mới có thể đưa ra nhiều
ưu điểm hơn so với hệ thống báo hiệu truyền thống. Trong khái niệm báo hiệu
mới này các đường truyền báo hiệu tốc độ cao giữa các bộ vi xử lý của các tổng
đài SPC được sử dụng để mang tất cả các báo hiệu còn các mạch thoại để mang
tiếng nói. Loại báo hiệu này được gọi là báo hiệu kênh chung ( CCS). Báo hiệu
được thực hiện ở cả hai hướng, với một kênh báo hiệu cho mỗi hướng.
Thông báo tin báo hiệu sẽ được chuyển giao được tạo nhóm thành các khối tín
hiệu ( gói số liệu). Bên cạnh những thông tin chỉ dành cho báo hiệu, cũng cần có
sự nhận dạng mạch thoại, thông tin địa chỉ ( nhãn) và thông tin về điều khiển
lỗi. Các tổng đài điều khiển bằng chương trình đã lưu trữ ( SPC) cùng với các
kênh báo hiệu sẽ tạo thành mạng báo hiệu chuyển mạch gói logic riêng biệt.
Hiện nay có hai loại tín hiệu chuẩn khác nhau cho báo hiệu kênh chung khả
dụng: hệ thống báo hiệu số 6 của CCITT, nó ra đời vào những năm 1968 hệ
thống báo hiệu kênh chung CCITT No 6 được thiết kế với tối ưu cho lưu lượng
liên lục địa, sử dụng các đường dây Analog. Các đường truyền làm và không có
cấu trúc mức mà có cấu trúc đơn. Vì những hạn chế trên nên hệ thống này
không đáp ứng được sự phát triển của mạng lưới.
Hệ thống báo hiệu số 7 được giới thiệu vào những năm 1979/1980 dành cho
các mạng quốc gia và quốc tế, sử dụng các trung kế số. Tốc độ truyền dẫn báo
hiệu cao ( 64 Kb/s). Trong thời gian này giải pháp phân lớp trong giao tiếp
thông tin đã được phát triển tương đối hoàn chỉnh, đó là hệ thống giao tiếp mở
OSI, và giải pháp phân lớp trong mô hình OSI này đã được ứng dụng trong hệ
thống báo hiệu kênh chung số 7. Hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 cũng có thể
được sử dụng ở các đường dây Analog. Hệ thống báo hiệu số 7 không những
được thiết kế để thiết lập và giám sát các cuộc gọi thoại mà còn cho các cuộc

 
OMC






 



 









Đồ Án Tốt Nghiệp
MAP
BSSAP
TUP
BSSMAP
DTAP
*Các đường tô đậm trên là đường truyền SS7.
3.3.1 Các khái niệm cơ bản: