 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nguyễn Thị Song Hà
lời nói đầu
Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học, đặc biệt là
khoa học công nghệ Điện tử - Tin học đã cho phép con người thoả mãn về
nhu cầu trao đổi thông tin; Cùng với sự phát triển đó thì cũng có sự phát
triển của các loại hình thông tin khác như: Dịch vụ truyền số liệu, thông tin
di động, nhắn tin, điện thoại thẻ, Internet đã giải quyết được nhu cầu
thông tin toàn cầu.
Riêng hệ thống thông tin di động - GSM đã phát triển mạnh mẽ với số
lượng thuê bao ngày càng tăng và đã chứng tỏ được tính ưu việt của hệ
thống. Và trong thập kỷ 90 này, ngành Bưu Điện Việt Nam tuy chưa phát
triển như các nước trong khu vực cũng như trên thế giới song TTDĐ ở Việt
Nam đã sớm phát triển và ứng dụng những công nghệ mới nhất, đã đáp
ứng được nhu cầu thông tin di động của xã hội.
Trong quá trình học tập tại Khoa Điện tử - Viễn thông Trường Đại học
Bách Khoa Hà Nội, được sự giảng dạy chỉ bảo của các thầy cô giáo, sự cố
gắng học hỏi nghiên cứu của bản thân, em đã có những hiểu biết nhất định
về mạng thông tin di động, đặc biệt là mạng thông tin di động VinaPhone
Hà Nội. Trong đề tài tốt nghiệp của mình, em đã nghiên cứu và xin trình
bày những nội dung sau:
- Nghiên cứu tổng quan về hệ thống thông tin di động.
- Nghiên cứu về quy hoạch mạng thông tin di động VinaPhone Hà
Nội.
Dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình tìm hiểu và thực tập tại Ct.
GPC song vẫn khó tránh khỏi những thiếu sót trong bản Đồ án tốt nghiệp
này. Vậy, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp, nhận xét của các thầy
cô giáo và toàn thể các bạn.
1
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nguyễn Thị Song Hà

• NMT (Nordric Mobile Telephone System - Hệ Thống Điện Thoại
Di Động Bắc  u) hệ thống của các nước Bắc Âu.
• TACS (Total Access Communication System - Hệ Thống Thông
Tin Thâm Nhập Toàn Bộ) sử dụng tần số 900 MHz là mạng thiết
3
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nguyễn Thị Song Hà
kế cho số lượng lớn thuê bao di động vận hành vào năm 1985.
Tất cả các mạng trên đều được dựa trên mạng truyền thoại tương tự bằng
điều chế tần số. Vùng phủ sóng của nó ở mức quốc gia và việc phục vụ đạt tới
vài trăm thuê bao. Hệ thống lớn nhất ở Anh với khả năng phục vụ 1 triệu thuê
bao năm 1990.
4-/ Thế hệ thứ tư
Là thiết kế dựa trên truyền dẫn số, điển hình là các mạng:
• GSM_900 ( Global System for Mobile Communications - Hệ Thống
Thông Tin Di Động Toàn Cầu) là hệ thống thông tin di động sử dụng
công nghệ FDMAvàTDMA băng tần 900 MHz được đưa vào hoạt
động năm 1992 tại Châu Âu.
• DCS (GSM_1800 - Digital Cellular System - Hệ Thống Tổ Ong Sè)
dựa trên mạng GSM sử dụng băng tần 1800 MHz.
• CDMA (Code Division Multiple Access - Đa Truy Nhập Phân
Chia
Theo Mã) là hệ thống thông tin di động sử dụng kỹ thuật đa truy
nhập phân chia theo mã. Hệ thống này đã được sử dụng tại Bắc Mỹ và
một số nước Châu á - Thái Bình Dương đã cho hiệu quả đáng kể.
II-/ nguyên lý thông tin tổ ong
1-/ Tổng quan
Một hệ thống điện thoại tổ ong kết nối các thuê bao Trạm Di Động (MS -
Mobile Station) với hệ thống điện thoại công cộng hoặc với thuê bao MS của hệ
thống tổ ong khác. Thông tin được truyền giữa thuê bao MS và mạng tổ ong sử

• Phát ( hướng xuống) 935-960 MHz.
• 124 Kênh tần số vô tuyến tuyệt đối (ARFCN).
5














MS



 
 
!"#$"%

H×nh-1: Tæng quan vÒ hÖ thèng tæ ong sè GSM
BSS
BSS
MSCPSTN
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

BT
S
BT
S
BT
S
BT
S
BT
S
BT
S
BT
S
BT
S
H×nh-3
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nguyễn Thị Song Hà
đó tín hiệu của cả 2 BTS là như nhau thì nó được danh giới là một đường thẳng
(Hình-2).
Ở hình 3: Nếu ta lặp lại phương thức nói trên bằng cách đặt xung quanh 1
BTS bởi 6 BTS khác thì vùng phủ sóng của nó nhận được có dạng hình lục giác
(hình lục giác này trở thành một dạng ký hiệu cho một ô ở trong mạng TTDĐ).
4.2- Kích thước ô
Độ lớn của vùng phủ sóng hay kích thước của ô chủ yếu phụ thuộc vào các
yếu tố sau là:
• Công suất ra của máy phát vô tuyến.
• Băng tần được sử dụng.
• Chiều cao và vị trí của tháp angten.

• Các suy hao phần cứng.
• Các thông tin về angten và thiết bị thu phát vô tuyến.
• Các thông số chung cho tất cả các ô ở cùng một mạng.
5-/ Mẫu sử dụng lại tần số
GSM chuẩn có tổng số 124 tần số sẵn dùng trong một mạng. Hầu hết các
nhà cung cấp mạng chắc chắn không thể sử dụng tất cả các tần số này và thông
thường chỉ được phân bổ một tập con của 124.
Hệ thống TTDĐ - GSM hay dùng 3 mẫu sử dụng lại tần số sau:
• Mẫu ô 7/21: sử dụng nhóm gồm 21 tần số, mỗi nhóm sử dụng 7 trạm gốc.
• Mẫu ô 4/12: sử dụng nhóm gồm 12 tần số, mỗi nhóm sử dụng 4 trạm gốc.
• Mẫu ô 3/ 9 : sử dụng nhóm gồm 9 tần số, mỗi nhóm sử dụng 3 trạm gốc.
Các mẫu này sử dụng cho các trạm gốc có các angten phát 3 hướng, mỗi
hướng dành cho 1 ô và có góc phương vị phân cách nhau 120°. Mỗi ô có hình
dạng tương tự như một hình lục giác, có bán kính bằng 1\3 khoảng cách giữa các
trạm gốc.
6-/ Chuyển mạch và điều khiển
Thành lập vùng phủ sóng vô tuyến qua việc sử dụng các ô (cả vô hướng lẫn
có hướng). Khi MS có khuynh hướng di chuyển từ vùng phủ sóng của ô này
sang vùng phủ sóng của ô khác thì việc chuyển giao sẽ được điều khiển bởi một
vài thành phần và trong GSM thành phần đó gọi là MSC.
Để thực hiện việc chuyển giao, mạng phải biết ô lân cận nào để MS chuyển
giao tới và để đảm bảo có thể chuyển giao tới ô tốt nhất thì MS sẽ thực hiện việc
đo các ô lân cận của nó và báo cáo kết quả về mạng; các kết quả này sẽ được phân
8
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nguyễn Thị Song Hà
tích cùng với phép đo mà mạng thực hiện và một quyết định được tạo ra trên nền
tảng chung cần phải chuyển giao. Nếu một sự chuyển giao được yêu cầu thì các
giao thức báo hiệu có liên quan được thành lập và sự chuyển giao được điều khiển
bởi MSC; sự chuyển giao này sẽ phải trong suốt với thuê bao MS và có nghĩa là

1 
 
 
23 423 513
67




2
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nguyễn Thị Song Hà
Mạng di động mặt đất công cộng.
* PSPDN_Packet Switching Public Data Network
Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói.
* CSPDN_Circuit Switching Public Data Network
Mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh.
2-/ Mạng TTDĐ-GSM có bốn thành phần cơ bản sau
• NSS_Network Switching System: là hệ thống chuyển mạch mạng. Hệ
thống này bao gồm Trung Tâm Chuyển Mạch Các Nghiệp Vụ Di Động (MSC)
và các Cơ Sở Dữ Liệu điều khiển hệ thống được liên kết của nó và các bộ vi xử
lý với các giao diện được yêu cầu. Đây là một phần mà cung cấp kết nối giữa
mạng GSM và PSTN.
• BSS_Base Station System: là Hệ Thống Trạm Gốc và là một phần của
mạng mà cung cấp liên kết vô tuyến từ MS tới thiết bị chuyển mạch.
• OMS_Operation and Maintenance System: là Hệ Thống Khai Thác và
Bảo Dưỡng, thành phần này tạo điều kiện cho nhà cung cấp mạng cấu hình và
bảo dưỡng từ một vị trí của thiết bị.
• MS_Mobile Station: là Trạm Di Động, thành phần này bao gồm điện thoại
di động, máy fax Đây là một phần của hệ thống mà thuê bao sẽ nhìn thấy.

Quốc Tế của Trạm Di Động. Đây là số điện thoại của thuê bao; nã
bao gồm mã nước, mã vùng và số điện thoại của thuê bao.
2-/ Hệ thống trạm gốc (Hình-9)
(BSS-Base Station System)
BSS là thiết bị được đặt ở một trạm ô, nó bao gồm sự kết hợp giữa thiết bị
số và thiết bị vô tuyến. BSS cung cấp đường truyền giữa MS và MSC. BSS liên
kết với MS qua giao diện vô tuyến và với MSC qua đường truyền 2 Mbps.
BSS bao gồm 3 thành phần sau:
• Trạm Thu Phát Vô Tuyến Gốc (BTS): bao gồm các thành phần vô
tuyến mà cung giao diện vô tuyến cho một ô nào đó. Đây là một phần
của mạng GSM mà thông tin với MS, Anten là một phần của BTS.
12
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nguyễn Thị Song Hà
• Bộ Điều Khiển Tram Gốc (BSC): cung cấp sự điều khiển cho
BSS,
thông tin trực tiếp với MSC, có thể điều khiển 1 hay nhiều BTS.
• Bộ Chuyển Mã (XCDR):được sử dụng để nén tín hiệu từ MS, để chúng
được gửi đi một cách hiệu quả trên giao diện mặt đất. Mặc dù XCDR
được coi là một phần của BSS, nhưng nó lại được đặt gần MSC hơn để
sử dụng các đường truyền mặt đất một cách hiệu quả hơn.
2.1- Bộ điều khiển trạm gốc (BSC_Base Station Controller)
BSC quản lý giao diện vô tuyến thông qua các kênh điều khiển, nó ra lệnh
Ên định hay giải phóng kênh vô tuyến và quản lý việc chuyển giao. BSC được
nối với BTS ở một phía và nối với MSC ở phía kia; BSC cũng có vai trò như là
một tổng đài nhỏ có khả năng điều khiển nhất định, vai trò chủ yếu của BSC là:
điều khiển cuộc nối của trạm di động, quản lý mạng vô tuyến, quản lý các BTS,
chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ, tập chung lưu lượng, quản lý và truyền dẫn
đến BTS.
Ngoài ra BSC kết hợp với Ma Trận Chuyển Mạch Số để kết nối tới các

Chức năng chuyển mã có thể định vị ở MSC, BSC và BTS. Nội dung số liệu 16
kbps dựa vào thuật toán mã hoá được sử dụng
Để truyền dẫn số liệu không được chuyển mã nhưng tốc độ số liệu được
thích ứng từ 9, 6 kbps lên tới tốc độ sau điều chế là 16 kbps để truyền qua giao
diện mặt đất, tín hiệu 16 kbps lại bao gồm TRAU 3 kbps.
3-/ Hệ thống chuyển mạch mạng (NSS-Network Switching System)
NSS bao gồm các chức năng chính của mạng GSM. Hệ thống này cũng
chứa các cơ sở dữ liệu được yêu cầu về thuê bao và quản lý di động. Chức năng
chính của hệ thống nàylà quản lý sự thông tin giữa mạng GSM và các mạng viễn
thông khác.
NSS có các thành phần chính sau:
3.1- Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động
(MSC-Mobile Services Switching Centre)
14
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nguyễn Thị Song Hà
MSC nằm trong hệ thống GSM để chuyển mạch cuộc gọi. Mục đích chính
của MSC đều giống như bất kỳ một tổng đài điện thoại nào; ở đây, MSC sẽ thực
hiện một số chức năng khác nhau dựa trên vai trò của nó ở trong mạng. Khi
MSC cung cấp giao diện giữa mạng chuyển mạch điện thoại công cộng với các
hệ thống điều khiển trạm gốc trong mạng GSM thì nó sẽ được biết tới như một
tổng đài cổng Gate_MSC. Trong chức năng này, MSC sẽ cung cấp sự chuyển
mạch mà thuê bao di động cần thiết. Mỗi MSC cung cấp dịch vụ cho các MS
định vị trong một vùng phủ sóng được xác định.
Các chức năng được thực hiện bởi MSC là:
• Xử lý cuộc gọi: bao gồm việc điều khiển thiết lập cuộc gọi điện
thoại,
truyền số iệu, chuyển giao thông tin giữa các BSS và MSC; và điều
khiển quản lý thuê bao di động.
• Hỗ trợ việc khai thác và bảo dưỡng.

cần thiết phải tham khảo tới cơ sở dữ liệu HLR “thường trú ” vào mọi lúc.
Các dữ liệu bổ xung được lưu giữ trong VLR là:
3.3.1- Nhận dạng vùng định vị (LAI- Location Area Identity)
Các ô trong PLMN được gộp lại thành nhóm trong một vùng địa lý. Mỗi
vùng địa lý được gán với một LAI, mỗi vùng định vị điển hình có thể bao gồm
30 ô. Mỗi VLR điều khiển một vài LAI và khi một thuê bao di chuyển từ một
vùng định vị tới một vùng định vị khác, LAI được cập nhật vào VLR. Khi thuê
bao di chuyển từ VLR này tới VLR khác, địa chỉ VLR được cập nhật tại HLR.
3.3.2- Nhận dạng thuê bao di động tạm thời (TMSI-Temporary Mobile
Subscriber Identity)
VLR điều khiển việc phân bổ các TMSI và báo cáo các số này cho HLR
biết. TMSI sẽ được cập nhật thường xuyên, việc này làm cho các cuộc gọi rất
khó bị lần theo và vì vậy cung cấp một mức độ bảo mật cao cho thuê bao. TMSI
có thể được cập nhật trong bất kỳ các tình huống sau:
• Thiết lập cuộc gọi.
• Vào vùng LAI mới.
• Vào VLR mới.
3.3.3- Số lưu động trạm di động (MSRN-Mobile Station Roaming Number)
Khi một thuê bao muốn hoạt động ngoài hệ thống “thường trú” của nó
trong một thời gian nào đó, VLR cũng có thể phân bổ một MSRN. Số này được
gán từ một danh sách các số được lưu trữ ở VLR(MSC). MSCR sau đó được sử
16
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nguyễn Thị Song Hà
dụng để định tuyến cuộc gọi tới MSC mà điều khiển trạm gốc ở vị trí hiện tại
của MS. Cơ sở dữ liệu trong VLR có thể được truy cập bằng IMSI, TMSI hay
MSRL. Điển hình sẽ có một VLR tương ứng với một MSC.
3.4- Bé ghi nhận dạng thiết bị (EIR- Equipment Identity Register)
EIR bao gồm một cơ sở dữ liệu được tập chung hoá để xác nhận đúng nhận
dạng thuê bao di động quốc tế(IMEI). Cơ sở dữ liệu EIR được cập nhật từ xa bởi

thấy rõ ở thuê bao MS, trừ khi có sự xuất hiện ở bộ chuyển đổi 2 dây sang 4 dây.
Bộ chuyển đổi này được yêu cầu ở chuyển mạch nội phía mặt đất bởi vì kết nối
điện thoại chuẩn là 2 dây. Bộ chuyển đổi này gây ra tiếng vọng, tiếng vọng này
không ảnh hưởng tới thuê bao mặt đất.
Trong suốt cuộc gọi bình thường giữa thuê bao mặt đất PSTN, không có
tiếng vọng nào được nhận ra bởi vì trễ rất nhỏ và người sử dụng không thể phân
biệt giữa tiếng vọng và ‘side tone’ của điện thoại bình thường, tuy nhiên nếu
trong hệ thống GSM không có EC thì trễ vòng có thể xảy ra và sẽ ảnh hưởng tới
thuê bao cho nên trong hệ thống GSM cần phải có bộ EC.
4-/ Hệ thống khai thác và bảo dưỡng (NMS-Network Management System)
NMC cung cấp khả năng quản lý mạng từ xa. Vùng mạng GSM hiện tại
không được đặc tả chặt chẽ bởi các đặc tả GSM, để lại cho nhà cung cấp mạng
quyết định những khả năng nào họ muốn có nó. NMC bao gồm hai phần sau:
• Trung Tâm Quản Lý Mạng (NMC): NMC có cái nhìn tổng thể về PLMN
và có trách nhiệm quản lý toàn bộ mạng.
• Trung Tâm Khai Thác và Bảo Dưỡng (OMC): là một tiện Ých tập
chung
18
9'
:;3:
.+0 :
<'=3:>
?%@)A) ?% 
4B'
H×nh-7: TiÕng väng
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nguyễn Thị Song Hà
hóa để hỗ trợ quản lý mạng tổ ong hàng ngày cũng như cung cấp cơ sở
dữ liệu cho các công cụ quy hoạch dài hạn. Một OMC quản lý một vùng
PLMN vì vậy nó mang lại sự quản lý mạng theo từng vùng.

• Quản lý dữ kiện và cảnh báo.
• Quản lý lỗi.
• Quản lý hiệu suất.
• Quản lý an ninh.
5-/ Cấu trúc địa lý của mạng.
* Vùng hệ thống: Tượng trưng cho hệ thống GSM hoàn thiện và gồm vùng
dịch vụ của tất cả các nước thành viên.
* Vùng dịch vụ PLMN: Là vùng phục vụ cho MS trong nước hay một vùng
* Vùng MSC/VLR: Là một bộ phận của mạng được định nghĩa như là một
vùng mà ở đó có thể gọi đến một thuê bao di động MS có dữ liệu ghi ở VLR.
Mạng GSM/PLMN được chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR.
* Vùng định vị LA (Local Area): Là một phần phục vụ MSC/VLR mà ở đó
trạm di động có thể chuyển động tự do không cập nhật thông tin về vị trí cho
tổng đài MSC/VLR điều khiển cho vùng định vị này. Tại đây thông tin tìm gọi
MS sẽ được phát quảng bá để tìm thuê bao di động bị gọi. Vùng định vị có thể
có một số ô và phụ thuộc vào một hay vài BSC nhưng chỉ thuộc một MSC/VLR.
* Vùng trạm gốc: Là vùng bao gồm tất cả các ô được phục vụ bởi một trạm
gốc.
* Ô (Cell): là vùng quản lý MS nhỏ nhất được chia bởi vùng định vị và
được quản lý bằng một BTS.
20
!)/

!CD+D
!
!'D+
!)/
h×nh 8 - ph©n cÊp vïng ho¹t ®éng
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nguyễn Thị Song Hà

chung trên cùng một cáp vật lý cho các giao diện được sử dụng giữa các thành
phần hệ thống GSM.
22
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nguyễn Thị Song Hà
23
NMC
EC
XCD
R
VL
R
MSC
OMC
IWF
VL
R
XCDR
BSS
AUC
HL
R
MS
xcdr
MSC
BSC
IWFEC
BSC
ms
PST

lập.
3-/ Hệ thống báo hiệu ITU - TS # 7: (Hình-11)
24
Cê CêChuçi KiÓm Tra Khung Th«ng Tin §Þa ChاiÒu KhiÓn
(Khung LAPD)
B)/! B)CS)T
NMC
EC
XCDR
VL
R
MSC
OMC
IWF
VL
R
XCDR
BSS
AUC
HL
R
MS
xcdr
MSC
BSC
IWFEC
BSC
ms
PST
N

HLR
MS
xcdr
MSC
BSC
IWFEC
BSC
ms
PSTN
BTS BTSBTS BTSBTS BTS
msmsMS msms
eir
H×nh-11: B¸o hiÖu sè 7 trong m¹ng