ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
LỜI NÓI ĐẦU
Chúng ta đang sống trong một kỷ nguyên thông tin cùng với sự phát triển vũ
bão của xã hội định hướng thông tin , các dịch vụ thông tin thoại , thông tin số
liệu truyền dẫn hình ảnh , thông tin di động v.v.. ngày càng trở nên đa dạng và
phong phú .
Sự phát triển của công nghệ thông tin bao gồm cả truyền dẫn , cáp quang kỹ
thuật số , kỹ thuật thông tin mật độ lớn , kỹ thuật bán dẫn đã được phát triển . Sự
phát triển của kỹ thuật thông tin là yếu tố quan trọng thúc đẩy nền kinh tế phát
triển và góp phần nâng cao đời sống của con người cùng với những thành tựu của
các ngành điện tử tin học
Cho đến ngày nay công nghiệp viễn thông trên thế giới đã có những bước tiến
nhảy vọt kỳ diệu đã đưa nhân loại sang một kỷ nguyên mới đó là kỷ nguyên
thông tin và ở Việt Nam trong những năm gần đây chúng ta cũng thấy điều đó rất
rõ ràng .
Tuy chỉ là một nước đang phát triển nhưng lĩnh vực thông tin được chính phủ
và các ngành rất quan tâm và chú trọng để hoà nhập với mạng thông tin toàn
cầu . Kỹ thuật cơ bản cần thiết kế để xây dựng các mạng thông tin có tính năng
hoạt động tốt là kỹ thuật số , bán dẫn mật độ cao và kỹ thuật xử lý tín hiệu số .
Với khoảng thời gian tìm hiểu có hạn , vì vậy em chỉ tìm hiểu sơ bộ quá trình
chuyển mạch trong tổng đài . Nó là một phần trong quá trình phát triển mạng
thông tin để làm nền tảng cho việc làm đồ án tốt nghiệp . Vì vậy còn nhiều điều
thiếu sót mong thầy cô chỉ bảo thêm.
Trong đồ án tốt nghiệp này em giới thiệu các phần cơ bản của hệ thống thông
tin di động và em đi sâu nghiên cứu Thiết kế mô phỏng báo hiệu số 7 trong
mạng GSM . bản báo cáo gồm 2 phần :
Phần I: Tổng quan về thông tin di động
Phần II: Hệ thống báo hiệu số 7 trong mạng GSM
Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Đặng khánh Hoà đã giúp đỡ hướng dẫn chỉ
bảo em trong quá trình hoàn thành đồ án.
Với thời gian có hạn, nên trong đồ án không tránh khỏi những thiếu sót nhất định,
dựa trên thiết kế ban đầu của AT&T và Motorola, được gọi là AMPS
(Advanced Mobile Phone Service- dịch vụ điện thoại di động tiên tiến). AMPS
được sử dụng ở khoảng 70 nước khác trên thế giới và nó là tiêu chuẩn được sử
dụng rộng rãi nhất hiện nay. Ngoài ra phải kể đến một số các tiêu chuẩn thông
dụng khác là: NMT (Nordic Mobile Telephone- điện thoại di động Bắc Âu),
TACS (Total Access Communications Service- dịch vụ truyền thông hoàn toàn
truy nhập) và hệ thống GSM (Global System for Mobile- hệ thống di động toàn
cầu). Hệ thống NMT ban đầu đã được thiết kế cho các mạng tương đối nhỏ gồm
20.000- 30.000 thuê bao và cung cấp 180 kênh, mỗi kênh sử dụng dải thông 25
hoặc 30 KHz trong dải tần 450 MHz. Một thế hệ sau này của NMT cung cấp
dung lượng lớn hơn ở dải tần 900 MHz, nó có khả năng cung cấp 1.000 kênh,
mỗi kênh sử dụng dải thông 25 KHz hoặc 2.000 kênh, mỗi kênh có dải thông12,5
KHz. Và hiện tại có khoảng 30 nước đã sử dụng hệ thống NMT. Hệ thống TACS
được sử dụng ở Châu Âu, Anh Quốc và khoảng vài chục nước khác. Một dạng
chuyển hoá của TACS được sử dụng ở Nhật Bản gọi là JTACS, cung cấp 1.320
kênh, mỗi kênh chiếm dải thông 25 KHz. Còn sự ra đời của GSM có thể nói là
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
2
2
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
do các nước khác nhau ở Châu Âu sử dụng các tiêu chuẩn mạng tế bào khác
nhau, cho nên cần có một tiêu chuẩn duy nhất để cung cấp khả năng chuyển vùng
(Các tiêu chuẩn khác nhau không chỉ sử dụng các giao thức khác nhau mà còn
hoạt động ở các tần số khác nhau, vì vậy không thể có tính tương thích tòn cầu).
Do vậy hệ thống GSM đã được phát triển như một dịch vụ số hoá hoàn toàn có
thể dùng được ở Châu Âu và nhiều nước khác. GSM được thiết kế để làm việc ở
băng tần 900 MHz và qui định tám khe thời gian cho mỗi kênh rộng 200 KHz.
2. Cấu trúc cơ bản của mạng tế bào
Về cơ bản, hệ thống điện thoại di động tế bào gồm các máy điện thoại di
Máy phát
Bộ điều khiển hệ thống Tổng đài đầu cuối
(Đến các máy thu)
(Đến các máy thu)
Đường dây dành riêng
Đường dây dành riêng
Đường dây dành riêng
Quay số gọi đến trực tiếp (DID)
Tới PSTN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
Với hệ thống này, do các máy phát thường có công suất lớn hơn nhiều
(500 w) so với các máy di động (25 W). Và đương nhiên anten của máy di động
thường ở mức thấp hơn nhiều so với anten phát. Để cự ly thông tin của hệ thống
được như nhau theo cả hai chiều, người ta thường dùng các trạm đầu xa chứa các
máy thu. Các trạm đầu xa này sẽ thu nhận tín hiệu phát của máy di động và gửi
chuyển tiếp tín hiệu đó trở lại bộ điều khiển hệ thống để xử lý.
Trong khi đó, đối với mạng tế bào người ta lại bố trí các máy thu/phát
trong vô số các tế bào nhỏ trong phạm vi của vùng bao phủ. Các máy thu/phát
được điều khiển bởi một bộ xử lý trung tâm hoặc một tổng đài, sao cho thuê bao
có thể di chuyển giữa các cell mà dịch vụ vẫn được duy trì. Điều này cho phép
tái sử dụng lại tần số và tạo điều kiện để mạng tế bào có tiềm năng dung lượng
lớn hơn nhiều so với các hệ thống thông tin di động trước đây.
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
4
4
4
MSC# 1
MSC# 2
Tới PSTN hoặc các mạng khác
Tới PSTN hoặc các mạng khác
Đối với các hệ thống tế bào hiện đang sử dụng kỹ thuật ghép kênh FDMA,
đều chia toàn bộ băng tần được phân phối cho một nhà khai thác mạng tế bào
(Khoảng 25 MHz) thành các kênh rời rạc. Vì mỗi kênh thường có độ rộng dải là
30 KHz, cho nên hệ thống có tất cả 832 kênh khả dụng. Mỗi cuộc đàm thoại cần
sử dụng hai tần số, cho nên mỗi nhà khai thác có 416 cặp tần số khả dụng. Mỗi
cặp có thể gán cho một thuê bao mạng tế bào vào bất kỳ lúc nào.
Thiết bị di động sử dụng kỹ thuật FDMA ít phức tạp hơn so với các thiết
bị sử dụng các kỹ thuật ghép kênh khác và nói chung giá thành cũng rẻ hơn. Tuy
nhiên, do mỗi kênh cần dùng một máy phát và một máy thu riêng biệt. Cho nên
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
6
6
6
30 KHz kênh 1
Thoại analog
30 KHz kênh 832
...
Thoại analog
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
FDMA đòi hỏi rất nhiều thiết bị tại vị trí trạm gốc. Kỹ thuật FDMA có khả năng
sử dụng được với cả các hệ thống truyền dẫn số (Digital) lẫn các hệ thống truyền
dẫn tương tự (Analog).
Sau đây là minh hoạ về kỹ thuật FDMA sử dụng cho hệ thống tế bào
analog ở Hoa Kỳ:
Như vậy, mỗi kênh chiếm dải thông và đáp ứng cho một cuộc đàm thoại.
Tần số của mỗi kênh tuy khác nhau nhưng nhiều máy vô tuyến có thể truy nhập
tới được.
3. TDMA
Với TDMA mỗi kênh vô tuyến được chia thành các khe thời gian. Từng
cuộc đàm thoại được biến đổi thành tín hiệu số và sau đó được gán cho một trong
(4)
(5)
(6)
Bộ biếnđổi A/D Tạomã
Bộ biếnđổi A/D Tạomã
(20)
Bộ biếnđổi A/D Tạomã
Bộ biếnđổi A/D Tạomã
(20)
1,25 MHz kênh 1
1,25 MHz kênh 20
. ..
(1)
(1)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
của mỗi cuộc đàm thoại đi qua bộ biến đổi A/D và sau đó chiếm một khe thời
gian trong kênh analog 30 kHz.
4. CDMA
Trong kỹ thuật CDMA, tín hiệu mang tin ( ví dụ như tiếng nói) được biến
đổi thành tín hiệu digital, sau đó được trộn với một mã giống như mã ngẫu nhiên.
Tín hiệu tổng cộng, tức tiếng nói cộng với mã giả ngẫu nhiên, khi đó được phát
trong một dải tần rộng nhờ một kỹ thuật gọi là trải phổ.
Không giống FDMA hay TDMA, truyền dẫn trải phổ mà CDMA sử dụng
đòi hỏi các kênh có dải thông tương đối rộng (Thường là 1,25 MHz). Tuy nhiên
theo tính toán lý thuyết thì CDMA có thể chứa được số thuê bao lớn gấp khoảng
20 lần mà FDMA có thể có trong một dải thông tổng cộng như nhau .
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
8
8
8
ngưỡng nào đấy thì việc chuyển vùng mềm có thể sẽ được thực hiện. Lúc này,
máy di động gửi bản tin đến trạm điều khiển trung tâm (BSC). Trạm trung tâm
thực hiệ kết nối máy di động và trạm thu phát mới trong khi vẫn giữ đường kết
nối ban đầu. Chỉ sau khi thực hiện thành công việc kết nối rồi mới cắt liên lạc với
trạm cũ. Ưu điểm nổi bật của chuyển vùng mềm và chuyển vùng mềm hơn là loại
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
9
9
9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
trừ được các hiện tượng rơi cuộc gọi hay gán đoạn thông tin trong khi máy di
động di chuyển trong vùng giáp danh giữa các BTS hoặc giữa các sector trong
cùng một BTS.
Tính đa dạng của phân tập:
Phân tập là một phương pháp hiệu quả để giảm fading. Có ba loại phân
tập là:
• Phân tập theo thời gian dùng kỹ thuật chèn mã, tách lỗi và sửa sai.
• Phân tập theo khoảng cách: thiết kế nhiều cặp antenthu tại một trạm
gốc BTS, thiết lập nhiều đường báo hiệu (chuyển vùng mềm) để kết
nối với máy di động đồng thời với hai hoặc nhiều BTS.
• Loại phân tập dùng phương pháp thu đa đường là phân tập cao nhất
nhờ đặc tính duy nhất của CDMA là thu/phát dùng mã PN mà các
hệ thống vô tuyến di động khác không có. Nhờ có bộ tương quan
song song mã PN, nó xác định tín hiệu thu theo mỗi đường sau đó tổ
hợp và giải điều chế tín hiệu thu được. Fading có thể xuất hiện trong
mỗi tín hiệu thu được nhưng không có tác động đến các đường thu
khác nếu không có sự tương quan PN giữa các đường thu. Vì vậy
tổng tín hiệu thu được có độ tin cậy rất cao vì khả năng có fading
đồng thời trong tất cả các tín hiệu là rất thấp.
Với việc ứng dụng nhiều loại phân tập, các kỹ thuật vô tuyến di động dùng
công suất phát, sẽ giảm được giao thoa Và bán kính phục vụ của một trạm gốc có
thể đạt lớn hơn, số lượng trạm gốc BTS cần ít hơn so với các hệ thống di động
TDMA.
Bảo mật cuộc gọi:
Hệ thống CDMA cung cấp chức năng bảo mật thông tin rất cao vì tạo
được mã PN riêng biệt cho mỗi máy, vì vậy dùng máy thu khác để nhận dạng
hay tìm kiếm là rất khó khăn.
5. So sánh các công nghệ FDMA, TDMA với CDMA ứng dụng trong thông
tin di động tế bào:
Trong FDMA mỗi một khe tần số được dành riêng cho một người sử dụng
và người này sẽ dùng khe tần số này suốt quá trình cuộc gọi . Trong sơ đồ
TDMA mỗi người dùng được cấp cho một khe thời gian trong quá trình gọi. Số
lượng người dùng được quyết định bởi số lượng các khe thời gian hay tần số
khác nhau có sẵn. Trong sơ đồ CDMA tất cả các người dùng phát đồng thời và
trên một tần số. Tín hiệu được phát đi chiếm toàn bộ dải thông của hệ thống và
các dãy mã được sử dụng để phân biệt người sử dụng này với người sử dụng kia.
CDMA hơn hẳn so với các kỹ thuật đa truy nhập khác. Nó có thể tính
được phương sai trong hàm truyền của kênh gây ra bởi bộ chọn lọc tần số. Các
máy thu CDMA được thiết kế để tận dụng ưu điểm từ đặc tính nhiều đường liên
quan đến fading chọn lọc tần số và để làm giảm tối thiểu ảnh hưởng của chúng
đến dung lượng của hệ thống.
Ưu điểm chủ yếu về dung lượng của CDMA có được trong môi trường vô
tuyến đa tế bào. Trong thông tin di động trước đây một trạm gốc công suất lớn
được sử dụng để phủ sóng cho một vùng rộng lớn. Hệ thống này bị hạn chế khắt
khe về mặt băng tần và không thể đáp ứng các dịch vụ di động. Trong hệ thống
điện thoại di động tế bào, máy phát của trạm gốc đơn lẻ được thay thế bởi rất
nhiều các trạm gốc có công suất nhỏ hơn, mỗi máy phát phủ sóng cho một vùng
có dạng tổ ong, gọi là một tế bào. Trong các hệ thống FDMA hay TDMA mỗi tế
bào được chia cho một phần tử của dãy tần số có sẵn. Dãy tần được dùng trong
C
DF
A
E
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
một tế bào có thể được sử dụng lại trong tế bào khác cách đó đủ xa sao cho tín
hiệu trong hai tế bào này không gây nhiễu đến nhau. Số K tế bào sử dụng hết
toàn bộ phổ tần có sẵn được gọi là cluster (cụm). Các cluster được bố trí như
hình vẽ sau:Hình vẽ: Cấu trúc cơ bản của hệ thống tế bào
Những tín hiệu cơ bản của người sử dụng khác đồng thời trên cùng băng
tần sẽ gây ra nhiễu đồng kênh. Nhiễu đồng kênh là một tham số giới hạn của hệ
thống vô tuyến di động. Phương pháp tái sử dụng tần sổ trong TDMA/FDMA và
FM/FDMA gây ra nhiễu đồng kênh vì có cùng một dải tần được sử dụng lại ở
một tế bào khác. Việc sử dụng các cluster 7 tế bào trong nhiều hệ thống vô tuyến
di động là không đủ để tránh hiện tượng nhiễu đồng kênh. Có thể tăng K lớn hơn
7 để giảm nhiễu đồng kênh nhưng sẽ làm giảm số lượng các kênh trong một tế
bào, do vậy sẽ làm giảm dung lượng của hệ thống. Tương tự nếu giữ nguyên hệ
số tái sử dụng là 7 và chia tế bào thành những vùng nhỏ hơn. Mỗi tế bào được
chia thành ba hoặc sáu vùng nhỏ sẽ sử dụng ba hoặc sáu anten định hướng tương
ứng tại trạm gốc phục vụ cho cả thu lẫn phát. Mỗi vùng nhỏ này sử dụng một dải
tần riêng, khác với dải tần của các vùng kia. Thí dụ, nếu một tế bào được chia
thành ba vùng nhỏ thì nhiễu thu được trên anten định hướng chỉ sấp xỉ một phần
ba của nhiễu thu được trên anten vô hướng đặt tại trạm gốc. Sử dụng tế bào chia
nhỏ thành ba vùng thì số lượng người dùng trong một tế bào có thể tăng thêm
gấp ba lần trong cùng một cluster.
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
12
thống. Tuy nhiên trong CDMA ta quan tâm đến điều kiện “phong toả mềm”, có
thể giải toả được trái với điều kiện “phong toả cứng” như trong TDMA và
FDMA khi mà tất cả các kênh đều bị chiếm.
Hệ thống CDMA cũng có một vài nhược điểm. Hai nhược điểm nổi bật là:
hiệu ứng tự nhiễu và hiệu ứng xa gần. Hiệu ứng tự nhiễu do các dãy mã không
trực giao gây ra. Trong hệ thống vô tuyến di động các máy di động truyền tin độc
lập với nhau, tín hiệu của chúng không đến trạm gốc một cách cùng lúc. Do trễ
thời gian của chúng là phân bố ngẫu nhiên nên sự tương quan chéo giữa các tín
hiệu thu được từ những người sử dụng là khác không. Để nhận được nhiễu có
mức thấp tất cả tín hiệu phải có tương quan chéo nhỏ và mọi trễ thời gian tương
đối. Tương quan chéo giữa các ký tự có được bằng việc thiết kế một tập các dãy
trực giao. Tuy nhiên không có một tập dãy mã nào được biết là hoàn toàn trực
giao khi được dùng trong hệ thống không đồng bộ. Các thành phần không trực
giao của tín hiệu của những người sử dụng khác sẽ xuất hiện như là nhiễu trong
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
13
13
13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
tín hiệu điều chế mong muốn. Nếu sử dụng máy thu có bộ lọc thích ứng trong hệ
thống như vậy thì số lượng của người sử dụng bị hạn chế bởi nhiễu gây ra bởi
những người sử dụng khác. Điều này khác với trong các hệ thống TDMA và
FDMA, trong các hệ thống này tính chất trực giao của tín hiệu thu được bị duy
trì bằng việc chọn lọc và đồng bộ chính xác.
Hạn chế chính của CDMA là hiệu ứng xa gần. Hiện tượng này xuất hiện
khi một tín hiệu yếu từ một máy di động ở xa thu được tại trạm gốc bị chèn ép
bởi tín hiệu mạnh từ nguồn nhiễu đó. Tín hiệu nhiễu với công suất lớn hơn n lần
công suất tín hiệu mong muốn sẽ tác dụng gần như là n tín hiệu nhiễu có công
suất bằng công suất của tín hiệu. Để khắc phục hiệu ứng xa gần trong hầu hết các
ứng dụng CDMA người ta sử dụng các sơ đồ điều khiển công suất. Trong hệ
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
K= 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
CHƯƠNG III : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ AMPS
1. Giới thiệu chung
AMPS là hệ thống điện thoại di động tổ ong do AT&T và Motorola- Mỹ
đề xuất sử dụng vào năm 1982. Để sử dụng hiệu quả hơn nguồn tần số có giới
hạn nên vùng phục vụ rộng của nó được phân chia thành các cell nhỏ và dịch vụ
cung cấp sử dụng một tần số nhất định với một công suất nhỏ để cho phép các
BS ở cách xa một khoảng cách nhất định có thể tái sử dụng cùng một tần số đó
một cách đồng thời. Sau đó, người ta coi vùng phục vụ tương ứng như một hình
lục giác để làm đơn giản hoá việc thiết kế và tính toán lý thuyết về mạng điện
thoại di động.
Tái sử dụng tần số liên quan đến việc định vị các BS để tái sử dụng các tần
số chính xác, không phải sử dụng cùng một tần số giữa các BS kề nhau mà chỉ sử
AUC
MS
EIR
MSC
HLR
BSS
BSC
BTS
VLR
ISDN
OMC
PSPDN
PLMN
PSTN
CSPDN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
* Bao gồm cả các kênh dự trữ cho GSM .
CHƯƠNG IV : CẤU TRÚC MẠNG GSM
1. Cấu trúc mạng GSM
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
17
17
17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
OSS : Hệ thống khai thác và hỗ trợ
AUC : Trung tâm nhận thực
HLR : Bộ ghi định vị thường trú
MSC : Tổng đài di động
BSS : Hệ thống trạm gôc
mạch điện thoại công cộng PSTN, mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN, mạng di
động mặt đất công cộng PLMN và các mạng số liệu công cộng PSDN, và có thể
là các mạng riêng.
Các khối nói trên đều tham gia vào việc nối thông giữa một trạm di động
MS và một thuê bao di động ở PSDN. Nếu không thể thực hiện một cuộc gọi đến
MS ta sẽ không cần bất cứ một thiết bị nào khác. Vấn đề nảy sinh khi ta muốn
thực hiện một cuộc gọi kết cuối ở MS .người gọi hầu như không biết MS được
gọi ở đâu. Vì thế cần có một số cơ sở dữ liệu mạng để theo dõi MS. Cơ sở dữ
liệu quan trọng nhất là bộ đăng ký thường trú HLR. Khi một thuê bao di động
mua một đăng ký từ một hãng khai thác GSM, thuê bao di động này sẽ được
đăng ký ở HLR của hãng này. HLR chứa các thông tin về thuê bao như các dịch
vụ bổ xung và các tần số nhận thực, quyền thâm nhập của thuê bao, các dịch vụ
mà thuê bao đăng ký, các số liệu động về vùng mà ở đó đang chứa thuê bao của
nó (Roaming), trong HLR còn tạo báo hiệu số 7 trên giao diện với MSC. Ngoài
ra sẽ có thông tin về vị trí của MS tức là hiện thời vị trí của MS ở đâu thuộc
MSC nào. Thông tin này thay đổi khi MS di động. MS sẽ gửi thông tin về vị trí
thông qua MSC/HLR đến HLR của mình, nhờ vậy đảm bảo phương tiện để thu
một cuộc gọi.
2.1. Hệ thống con chuyển mạch (SS)
Hệ thống con chuyển mạch (SS): bao gồm các chức năng chuyển mạch
chính của GSM cũng như các 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.
MSC thực hiện các chức năng chuyển mạch chính, nhiệm vụ chính của
MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những thuê bao của GSM, một mặt
MSC giao tiếp với hệ thống con BSS và mặt khác giao tiếp với mạng ngoài qua
G-MSC.
SS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng khả năng truyền tải của
các mạng này cho việc truyền tải số liệu của người sử dụng hay báo hiệu giữa
các phần tử của mạng GSM. Chẳng hạn SS có thể sử dụng mạng báo hiệu kênh
phục vụ của MSC. Mỗi MSC có VLR. Ngay cả khi MS lưu động vào một vùng
MSC mới. VLR liên kết với MSC sẽ yêu cầu số liệu về MS từ HLR. Đồng thời
HLR sẽ được thông báo rằng MS đang ở vùng MSC nào. Nếu sau đó MS muốn
thực hiện một cuộc gọi, VLR sẽ có tất cả các thông tin cần thiết để thiết lập một
cuộc gọi mà không cần hỏi HLR có thể coi VLR như một HLR phân bố. VLR
chứa thông tin chính xác hơn về vị trí MS ở vùng MSC.
• Tổng đài di động cổng GMSC :
Tất cả các cuộc gọi vào cho mạng GSM /PLMN sẽ được định tuyến cho
tổng đài vô tuyến cổng Gateway-MSC. Nếu người nào đó ở mạng cố định PSTN
muốn thực hiện một cuộc gọi đến một thuê bao di động của mạng GSM. Tổng
đài tại PSTN sẽ kết nối cuộc gọi này đến MSC có trang bị một chức năng được
gọi là chức năng cổng. Tổng đài MSC này gọi là MSC cổng và nó có thể là một
MSC bất kỳ ở mạng GSM. GMSC sẽ phải tìm ra vị trí của MS cần tìm. Điều này
được thực hiện bằng cách hỏi HLR nơi MS đăng ký. HLR sẽ trả lời khi đó MSC
này có thể định tuyến lại cuộc gọi đến MSC cần thiết. Khi cuộc gọi đến MSC
này, VLR sẽ biết chi tiết hơn về vị trí của MS. Như vậy có thể nối thông một
cuộc gọi ở GSM có sự khác biệt giữa thiết bị vật lý và đăng ký thuê bao.
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
20
20
20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
2.2. Trạm di động(MS) :
MS là một đầu cuối di động, có thể đặt trên ô tô hay xách tay. Tại GSM có
một khối nhỏ gọi là modun nhận dạng thuê bao SIM, là một khối vật lý tách
riêng chẳng hạn là một IC Card còn gọi là card thông minh SIM cùng với thiết bị
trạm hợp thành trạm di động. Không có SIM, MS không thể thâm nhập đến
mạng trừ trường hợp gọi khẩn. Khi liên kết đăng ký thuê bao với card SIM chứ
không phải với MS.
Đăng ký thuê bao có thể có thể sử dụng trạm MS khác như của chính
21
21
21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
Khối thích ứng và chuyển đổi mã thực hiện chuyển đổi giữa tiếng 64kbit/s
luật A và tiếng RPE LTP 13 kbit/s cũng như thích ứng tốc độ giữa các khung 3.6,
6, 12 kbit/s sử dụng ở giao diện vô tuyến. TRAU được điều khiển bởi BTS. Nếu
nó được đặt bên ngoài BTS thì việc điều khiển được thực hiện bởi báo hiệu trong
băng bằng cách sử dụng một số bit dự trữ ở trong khung 320 bit của các kênh lưu
lượng 16 kbit/s trong đó chỉ có 13 kbit/s được sử dụng cho việc truyền lưu lượng
các bít dự trữ nói trên là các bit điều khiển.
Khối BSC:
BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh
điều khiển từ xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng
kênh vô tuyến và chuyển giao. Một phía BSC được nôí với BTS còn phía kia nối
với MSC của SS. Trong thực tế BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng tính toán
đáng kể. Vai trò chính của nó là quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển
giao. Giao diện giữa BSC và MSC là giao diện A, còn giao diện giữa BTS và
BSC là giao diện Abit.
2.4. Hệ thống khai thác và hỗ trợ (OSS)
Được nối tới tất cả các thiết bị ở hệ thống chuyển mạch và nối đến BSC.
OSS có các chức năng chính sau:
Quản lý mạng tế bào :
Tại PLMN lớn cần xử lý rất nhiều số liệu, các thủ tục chi tiết, các công cụ
quản lý phụ thuộc cơ quan chịu trách nhiệm về mạng.
Số liệu tổng đài và số liệu hệ thống điện thoại di động, cơ sở dữ liệu này
chứa tất cả các nội dung của cơ sở dữ liệu về dữ liệu đang được giữ tại
MSC/BSC. Có thể kiểm tra tại chỗ trước đưa nó vào hoạt động.
Số liệu cell: chứa tất cả các dữ liệu ở các cell PLMN.
Quản lý đăng ký thuê bao:
Vùng MSC là một bộ phận của mạng được một MSC quản lý. Để định
tuyến một cuộc gọi đến một thuê bao di động, đường truyền qua mạng sẽ được
nối đến MSC ở vùng phục vụ MSC nơi thuê bao đang ở.
Vùng phục vụ như là một bộ phận của mạng được định nghĩa như một
vùng mà ở đó có thể đạt đến trạm di động nhờ việc MS này được ghi lại ở một bộ
định vị khác (VLR).
Một vùng mạng GSM được chia thành một hay nhiều vùng phục vụ
MSC/VLR.
Vùng định vị (LA-location Area):
Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị. Vùng
định vị là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR mà ở đó một trạm di động có
thể chuyển động tự do mà không cần cập nhật thông tin về vị trí cho tổng đài
MSC/VLR điều khiển vùng định vị này. Vùng định vị này là một vùng mà ở đó
thông báo tìm gọi sẽ được phát quảng bá để tìm một thuê bao di động bị gọi.
Vùng định vị có thể có một số cell và phụ thuộc vào một hay vài BSC nhưng nó
chỉ phụ thuộc vào một MSC/VLR.
Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng
vùng định vị LAI.
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
23
23
23
Số TT Tên lớp Mô hình tương đương ở GSM Nhiệm vụ 7 ứng dụng / Ngưòi sử dụng 6 Trình bày 5 Phiên / Mạng 4 Giao vận 3 Mạng Quản lý cuộc gọi Quản lý di động Quản lý RR (*) 2 Liên kết Tập trung Phân đoạn Mạng GSM Thừa nhận 1 Vật lý Phát hiện lỗi Mã hoá kênh Điều chế
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
Vùng định vị được hệ thống sử dụng để tìm một thuê bao đang ở trạng thái
hoạt động.
Ô (cell):
Vùng định vị được chia thành một số ô, là một vùng bao phủ vô tuyến
được nhận dạng bằng nhận đạng ô toàn cầu (CGI).
Trạm di động tự nhận dạng một ô bằng cách sử dụng mã nhận dạng trạm
Layer 3
Layer 2
Layer 1
Transmitter Receiver
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
hàm cả cấu trúc các cụm và các khung hoàn toàn trong một mạch truyền dẫn
ghép kênh phân chia theo thời gian. Do việc lớp này chịu trách nhiệm về việc
hiệu chỉnh lỗi của các bít đơn trong truyền dẫn nên yếu tố mã hoá bảo vệ chống
lỗi cũng thuộc lớp này.
+ Lớp 2, lớp liên kết dữ liệu, bao gồm các thực thể linh hoạt chịu trách
nhiệm bảo vệ thông tin của các tin báo có nghĩa hoặc các khung giữa các trạm vô
tuyến. Phân đoạn truyền dẫn sẽ cấu trúc các bản tin của lớp cao hơn phù hợp với
các qui định vật lý của môi trường lớp 1 và đòi hỏi mọi tình huống một sự thừa
nhận từ đầu thu. Các bản tin tại đầu thu sẽ được cấu trúc lại từ các khung thu
được và các thừa nhận sẽ được định dạng để phát lại.
+ Lớp 3, lớp mạng, chịu trách nhiệm về quản lý tất cả các cuộc gọi và
được tới hoạt động của mạng vô tuyến. Các nhiệm vụ này được chia nhỏ hơn
thành các lớp con để quản lý việc điều khiển cuộc gọi đã thiết kế, quản lý di động
và tài nguyên vô tuyến.
+ Các lớp cao hơn được áp dụng tới tất cả các hệ thống thông tin, không
đề cập ở hình vẽ trên. Sau đây sẽ mô tả qui luật OSI biến đổi theo hoạt động của
MS ở các lớp thông tin.
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
25
25
25
Copyright: Tài liệu đại học ©