1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
_______________________
=
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ
TÊN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CÁC DỊCH VỤ GIÁ TRỊ GIA
TĂNG CỦA ERICSSON CHO MẠNG DI ĐỘNG VINAPHONE
CHUYÊN NGÀNH: Kĩ Thuật Điên Tử
Mã số : 60.52.70
Học viên : Ngô Diên Hưng
Lớp : Cao Học Điện Tử 16
Giáo viên hướng dẫn : TS. Trần Hoài Trung
Năm 2011
2
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ
1. Họ và tên học viên: Ngô Diên Hưng
Tel: 0936230784 Mail: [email protected]
2. Chuyên ngành: Kĩ Thuật Điện Tử
3. Lớp: Cao Học Điện Tử 16 - khoá 16
4. Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Giao thông Vận tải
5. Giáo viên hướng dẫn: TS Trần Hoài Trung
Tel: 0982341176 Mail: [email protected]
Tên đề tài: Nghiên cứu giải pháp thiết kế các dịch vụ giá trị gia tăng của
Ericsson cho mạng di động Vinaphone
Học viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên)
Ngô Diên Hưng

3

4
V. Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong quá trình làm đề tài:
- Tìm hiểu tài liệu: Website về công nghệ viễn thông, tài liệu của Ericsson về thông tin di
động thế hệ 3G
- Qua đề xuất thực tế của Ericsson trong việc thiết kế các giải pháp dịch vụ gia tăng cho
Vinaphone
VI. Kết cấu của luận văn:
Chương 1: Các hệ thống thông tin di động
Chương 2: Hệ thống thông tin di động 3G
Chương 3: Thiết kế giải pháp một số dịch vụ giá trị gia tăng của Ericsson trong mạng
3G của Vinaphone .
NỘI DUNG ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT
Chương 1: Các hệ thống thông tin di động
1.1. Thế hệ thông tin di động thứ 1
1.2. Thế hệ thông tin di động thứ 2
1.3. Thế hệ thông tin di đông thứ 3

Chương 2: Hệ thống thông tin di động 3G
2.1. Cấu trúc của hệ thống 3G
2.2. Hệ thống VAS
2.3. Các dịch vụ của hệ thống thông tin di động 2G
2.4. Các dịch vụ của hệ thống thông tin di động 3G
Chương 3: Thiết kế giải pháp một số dịch vụ giá trị gia tăng của Ericsson trong
mạng 3G của Vinaphone .
3.1. Cấu trúc của mạng Vinaphone
3.2. Cấu trúc hệ thống VAS của Vinaphone
5
3.3.Các vấn đề liên quan đến dịch vụ giá trị gia tăng
3.4. Thiết kế giải pháp của Ericsson cho mạng di động Vinaphone

(Ký và ghi rõ họ tên)
Bài Làm
Chương 1 giới thiệu chung mạng di động GSM, GPRS, EDGE
1.1 . Mạng thông tin di động GSM
1.1.1. Lịch sử phát triển
Công nghệ di động đầu tiên là công nghệ tương tự, khởi đầu từ những năm 70 với các
công nghệ tiêu biểu như AMPS (Advanced Mobile Phone System) tại North American
(1983), NTT tại Nhật (1977) và NMT (Nordic Mobile Telephone) tại Europe (1983).
+ Năm 1982, hội nghị quản lý bưu điện và viễn thông ở Châu Âu (CEPT – European
Conference of Postal and Telecommunications ad minstrations) thành lập 1 nhóm nghiên
cứu, GSM – Group Speciale Mobile, mục đích phát triển chuẩn mới về thông tin di động ở
Châu âu.
+ Năm 1987, 13 quốc gia ký vào bản ghi nhớ và đồng ý giới thiệu mạng GSM vào năm
1991.
+ Năm 1988, Trụ sở chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI – European Telecommunication
Standards Institute) được thành lập, có trách nhiệm biến đổi nhiều tiến cử kỹ thuật GSM
thành chuẩn European.
+ Ngày 01/07/1991 ở Phần Lan (finland) cuộc gọi điện thoại GSM đầu tiên từ công viên
Helsinki, đánh dấu GSM900 Phase 1 ở European.
+ Năm 1995, chuẩn GSM đã phát triển lên Phase 2. Tập trung phát triển vào phát đàm thoại
và những dịch vụ liên quan đến những cuộc gọi đàm thoại.
7
+ Năm 1998, 3GPP (the Third Generation Partnership) phát triển chuẩn GSM lên GPRS và
EDGE
Sự phát triển kỹ thuật từ FDMA -1G, 2G – là kết hợp FDMA và TDMA, 3G – CDMA
1.1.2. Giới thiệu mạng di động GSM
Hệ thống GSM làm việc trong một băng tần hẹp, dài tần cơ bản từ (890-960MHz).
Băng tần được chia làm 2 phần:
 Uplink band từ (890 – 915) MHz
 Downlink ban từ (935 – 960)MHz

mạng, Quản lý thuê bao và tính cước, Quản lý thiết bị di động
Hình 1.1: Cấu trúc hệ thống GSM
A. phân hệ vô tuyến
BSS (Base Station System ) có chức năng cung cấp đường truyền giữa MS với tổng đài
MSC. BSS trao đổi thông tin với MS trên giao diện vô tuyến Um và với MSC (SGSN) bằng
các truyến truyền dẫn 2Mbps qua giao diện A(Gb): BSS = BSC + BTS + TRAU (TCE)
BSC ( Base Station Controller) điều khiển 1 vài Cell (1 vài BTS) vàquản lý tất cả giao diện
vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn
định, giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao (handover). Trong thực tế BSC là
một tổng đài nhỏ có vai trò quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển giao. BSC phải
thực hiện 1 vài chức năng:
- ước lượng báo hiệu giữa MS và tổng đài (mạng lõi – CN)
9
- performing gaging in a group of cells for every mobile terminating call (MTC)
- Quản lý tài nguyên vô tuyến đối với mỗi BTS
- Chuyển mạch khe thời gian từ mạng lõi tới đúng BTS
- Cung cấp điểm truy cập bảo trì và vận hành chính cho toàn bộ BSS
- Lưu dữ cấu hình data đối với tất cả những phần tử trong BSS.
Handover là 1 thuê bao từ Cell này đến cell khác, yêu cầu mọi BTS phải:
 Đánh giá thông báo đo lường được phát từ mọi di động trong xuốt quá trình gọi, để
xác định khi nào thì chuyển giao
 Truy cập tới tài nguyên có sẵn trong mỗi BTS hàng xóm;
 Có thể thông tin với BTS hàng xóm để yêu cầu tài nguyên cho mỗi mobile cần
handover, và hợp tác handover
 Hợp tác handover(chuyển giao) với tổng đài điện thoại mục đích để nó biết BTS nào
đang xử lý mỗi cuộc gọi.
BTS (Base Transceiver Station) trong 1 cell. BTS có chức năng trao đổi thông tin với MS.
Mỗi BTS bao gồm các thiết bị thu phát, anten và xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vô
tuyến để cung cấp giao diện vô tuyến cho một cell. Dung lượng kênh thoại của mạng GSM,
trong bất kỳ một vùng, được xác định bởi số lượng tần số mang trên mỗi cell và mật độ cell

- Lớp C: Thiết bị có thể xử lý cả 2 thoại và data
B. phân hệ chuyển mạch
MSC ( Mobile service Switching Centre) có nhiệm vụ điều phối việc thiết lập cuộc gọi
đến những người sử dụng mạng GSM. Một mặt giao tiếp với BSS, mặt khác giao tiếp với
mạng ngoài (qua GMSC) MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các
bộ điều khiển trạm gốc BSC. MSC thực hiện các chức năng: Xử lý cuộc gọi, vận hành và
bảo dưỡng, chức năng tương tác và tính cước. MSC có thể triển khai ở 2 dạng: MSC server -
xử lý báo hiệu; CS-MGW xử lý báo hiệu người dùng
MSC server điều khiển cuộc gọi từ lúc bắt đầu đến kết thúc trong miền CS, hoàn thành
báo hiệu và biên dịch vào trong mạng báo hiệu. Chứa dữ liệu dịch vụ thuê bao trong VLR và
dữ liệu liên quan CAMEL.
11
CS-MGW (Circuit Switch - Media Gateway Function) giúp chuyển đổi phương tiện,
điều khiển vật mang và xử lý kích thước gói qua giao diện Iu. H.248 được đề nghị để xác
nhận mã phụ thêm và những giao thức đóng khung.
IWF (the Interworking Function) nối tới MSC để cung cấp liên kết giữa mạng PLMN và
mạng cố định (ISDN, PSTN và PDNs). Việc giao tiếp với mạng ngoài đòi hỏi cổng thích
ứng (các chức năng tương tác IWF) để thích ứng các đặc điểm truyền dẫn của GSM và các
mạng ngoài. Chức năng của IWF là
- phụ thuộc vào dịch vụ và loại mạng cố định.
- Chuyển giao thức được dùng trong mạng PLMN sang những giao thức được dùng
trong mạng cố định
GMSC (the Gateway MSC): Để thiết lập một cuộc gọi đến người sử dụng GSM, trước hết
cuộc gọi phải được định tuyến đến một tổng đài cổng GMSC mà không cần biết vị trí hiện
thời của thuê bao.GMSC có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí hiện thời của thuê bao và định
tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm hiện thời (MSC tạm trú).
Muốn vậy, trước hết các tổng đài phải dựa trên số thoại danh bạ của thuê bao để tìm đúng
HLR cần thiết và hỏi HLR này: MSC -> HLR tương ứng -> MSC có MS.
- GMSC quyết định điều khiển kết nối với mạng bên ngoài, khi truy vấn tới HLR và
MSC.

+ Giao diện A giữa BSS – MSC: Là khả năng cung cấp nhiều dịch vụ cho những người dùng
GSM và thuê bao. Thêm vào đó, giao diện A cho phép cấp phát tài nguyên phù hợp trong
mạng PLMN, vận hành và bảo quản những tài nguyên này.
+ Giao diện Abis giữa BSC – BTS: là giao diện giữa BSC và BTS. Giao thức sử dụng ở lớp
2 trên Abis là LAPD (Link Access Procedure on D channel). LAPD có chức năng phát hiện
và hiệu chỉnh lỗi, cũng như phân định khung. Đó là, thêm vào các cờ (flags) ở đầu và cuối
của khung.
Ở lớp 3 hầu hết bản tin, gồm bản tin RR, qua BTS. Tuy nhiên, một vài bản tin RR liên
quan thiết bị vô tuyến và phải được xử lý bởi BTS. Việc biến đổi bản tin RR quan trong
13
được thực hiện trong BTS . Ví dụ bản tin RR là bản tin mật mã, ở đó khóa mã chỉ được gửi
tới BTS và không tới MS
+ Giao diện B giữa MSC server – VLR: VLR là cơ sở data định vị và quản lý những thuê
bao di động roaming đến khu vực MSC server mà VLR kết hợp. Bất kỳ khi nào MSC server
cần data liên quan tới MS trong khu vực MSC này, nó sẽ tham chiếu tới VLR. Khi MS roam
đến một vùng định vị khác, nó sẽ updating thông tin location với MSC server ở nơi đó,
MSC server lại thông tin tới VLR để chứa thông tin này. Khi một thuê bao kích hoạt dịch
phụ hay giảm bớt một vài data gắn với dịch vụ, MSC server thông tin (thông qua VLR) tới
HLR là nơi chứa nhiều sửa đổi và updata tới VLR nếu yêu cầu. Giao diện B bên trong MSC
server/VLR
+ Giao diện C giữa HLR và MSC server: GMSC server phải tham chiếu tới HLR thuê bao
yêu cầu để thực hiện định tuyến thông tin cuộc gọi hoặc bản tin ngắn (SMS) tới thuê bao đó
+ Giao diện D giữa HLR và VLR; Giao diện D được dùng để trao đổi data định vị MS và
quản lý thuê bao
+ Giao diện E giữa những MSC server: Khi một MS di chuyển từ một MSC này tới một
MSC khác trong suốt cuộc gọi, tiến trình handover phải thực hiện để duy trì thông tin. Do
đó, những MSC server phải trao đổi data để bắt đầu và thực hiện hoạt động
Khi SMS được dịch chuyển giữa MS và trung tâm dịch vụ SMS, giao diện này có chức
năng dich chuyển message giữa MSC server phục vụ MS và MSC server làm việc với SC.
+ Giao diện F giữa MSC server và EIR: Giao diện F dùng để trao đổi data, mục đích để EIR

GAN/UMA
- 3.5G: UMTS (HSDPA), UMTS (HSUPA)
- Post 3G: UMTS (HSOPA/LTE)
Thế hệ 4G: Tùy theo nhóm làm việc 4G, cơ sở hạ tầng và đầu cuối của 4G sẽ có tất cả
những chuẩn từ 2G tới 4G đã triển khai. Cơ sở hạ tầng cho 4G sẽ chỉ là gói (all-IP). Một vài
đề xuất đó là có một platform mở ở đó những đổi mới và phát triển có thể phù hợp. Những
kỹ thuật đang được xem xét như pre-4G là WiMax, WiBro, iBurst, 3GPP Long term
Evolution VÀ 3GPP2 Ultra Mobile Broadband. Những kỹ thuật chính là:
- kỹ thuật baseband (băng cơ sở) là
-> OFDM: để khai thác đặc tính kênh chọn lọc tần số
-> MIMO: để đạt được hiệu suất phổ cao nhất
-> Turbo principle: để giảm đến mức nhỏ nhất SNR theo yêu cầu ở bên thu
- Giao diện vô tuyến thích ứng
- Điều chế, xử lý không gian gồm MIMO nhiều anten và nhiều người dùng
- Relaying (sự chuyển tiếp), gồm mạng chuyển tiếp cố định(FRN-Fixed Relay Network),
và the cooperative relaying concept, được biết như là giao thức nhiều chế độ
1.2. Công nghệ GPRS
1.2.1. Giới thiệu chung về GPRS
16
Hình 1.2: Tổng quan những thay đổi trong BSS và mạng lõi GSM
Những đặc điểm mới trong GPRS là:
- Chuẩn hoá dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói
- Kết nối IP từ đầu cuối tới đầu cuối
- Giải pháp cơ sở cho mobile internet
- Mở rộng mạng GSM, với những node thêm vào : SGSN, GGSN
Hệ thống phát dữ liệu GPRS trong GSM:
- Phát triển GSM: dùng lại toàn bộ cơ sở hạ tậng mạng GSM đang tồn tại (mạng vô
tuyến GSM và những phần tử mạng chuyển mạch, như HLR và MSC/VLR), thêm hệ
thống chuyển mạch gói
- GPRS cho phép thông tin IP giữa MS(Mobile Station) và IH (Internet Service Host)

giữa các trạm di động và các GGSN. SGSN điều khiển các giao thức giao diện vô tuyến mức
cao, cũng như các giao thức mạng GPRS, tính cước data người dùng
Chức năng cụ thể SGSN trong GSM/EDGE:
 Tiến tới lưu lượng 60kbps (150kbps đối với EDGE) trên mỗi thuê bao
 Kết nối qua Frame relay hoặc IP tới PCU sử dụng chức năng giao thức Gb
18
 Chấp nhận data uplink để cấu thành gói IP
 Bảo mật data downlink, giải mật mã data uplink
 Thực hiện quản lý tới mức cell cho nhiều chế độ di động được kết nối
Chức năng cụ thể SGSN trong WCDMA
 Lưu lượng tiến tới 300kbps trên mỗi thuê bao (R99)
 Tiến tới lưu lượng khoảng 7,2Mbps downlink và 2mbps uplink (HSPA)
 Những gói downlink/uplink Tunnel/detunnel hướng tới RNC
 Tiến tới quản lý di động tới mức RNC cho những chế độ di động được kết nối
 GGSN (Gateway GPRS Support Node): Chứa dữ liệu thuê bao nhận từ HLR và SGSN.
Có 2 loại dữ liệu giống SGSN: Subscription information: IMSI, địa chỉ PDP; Location
information: địa chỉ SGSN cho SGSN nơi mà MS đăng ký
GGSN hành động như một giao diện tới mạng dữ liệu gói bên ngoài. Nó chuyển đổi
những gói GPRS đến từ SGSN thành định dạng PDP (Packet Data Protocol) tương ứng và
gửi chúng ra ngoài trên mạng ở ngoài tương ứng. Trong hướng ngược lại, địa chỉ PDP của
gói data đến (là địa chỉ IP đích) được chuyển đổi thành địa chỉ GSM của người dùng đích.
GGSN chứa địa chỉ SGSN hiện tại và profile của những người dùng đăng ký vào thanh ghi
định vị của nó. GGSN có khả năng tập trung thông tin tính cước cho các mục đích thanh
toán.
Nói chung, có mối quan hệ nhiều - nhiều giữa SGSNs và GGSNs: Một GGSN giao
diện với một mạng ngoài cần một vài SGSNs; một SGSN có thể định tuyến nhiều gói tới
nhiều GGSNs khác nhau.
phân biệt Data/Voice trong BSS
PCU (the Packet Control Unit) có chức năng điều khiển đến MSC nếu là voice , điều khiển
đến SGSN nếu là điện thoại GPRS. Chức năng khác của PCU là :

kênh vô tuyến GPRS. Việc nâng cấp như đơn vị mã hoá kênh (CCU – Channel Codec Unit)
và luôn được đặt ở BTS. CCU kế thừa một vài chức năng quản lý vô tuyến PCU nếu latter
không được đặt ở BTS
Mạng tổng đài roaming GPRS ( GPRS Roaming eXchange (GRX) Network)
20
Hình 1.3: Mạng tổng đài Roaming GPRS (GRX)
BG (the Border Gateway) Kiểm soát truyền gói giữa các mạng GPRS PLMN, Cung cấp
mức bảo mật tương ứng để bảo vệ PLMN và nhiều thuê bao của nó.
1.2.3 Giao diện trong mạng GPRS
Giao diện Gb giữa BSS và SGSN
Không giống với giao diện A, ở giao diện Gb mỗi người dùng được cấp phát tài nguyên
duy nhất trong suốt thời gian tồn tại cuộc gọi, không quan tâm đến luồng thông tin, Giao
diện Gb cho phép nhiều người dùng được ghép trên cùng một tài nguyên vật lý
Báo hiệu GPRS và dữ liệu người dùng có thể được gửi trên cùng tài nguyên vật lý. Tốc
độ truy cập với mỗi user thay đổi từ dữ liệu không tới băng thông lớn nhất có thể (TS 4818
700)
Mạng truy cập, kết nối PCU với SGSN được chuẩn hoá ở lớp 2. Nó chạy giao thức
frame relay trên lớp 2 và BSSGP, LLC và SNDCP trên những lớp cao. Khi BSSGP header
được tạo bởi BSS thì những header lớp trên được tạo bởi MS. Những header này được
truyền xuyên qua BSS.
Giới hạn của GPRS, header dịch vụ mạng (layer 2) chứa header của giao thức chuyển
mạch (FR – Frame Relay: là một dạng phát dữ liệu packet mà giao diện Gb sử dụng giữa
PCU và SGSN) cộng thêm thông tin về kết nối ảo dịch vụ mạng so-called. Quyết định
chuyển mạch chỉ dựa trên header FR.
Khi giao thức lớp 1 ở luồng E1, nó có thể thiết lập nhiều thay đổi của kết nối vật lý
giữa PCU và SGSN.
21
Hình 1.4: Những lớp của giao diện Gb
Giao diện Gr giữa SGSN và HLR
Giao diện này được dùng để trao đổi dữ liệu liên quan tới định vị MS và tới quản lý

1. 3 Công nghệ GSM/EDGE
1.3.1 Sự khác nhau về kỹ thuật giữa GPRS và EDGE
 Kỹ thuật EDGE
EDGE – Enchanced Data rates for GSM Evolution hoặc Enhanced GPRS – EGPRS :
là kỹ thuật điện thoại số cho phép tăng tốc độ truyền data và truyền data tin cậy hơn. Được
phân loại như chuẩn 2,75G không chính thức, vì tốc độ mạng chậm hơn
EDGE được giới thiệu cho mạng GSM trên khắp thế giới từ năm 2003, bắt đầu ở Bắc
Mỹ. GSM/EDGE Radio Access Network (GERAN)
EDGE là giải pháp để tăng tốc độ dữ liệu trên đường vô tuyến GSM. EDGE chỉ giới
thiệu một kỹ thuật điều chế mới và mã hoá kênh mới mà có thể phát cả 2 thoại chuyển mạch
gói và chuyển mạch kênh và dịch vụ dữ liệu. Do đó, EDGE là thêm vào GPRS và không thể
làm việc một mình. GPRS và EDGE có giao thức khác nhau và cách hoạt động khác nhau
trên BSS. Tuy nhiên trên mạng lõi, GPRS và EGPRS cùng chia sẻ những giao thức xử lý gói
và cách thức
EDGE không yêu cầu những thay đổi phần cứng hoặc phần mềm trong mạng lõi
GSM. Những đơn vị thu phát tương thích với EDGE phải được cài đặt (installed) và BSS
cần phải được nâng cấp để hỗ trợ EDGE. Phần cứng đầu cuối di động mới và phần mềm yêu
24
cầu phải giải mã/mã hoá (decode/encode) điều chế mới và phối hợp mã và mang tốc dộ data
user cao hơn để triển khai dịch vụ mới
Hình 1.6: EGPRS giới thiệu những thay đổi trên BSS trong mạng GPRS

Bảng 1.2: GPRS và EDGE: So sánh thông tin kỹ thuật (8PSK, 8-phase shift keying;
GMSK, Gaussian minimum shift keying; MSC, Modulation coding scheme)
EDGE có thể phát nhiều bit gấp 3 lần GPRS trong một chu kỳ. Đây là lý do chính cho tốc độ
bit EDGE cao hơn. ITU đã định nghĩa 384kbps là giới hạn tốc độ dữ liệu cho dịch vụ để
thực hiện chuẩn IMT-2000 trong môi trường không lý tưởng. 384kbps tương ứng với 48kbps
trên mỗi khe thời gian, giả sử một đầu cuối có 8 khe thời gian.
 Kỹ thuật điều chế
GMSK – Gaussian minimum shift keying là một loại điều chế pha. Kỹ thuật này