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,
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 K62
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
động trên xe ô tô hoặc xách tay (MS), trạm gốc (BS) và tổng đài di động (MSC-
trung tâm chuyển mạch điện thoại di động).
Trong đó, máy điện thoại di động bao gồm các bộ thu/phát RF, anten và bộ
điều khiển . BS cũng bao gồm các bộ thu/phát RF để kết nối giữa máy di động
với trung tâm chuyển mạch của hệ thống, anten, bộ điều khiển, đầu cuối số liệu
và nguồn cung cấp. Còn MSC bao gồm bộ phận điều khiển, bộ phận kết nối cuộc
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
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
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
Hình vẽ: Hệ thống tế bào điển hình
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
MSC# 1
MSC# 2
Tới PSTN hoặc
(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
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K66
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
nhiên, do mỗi kênh cần dùng một máy phát và một máy thu riêng biệt. Cho nên
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
những khe thời gian này. Số lượng khe trong một kênh có thể thay đổi bởi vì nó
là một nhiệm vụ của thiết kế hệ thống. Có ít nhất là hai khe thời gian cho một
kênh, và thường thì nhiều hơn, điều đó có nghĩa là TDMA có khả năng phục vụ
số lượng khách hàng nhiều hơn vài lần so với kỹ thuật FDMA với cùng một đại
lượng dải thông như vậy.
TDMA là một hệ thống phức tạp hơn FDMA, bởi vì tiếng nói phải được số
hoá hoặc mã hoá, sau đó được lưu trữ vào một bộ nhớ đệm để gán cho một khe
thời gian trống và cuối cùng mới phát đi. Do đó việc truyền dẫn tín hiệu là không
liên tục và tốc độ truyền dẫn phải lớn hơn vài lần tốc độ mã hoá. Ngoài ra, do có
nhiều thông tin hơn chứa trong cùng một dải thông nên thiết bị TDMA phải được
.
.
.
Bộ biến
đổi A/D
Bộ biến
đổi A/D
Bộ biến
đổi A/D
Bộ biến
đổi A/D
Bộ biến
đổi A/D
Bộ biến
đổi A/D
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
Bộ biến
đổi A/D
Tạo
mã
Bộ biến
đổi A/D
Tạo
mã
(20)
kỹ thuật CDMA, một tần số được sử dụng trên cc tế bào kề nhau. Với việc tái sử
dụng tần số, ở mức độ giao thoa cho phép có thể đạt dung lượng của hệ thống
cao hơn nhiều so với các hệ thống di động dùng kỹ thuật FDMA hoặc TDMA.
Dung lượng đạt cao hơn:
Trong hệ thống di động CDMA, khoảng 27 cuộc gọi tốc độ 9,6 Kb/s có thể
làm việc đồng thời trong một sector và 18 cuộc gọi tốc độ 14,4 Kb/s đồng thời
cho một sector. Dung lượng của hệ thống CDMA lớn gấp 13,5 lần so với hệ
thống di động AMPS, và lớn gấp 5 lần so với hệ thống di động TDMA.
Khả năng chuyển vùng mềm:
Quá trình máy di động di chuyển trong vùng phủ sóng có thể xảy ra ba loại
chuyển vùng khác nhau là: Chuyển vùng cứng (Máy di chuyển giữa các LA kề
nhau hay giữa các BSC), chuyển vùng mềm (Máy di chuyển giữa các BTS của
cùng một BSC) và chuyển vùng mềm hơn (Máy di chuyển giữa các sector của
cùng một BTS).
Trong khi hệ thống di động TDMA sử dụng kỹ thuật chuyển vùng cắt
trước khi nối thì trong công nghệ CDMA lại sử dụng kỹ thuật nối trước khi cắt.
Khi đang di chuyển, máy di động vẫn tiếp tục dò tìm tín hiệu dẫn đường của các
trạm thu phát bên cạnh. Nó so sánh tín hiệu thu được của các trạm lân cận với tín
hiệu của trạm đang kết nối. Khi cường độ thu của trạm lân cận đạt đến một mức
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 K69
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:
tin thông báo, thông qua mạch đóng trạm gốc BTS điều chỉnh cống suất mạch
mở để máy di động giữ được công suất phát tối ưu nhất. Trạm gốc cứ sau khoảng
thời gian 1,25 ms lại so sánh tín hiệu thu được từ máy di động với giá trị ngưỡng
biến đổi và BTS điều khiển máy di động điều chỉnh công suất phát đến khi đạt
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K610
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
kết quả tốt. Mục đích của việc điều khiển công suất phát của trạm gốc còn đạt
mục tiêu giảm công suất phát của máy di động mỗi khi ở trạng thái rỗi hoặc ở vị
trí gần BTS. Với kêt quả này công suất sẽ tập trung cung cấp cho các máy ở vùng
có nguy cơ thu gián đoạn hay máy di động đang ở vị trí xa BTS.
Công suất phát thấp:
Việc giảm tỷ số S/N không những làm tăng dung lượng hệ thống mà còn
có tác dụng giảm công suất phát để khắc phục tạp âm và giao thoa. Khi giảm
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.
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
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
G
B
C
D
F
A
E
G
B
C
D
F
A
E
G
B
C
DF
A
E
G
B
C
D
bào trong quá trình đàm thoại thì tín hiệu thu được sẽ bị yếu đi và trạm gốc sẽ
yêu cầu chuyển giao (handover). Hệ thống sẽ chuyển mạch sang một kênh mới
khi cuộc gọi tiếp tục. Trong CDMA các tế bào khác nhau, khác nhau ở chỗ sử
dụng các dãy mã khác nhau nhưng giống nhau là đều sử dụng cùng phổ tần. Do
đó không cần phải thực hiện handover từ tần số này qua tần số khác. Chuyển
giao như vậy được gọi là chuyển giao mềm (soft handover).
Trong hệ thống CDMA không có một giới hạn rõ ràng về số lượng người
dùng như trong FDMA và TDMA. Tuy vậy chất lượng hoạt động của hệ thống
đối với tất cả những người sử dụng giảm ít nhiều khi số lượng người sử dụng
cùng liên lạc tăng lên. Khi số người sử dụng tăng lên đến mức độ nào đó thì sẽ
khiến cho nhiễu có thể làm cho tiếng nói trở nên khó hiểu và gây mất ổn định hệ
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
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K613
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
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
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
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
4
1
2
5
7
6
3
K= 7
15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
Ngoài ra còn có các mẫu tái sử dụng tần số ứng với K= 12 hoặc 19. Qua
hình vẽ cho ta thấy các cụm mẫu tái sử dụng tần số của các BS với tất cả các
băng tần có thể, số lượng cell trong cụm đó gọi là yếu tố tái sử dụng tần số (K).
Trong trường hợp này thì hiệu quả tái sử dụng tần số nếu một anten định
hướng được sử dụng tại BS, vì giao thoa tần số chỉ ảnh hưởng đến các BS sử
dụng cùng một kênh trong anten phát xạ định hướng. Và vì vậy giao thoa ở các
kênh chính tăng (Thông thường sử dụng vùng phủ sóng 120
0
- sử dụng 3 sector
trong một cell).
Khi xuất hiện trạng thái chuyển vùng thì tín hiệu đã được kết nối với BS
có khả năng thu nhận tín hiệu tốt. Trong trạng thái chuyển vùng thì kênh bị ngắt
trong khoảng thời gian ngắn (150 ms) và chuyển vùng sẽ bị trì hoãn hoặc bị cản
* Bao gồm cả các kênh dự trữ cho GSM .
CHƯƠNG IV : CẤU TRÚC MẠNG GSM
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K617
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
1. Cấu trúc mạng GSM
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
BSC : Đài điều khiển trạm gốc
OMC : Trung tâm khai thác và bảo dưỡng
PSPDN: Mạng chuyển mạch gói công cộng
PSDN : Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng
SS : Hệ thống chuyển mạch
VLR : Bộ ghi định vị tạm trú
EIR : Thanh ghi nhận dạng thiết bị
BTS : Đài vô tuyến gốc
MS : Máy di động
ISDN : Mạng số liên kết đa dịch vụ
CSPDN : Mạng chuyển mạch số công cộng theo mạch
PLMN : Mạng di động mặt đất công cộng
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K6
SS
AUC
AUC
MS
MS
EIR
khác nhau.
Hệ thống được thực hiện như một mạng gồm nhiều cell vô tuyến cạnh
nhau để cùng đảm bảo toàn bộ vùng phủ sóng của vùng phục vụ. Mỗi cell có một
trạm vô tuyến gốc BTS làm việc ở một tập hợp các kênh vô tuyến. Các kênh này
khác với các kênh được sử dụng ở các cell lân cận để tránh nhiễu giao thoa.
+ Một bộ điều khiển trạm gốc BSC sẽ điều khiển một nhóm BTS. BSC
điều khiển các chức năng như chuyển giao và điều khiển công suất.
+ Một MSC (trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động ) phục vụ một số
bộ điều khiển trạm gốc, MSC điều khiển các cuộc gọi tới và đi từ mạng chuyển
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
nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật. Đương vô tuyến cũng
được AUC cung cấp mã bảo mật chống nghe trộm, mã này được thay đổi riêng
biệt cho từng thuê bao cơ sở dữ liệu của AUC còn ghi nhiều thông tin cần thiết
khác về thuê bao và phải được bảo vệ chống mọi thâm nhập trái phép.
• Bộ ghi định vị tạm trú VLR;
Là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở vùng
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.
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K620
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
• 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.
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
thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu. TRAU là một bộ phận của
BTS, nhưng cũng có thể đặt cách xa BTS và thậm chí còn đặt trong BSC và
MSC.
Khối TRAU:
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.
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K622
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
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.
TRẦN VIỆT DŨNG ĐTVT LỚP K623
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÔNG TIN DI ĐỘNG
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.
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
gốc (BSIC).
4. Mô hình tham chiếu OSI
GSM là một hệ thống rất phức tạp, cần phải được quy hoạch và tổ chức cả
ở việc qui định và việc thực hiện thực tế của nó. Một mô hình để xây dựng các
mạng thông tin số liệu thông thường đã được tổ chức các tiêu chuẩn quốc tế
(ISO) cung cấp ở dạng mô hình liên kết các hệ thống mở (OSI). Các chi tiết kỹ
thuật của GSM hay các khuyến nghị đã được định nghĩa đầy đủ ở ba lớp dưới
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 K625
Copyright: Tài liệu đại học ©