Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
CHƯƠNG i
tổng quan hệ thống thông tin di động Gsm
1-1. Vài nét về lịch sử và ứng dụng của thông tin di động:
Thuật ngữ "Thông tin di động" đã có từ lâu và đợc hiểu nh là có thể thực
hiện một cách lu động trong quá trình thông tin. Thông tin di động có thể thực
hiện đợc nhiều dịch vụ di động nh: thoại, truyền số liệu, nhắn tin v...v... Trớc đây
mạng lới thông tin di động chủ yếu đợc sử dụng trong lĩnh vực quân sự, nghiệp
vụ cảnh sát và ngày nay nó đã đợc thơng mại hoá và đợc đa vào sử dụng rộng rãi.
Mạng viễn thông tổ ong là một trong những ứng dụng của kỹ thuật viễn thông có
nhu cầu lớn nhất và phát triển nhanh nhất . Ngày nay nó chiếm số phần trăm lớn
và không ngừng tăng trong toàn bộ các thuê bao trên thế giới. Trong tơng lai lâu
dài các hệ thông thông tin tổ ong sử dụng kỹ thuật số đầy triển vọng sẽ thành ph-
ơng thức thông tin vạn năng.
Khái niệm cellular bắt đầu từ cuối những năm bốn mơi với Bell. Thay
cho mô hình quảng bá với máy phát công suất lớn và anten cao, là những Cell
diện tích bé có máy thu phát BTS (Base Tranceiver Station) công suất nhỏ, khi
các cell ở cách nhau đủ xa thì có thể sử dụng lại cùng một tần số. Tháng 12/1971
ngời ta đa ra hệ thống cellular kỹ thuật tơng tự, FM ở dải tần số 850 MHz, tơng
ứng là sản phẩm thơng nghiệp AMPS (tiêu chuẩn của Mỹ) ra đời năm 1983.
Đến đầu những năm chín mơi, thế hệ đầu tiên của thông tin di động
cellular đã bao gồm hàng loạt hệ thống ở các nớc khác nhau: ở châu Âu tồn tại
một hệ thống tổ ong tơng tự lớn nh NMT (Nordic MobiTelephone - Điện thoại
di động Bắc Âu) và TACS (Total Access Comunication system - hệ thống thông
tin thâm nhập toàn bộ) ở vơng quốc Anh, NAMTS v...v.... Các nớc Tây Âu cũng
cung cấp các dịch vụ tổ ong. Tuy nhiên, các hệ thống này không thoả mãn đợc
nhu cầu ngày càng tăng, trớc hết về dung lợng. Mặt khác, các tiêu chuẩn hệ
thống không tơng thích nhau (chỉ sử dụng đợc trong nớc) làm cho sự chuyển giao
không đủ rộng nh mong muốn (ra ngoài biên giới). Từ tình trạng này rõ ràng là
cần có một hệ thống chung để sử dụng điện thoại di động rộng rãi trên toàn châu
Âu.

một dung lợng lớn hơn. Bớc tiếp theo là lựa chọn giữa giải pháp băng hẹp và
băng rộng. Năm 1986 một cuộc kiểm tra ngoài hện trờng đã đợc tổ chức tại Pari,
các hãng khác nhau đã đua tài với các giải pháp của mình. Cho đến nay thông tin
di động GSM đã đợc phát triển ra toàn cầu. ở Việt nam hệ thống thông tin di
động số GSM đợc đa vào từ năm 1993, hiện nay đang đợc Công ty GPC và VMS
khai thác rất hiệu quả.
Do vậy mạng viễn thông quốc gia và của từng vùng lãnh thổ, từng địa ph-
ơng phải từng bớc phát triển mở rộng để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xã
hội, an ninh quốc phòng của đất nớc trong sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại
hoá
Các hệ thống thông tin di động số cellular có những u điểm cơ bản sau:
Sử dụng kỹ thuật điều chế số tiên tiến nên hiệu suất sử dụng phổ tần số cao
hơn.
Mã hoá số tín hiệu thoại với tốc độ bit ngày càng thấp, cho phép ghép nhiều
kênh thoại hơn vào dòng bit tốc độ chuẩn.
Giảm tỷ lệ tin tức báo hiệu, dành tỷ lệ lớn hơn cho tin tức ngời sử dụng.
áp dụng kỹ thuật mã hoá kênh và mã hoá nguồn của truyền dẫn số.
Hệ thống số chống nhiễu kênh chung CCI (Cochannel Interference) và nhiễu
kênh kế ACI (Adjacent - Channel Interference) hiệu quả cao hơn. Điều này
cuối cùng tăng dung lợng hệ thống.
Điều khiển động trong việc cấp phát kênh liên lạc làm cho sử dụng phổ tần số
hiệu quả hơn.
Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
Có nhiều dịch vụ mới: nhận thực, số liệu, mật mã hoá, kết nối với ISDN.
Điểu khiển truy cập và chuyển giao hoàn hảo hơn. Dung lợng tăng, diện tích
cell nhỏ đi, chuyển giao nhiều hơn, báo hiệu tắt bật đều xử lý bằng phơng
pháp số.
Hệ thống thông tin di động cellular thế hệ thứ hai có 3 tiêu chuẩn chính:
GSM, IS - 54, JDC, trong đó IS - 54 bao gồm trong nó tiêu chuẩn AMPS.
Tháng 5/1987 giải pháp TDMA băng hẹp (đa thâm nhập phân chia theo

- Các thiết bị cầm tay gọn nhẹ và tiêu thụ ít năng lợng
Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
1.3 Các dịch vụ đựơc chuẩn hoá ở GSM:
*Các dịch vụ điện thoại:
Dịch vụ điện thoại bình thờng đợc thực hiện với khả năng phát hay thu các
cuộc gọi đến thuê bao cố định hay di động, ngoài ra còn có:
- Nhận dạng số gọi.
- Chuyển cuộc gọi.
- Giữ cuộc gọi.
- Cuộc gọi hội nghị.
- Nhóm ngời sử dụng khép kín.
- Nhận dạng cuộc gọi với mục đích xấu.
* Các dịch vụ số liệu:
- Dịch vụ thông báo ngắn khi thiết lập cuộc gọi.
- Truyền dẫn số liệu.
- Phát quảng bá ô.
1.4 Cấu trúc Cellular.
Hệ thống vô tuyến trong GSM làm việc trong một băng tần hẹp từ: 890Mhz
đến 960 MHz. Để truyền sóng băng tần này đợc chia làm hai phần:
- Băng tần lên (Uplink Band): 890 MHz đến 915 MHz cho các kênh vô
tuyến từ MS cho đến trạm thu phát gốc .
- Băng tần xuống ( Downlink Band ) 935 MHz đến 960 MHz cho các kênh
vô tuyến từ trạm gốc đến trạm di động .
- Điều này có nghĩa là băng tần vô tuyến ở GSM đợc chia làm hai phần có
độ rộng 25 MHz bao gồm 124 sóng mang, do vậy khoảng cách giữa các kênh
(khoảng cách giữa hai tần số sóng mang của 2 kênh liền nhau ) là: 200 KHz. Mỗi
kênh sử dụng hai tần số riêng biệt: một truyền từ trạm di động, một truyền từ
trạm gốc, kênh này gọi là kênh song công, khoảng cách giữa hai tần số gọi là cự
ly song công và bằng 45 MHz. Kênh vô tuyến này mang 8 khe thời gian TDMA
và mỗi khe là một kênh vật lý trao đổi thông tin giữa MS và BTS.

khiển các chức năng nh chuyển giao và điểu khiển công suất. Một trung tâm
chuyển mạch các nghiệp vụ di động MSC phục vụ một số bộ điều khiển trạm
gốc. MSC điều khiển các cuộc gọi đến và 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, các mạng số liệu công cộng PDN và có thể là các mạng riêng.
1.5.1 Mô hình hệ thống GSM
Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM

Hình 1-1: Sơ đồ mô hình hệ thống thông tin di động GSM
Các ký hiệu:
SS : Hệ thống chuyển mạch.
AUC : Trung tâm nhận thực.
HLR : Bộ ghi định vị thờng trú.
VLR : Bộ ghi định vị tạm trú.
EIR : Thanh ghi nhận dạng thiết bị.
MSC : T.Tâm chuyển mạch các nghiệp vụ
di động
BSS : Hệ thống trạm gốc.
BTS : Đài vô tuyến gốc.
BSC : Đài điều khiển trạm gốc.
MS : Máy di động.
OMC : Trung tâm khai thác và bảo dỡng.
ISDN : Mạng số liệu liên kết đa dịch vụ.
PSPDN : Mạng chuyển mạch công cộng theo
gói.
CSPDN : Mạng chuyển mạch số công cộng
theo mạch.
PSTN : Mạng chuyển mạch điện thoại công
cộng.
PLMN : Mạng di động mặt đất công cộng.

xét xem liệu thuê bao có hợp pháp khi sử dụng các dịch vụ của mạng hay không,
sau đó nó mới đợc nhập vào hệ thống. Một mã cá nhân đợc dùng kèm theo SIM -
PIN (Persional Identyti Number Code) để chống sự sử dụng trái phép thẻ SIM.
* Phân hệ vô tuyến bss (phân hệ trạm gốc - Base Station Subsystem):
Có thể nói BSSlà một hệ thống các thiết bị đặc thù riêng cho các tính chất
tổ ong vô tuyến của GSM. BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động (MS)
thông qua giao diện vô tuyến. Vì thế nó bao gồm các thiết bị phát và thu đờng vô
tuyến và quản lý chức năng này. Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng
đài SS. Tóm lại BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ vậy đấu nối
với ngời sử dụng các trạm di động với các ngời sử dụng viễn thông khác. BSS
cũng phải đợc điều khiển và vì vậy nó đợc đấu nối với OSS . Các giao diện bên
ngoài của BSS cho bởi hình 1.2.
Ký hiệu : NSS: Mạng và hệ thống con chuyển mạch
MS : Trạm di động
Hình 1.2 : Các giao diện ngoài BSS
Lồng điều khiển
Luồng lu lợng OSS

MS

Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
Phân hệ vô tuyến gồm hai phần: Bộ điều khiển vô tuyến số BSC (Base
Station Controller) và một hay nhiều trạm thu phát gốc BTS (Base Tranceiver
Station). Nếu khoảng cách giữa BSC và BTS nhỏ hơn 10 m, các kênh thông tin có
thể nối trực tiếp (chế độ combine). Nếu khoảng cách này lớn hơn thông tin phải
qua một giao diện A.bis (chế độ Remote). Một BSC có thể quản lí nhiều BTS
theo cấu hình hỗn hợp của hai kiểu trên.
*Trạm thu phát gốc BTS (Base Transceiver Station) bao gồm các thành phần
chức năng sau:
-Một BTS bao gồm các thiết bị thu phát, an ten và sử lý tín hiệu đặc thù

dụng mạng GSM. Một mặt MSC giao tiếp với hệ thông con BSS , mặt khác giao
Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
tiếp với mạng ngoài. MSC làm nhiệm vụ giao tiếp với mạng ngoài đợc gọi là
MSC cổng. Việc giao tiếp với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho những ngời
sử dụng mạng GSM đòi hỏi cổng thích ứng (các chức năng tơng tác IWF
:Interworking Function). SS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng các
khả năng truyền tải của các mạng này cho việc truyền tải số liệu cuả ngời sử
dụng báo hiệu giữa các phần tử của mạng GSM. Chẳng hạn SS có thể sử dụng
mạng báo hiệu kênh chung số 7 (CCS No 7), mạng này đảm bảo hoạt động tơng
tác giữa các phần tử của mạng của SS trong một hay nhiều mạng GSM thờng là
một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiển trạm gốc (BSC).
Một tổng đài MSC thích hợp cho một vùng đô thị và ngoại ô có dân c vào khoảng
một triệu (với mật độ thuê bao trung bình)
Để kết nối MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm
truyền dẫn của GSM với các mạng này. Các thích này đợc gọi là các chức năng t-
ơng tác. IWF (Interworking Funtion ) bao gồm một thiết bị để thích ứng giao
thức và truyền dẫn. Nó cho phép kết nối với mạng : PSPDN (Packet Switched
Public Data network : mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói ) hay CSPDN
(Circuit Switched Public Data network : mạng số liệu chuyển mạch theo mạch )
nó cũng tồn tại khi các mạng khác chỉ đơn thuần là PSDN hay ISDN. IWF có thể
thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng, ở trờng hợp hai
giao tiếp giữa MSC và IWF đợc để mở.
Đây là hạt nhân của mạng di động PLMN. Nó làm nhiệm vụ định tuyến và
kết nối các phần tử của mạng, thuê bao di động với nhau hay với thuê bao của
mạng PSTN và ISDN. Các dữ liệu liên quan đến thuê bao di động đợc cung cấp
từ HLR, VLR, AUC, EIR cũng từ các khối này các báo hiệu cần thiết sẽ đợc phát
ra các giao diện ngoại vi của mạng chuyển mạch. MSC có giao diện với tất cả
các phần tử mạng (BSS/HLR/VLR/AUC/EIR/OMC) và với mạng cố định PSTN
hay ISDN. MSC còn thực hiện cung cấp các dịch vụ của mạng cho thuê bao.
Ngoài ra trong MSC còn chứa cả dữ liệu và thực hiện quá trình Handover.

ghi lại cuộc gọi. Đờng vô tuyến cũng đợc AUC cung cấp mã bảo mật chống sự
nghe trộm, mã này đợc 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 đợc bảo vệ
chống mọi thâm nhập trái phép. AUC có thể đặt trong HLR hay MSC hay độc
lập với cả hai . Khoá này cũng đợc lu giữ vĩnh cửu và bí mật trong bộ nhớ nay có
dạng SIM-CARD có thể rút ra và cắm lại đợc.
* Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR: Là bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR
(Equipment Identity Regiter) thực hiện. EIR lu giữ tất cả các giữ liệu liên quan
đến trạm di động MS. EIR đợc nối đến MSC qua đờng báo hiệu để kiểm tra sự đ-
ợc phép của thiết bị. Một thiết bị không đợc phép sẽ bị cấm (Lu ý khác với thiết
bị, sự đợc phép của thuê bao đợc AUC xác nhận) ở GSM, EIR đợc coi là hệ
thông con SS. Bảo vệ mạng PLMN khỏi sự thâm nhập của những thuê bao trái
phép, bằng cách so sánh số IMEI của thuê bao này gửi tới khi thiết lập thông tin
với số IMEI lu trữ trong EIR. Nếu không tơng xứng thuê bao sẽ không thể truy
nhập đợc.
* Trung tâm vận hành và bảo dỡng OMC:
Cho phép các nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng nh : Tải của hệ
thống, mức độ chặn, số lợng chuyển giao (Handover) giữa hai ô ... , nhờ vậy mà
nhà khai thác có thể giám sát đợc toàn bộ chất lợng dịch vụ mà họ cung cấp cho
khách hàng và kịp thời sử lý các sự cố. Khai thác cũng bao gồm việc thay đổi cấu
hình để giảm những vấn đề xuất hiện ở thời điểm hiện thời, để chuẩn bị tăng lu l-
ợng trong tơng lai, để tăng vùng phủ sóng. Việc thay đổi mạng có thể thực hiện
mềm qua báo hiệu (chẳng hạn thay đổi thông số handover để thay đổi biên giới
tơng đối giữa hai ô), hoặc thực hiện cứng đòi hỏi sự can thiệp tại hiện trờng
(chẳng hạn bổ xung thêm dung lợng truyền dẫn hay lắp đặt trạm mới). ở hệ
thống viễn thông hiện đại khai thác đợc thực hiện bằng máy tính và đợc tập trung
ở một trạm.
Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
Bảo dỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố và hỏng
hóc, nó có một số quan hệ khai thác. Các thiết bị ở mạng viễn thông hiện đại có

tuyến cổng GMSC. GMSC có chức năng hỏi định tuyến cuộc gọi.
ở một vùng mạng GSM/PLMN tất cả các cuộc gọi kết cuối di động sẽ đợc
định tuyến đến một tổng đài vô tuyến cổng (GMSC. GMSC có chức năng hỏi
định tuyến cuộc gọi .

GMSC
GSM-PLMN
ISDM PLMN
PSDN
Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
Hình 1.3: Vùng mạng GSM/PLMN : Các đờng truyền
giữa các mạng khác nhau và mạng GSM/PLMN
* Vùng phục vụ MSC/VLR:
Vùng MSC là một bộ phận của mạng đợc một MSC quản lý. Để định
tuyến một cuộc gọi đến một thuê bao di động, đờng truyền qua mạng sẽ nối đến
MSC ở vùng phục vụ MSC nơi thuê bao đang ở. Một vùng mạng GSM/PLMN đ-
ợc chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR.
Vùng phục vụ là bộ phận của mạng đợc định nghĩa nh một vùng mà ở đó
có thể đạt đến một trạm di động nhờ việc trạm MS này đợc ghi lại ở một bộ ghi
định vị khách ( VLR ). ở GSM vùng MSC và vùng phục vụ bao phủ cùng một bộ
phận của mạng (MSC và VLR luôn luôn đợc thực hiện ở cùng một nút. Một vùng
mạng GSM/PLMN đợc chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR.
III IVI II
MSC MSC
VLR VLR
Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
Hình 1.4 : Các vùng phục vụ MSC/VLR I - IV

BTS đến MS đợc định nghĩa là đờng xuống (downlink) và hớng từ MS đến BTS
gọi là đờng lên (uplink).
1.6.1. Khái niệm kênh :
- Kênh vật lý: một khe thời gian của một khung TDMA ở một sóng mang
đợc gọi là một kênh vật lý. Ta có thể so sánh nó với một kênh ở hệ thống FDMA,
trong đó từng ngời sử dụng đợc nối đến hệ thống thông qua một trong số các tần
số, nh vậy có 8 kênh vật lý trên một sóng mang ở GSM, kênh 0 -7 thông tin đợc
phát đi trong một TS (Time Slot) đợc gọi là cụm (Burst) .
- Kênh lôgic: rất nhiều loại thông tin cần truyền giữa BTS và MS, chẳng
hạn số liệu của ngời sử dụng và báo hiệu điều khiển. Ta nói về các kênh logic
khác nhau dựa trên loại thông tin cần truyền, chẳng hạn tiếng đợc gửi đi ở kênh
logic "kênh lu thông", kênh này đợc ấn định một kênh vật lý nhất định trong thời
gian truyền dẫn.
Mạng GSM đợc dành 124 sóng mang song công ở dải tần:
- Đờng lên 890 - 915 Mhz (MS phát, BTS thu).
- Đờng xuống 935 - 960 Mhz (MS thu, BTS phát).
Hiện nay ở nớc ta hệ thống GSM đang sử dụng băng tần:
LA1 LA2 LA3
LA6
LA4 LA5
MSC
VLR
Ô
1
Ô
2
Ô
3
Ô
4

LAI , các thông số của ô v...v.... Đây là kênh đờng xuống, điểm tới đa điểm .
- Kênh điều khiển chung CCCH gồm những kênh sau:
+ Kênh tìm gọi PCH: dùng để phát thông báo tìm gọi MS. Đây là kênh đ-
ờng xuống, điểm tới đa điểm.
+ Kênh thâm nhập ngẫu nhiên RACH là kênh mà MS sử dụng để yêu cầu
đợc cung cấp một kênh DCCH, trả lời thông báo tìm gọi, đồng thời để thực hiện
các thủ tục khởi đầu khi đăng ký cuộc gọi (nhận thực, chuyển số gọi v...v...). Đây
là kênh đờng lên, điểm tới điểm.
Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
+ Kênh cho phép thâm nhập AGCH là kênh mà BTS sử dụng thông báo
cho MS để dành một kênh DCCH hay dành trực tiếp một kênh TCH để kết nối
với MS. Đây là kênh đờng xuống, điểm tới điểm.
- Kênh điều khiển riêng DCCH:
+ Kênh điều khiển riêng đứng đơn lẻ SDCCH dùng để báo hiệu hệ thống
khi thiết lập cuộc gọi (đăng ký, nhận thực, quay số v...v...) trớc khi ấn định một
kênh TCH. Đây là kênh đờng lên và xuống, điểm tới điểm.
+ Kênh điều khiển liên kết chậm SACCH: kênh này không đi một mình
mà liên kết với một kênh SDCCH hoặc một kênh TCH. Đây là kênh số liệu liên
tục mang các thông báo đo đạc từ MS về cờng độ trờng và chất lợng thu của ô
hiện thời và các ô lân cận. Các thông báo này đợc chuyển về BSC để quyết định
Handover. ở đờng xuống nó mang thông tin để hiệu chỉnh công suất phát của
MS và thông số định thời trớc TA để đồng bộ thời gian.
+ Kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH liên kết với một kênh TCH
theo chế độ lấy cắp. Khi tốc độ thông tin cần trao đổi lớn hơn nhiều khả năng
trao đổi lớn hơn nhiều khả năng của SACCH, hệ thống sẽ lấy cắp 1 cụm 20
ms của TCH.
Đây là trờng hợp khi Handover, rất nhiều thông tin cần đợc trao đổi với MS.
20ms tiếng hay số liệu bị lấy cắp sẽ đợc thay thế bằng một chuỗi nội suy ở bộ
giải mã.
1.6.3. Ghép các kênh logic trên các kênh vật lý.

4TS 3TS
Hình 1-7: SDCCH + SACCH trên đờng xuống.
A5 A6 A7 --- D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A0
A1 A2 A3 --- D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A4
3TS 4TS
Hình 1-8: DCCH + SACCH trên đờng lên
Các TS còn lại của C0 và các tần số khác đợc dùng cho TCH. Các cụm số
liệu TCH đợc ghép phối hợp với SACCH theo chu kỳ đa khung 26 khung. Trong
quá trình chuyển giao thực hiện trao đổi thông tin giữa MS và mạng là lớn và đòi
hỏi tốc độ nhanh do đó cần sử dụng kênh phối hợp nhanh. Lúc này kênh FACCH
đợc sử dụng dới dạng lấy cắp bằng cách sử dụng 1 số khe của TCH. Bên nhận sẽ
phát hiện và chèn vào khe TCH bị lấy cắp các cụm nội suy. Ký hiệu A(SACCH)
và T(TCH) ta có cấu trúc sắp xếp nh sau:
T T T T T T T T T T T T A T T T T T T T T T T T T A
Hình 1-9: Kênh toàn tốc 13kb/s
T
T
T
T

T
T
T
T
T
T
T
T
A
T

Độ dài của MSISDN có thể thay đổi tuỳ theo quốc gia, nhà khai thác nhng
tối đa không vợt quá 15 chữ số (không kể các tiếp đầu nh 00, 01...) Trong một
quốc gia, số thuê bao di động thờng đợc cấu tạo tơng ứng với sơ đồ đánh số của
mạng PSTN
ở Việt Nam , số thuê bao di động đợc cấu tạo nh sau:
MSISDN = CC + NDC + SN
Hà Nội 84 9132 xxxx
TPHCM 84 9138 xxxx
Đà Nẵng 84 9135 xxxx
* Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI
Để nhận dạng chính xác trên đờng vô tuyến cũng nh trong các mạng
PLMN, một số nhận dạng đợc chỉ định cho thuê bao di động. Số này đợc gọi là
số nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI và đợc sử dụng trong mọi báo hiệu
trong GSM. Số này đợc lu trữ trong thẻ SIM gắn vào máy thuê bao cũng nh trong
CC
NDC
SN
Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
cơ sở dữ liệu của HLR ghi khi thuê bao đăng ký và VLR ghi tạm thời cho các
thuê bao trong vùng phủ.
Cấu trúc của IMSI :
IMSI = MCC + MNC + MSIN
Trong đó: MCC : Mã mạng di động quốc gia trong hệ thống di động toàn cầu
MNC : Mã nhà khai thác mạng di động
MSIN : Số nhận dạng thuê bao di động
3 chữ số 2 chữ số max 10 chữ số

Số nhận dạng t.bao di động quốc gia
Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế
Hình1-12: Số IMSI

6 chữ số 2 chữ số 6 chữ số 1 chữ số

IMEI 15 chữ số
Hình 1-13: Số IMEI
* Số nhận dạng vùng định vị LAI:
LAI đợc sử dụng cho thủ tục cập nhật vị trí của thuê bao di động. Số nhận
dạng này bao gồm:
lai = mcc + mnc + lac
Trong đó: MCC : Mã di động quốc gia, nhận dạng mạng di động quốc gia
MNC : Mã vùng di động, nhận dạng vùng di động trong quốc gia
LAC : Mã vùng định vị, nhận dạng vùng định vị trong mạng
GSM/PLMN.

3 chữ số 2 chữ số Max 16 bit
Số nhận dạng vùng định vị LAI
Hình 1-14: Số LAI
* Số nhận dạng ô toàn cầu CGI:
CGI đợc sử dụng cho nhận dạng ô trong một vùng định vị. Cấu tạo của số
nhận dạng này bao gồm LAI và số nhận dạng ô Ci
snr
fac
sp
tac
lac
mnc
mcc
Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
cgi = mcc + mnc + lai + ci
Trong đó CI có độ dài Max là 16 bit
3 chữ số 2 chữ số max 16 bit max 16 bit

mnc
mcc
Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
9- Paging Response : Thông báo này sử dụng kênh SDCCH. Nội dung bao
gồm IMSI và TMSI và dấu hiệu lớp trạm di động. Thông báo này đợc gọi là thông
báo MS khởi đầu và đợc gửi tới MSC/VLR. Khi qua BSC sẽ đợc bổ sung thêm CGI.
10- Authentication Request: Là thông báo từ MSC, thông tin quan trọng
nhất trong thủ tục nhận thực này là số ngẫu nhiên RAND. Khi nhận đợc số này,
MS sẽ kết hợp với số Ki (Subcriber Authentication Key) cuả nó đực lu giữ trên
thẻ SIM để tính ra 2 giá trị khác Kc (Ciphering Key) và SRES (Signed
Response). Kc đợc dùng trong thuật toán mã khoá số liệu trên đờng vô tuyến.
11- Authentication Response: MS trả lời nhận thực bằng SRES.
12- Ciphering Mode Command: Đây là lệnh từ MSC/VLR yêu cầu khoá
mã đờng vô tuyến. Lệnh có mang giá trị Kc sẽ đợc lu giữ trong BTS, còn lệnh
không có Kc đợc gửi tới MS trên kênh SDCCH.
13- Ciphering Mode Complete: MS gửi Kc đã tính toán đợc và gửi thông
báo hoàn thành chế độ mã khoá (thông báo này cũng đã đợc mã khoá) trên kênh
SDCCH.
14- Setup: Sự khởi đầu cuộc gọi đợc bắt đầu khi MS gửi thông báo Setup
tới MS. Thông báo này chứa các thông tin yêu cầu dịch vụ thoại, số liệu, fax...
15- Call Confirmed: Nếu MS có các dịch vụ mà MSC yêu cầu nó sẽ gửi
thông báo chấp nhận cuộc gọi tới MSC/VLR .
16- Assignment Request: MSC yêu cầu BSC thiết lập một kênh thoại tới
MS. MSC dành riêng một kênh thoại trên đờng PCM nối với BSC (giao diện A)
để gửi mã nhận dạng mạch CIC.
17- Channel Activation: Nếu BSC tìm thấy kênh TCH trên giao tiếp vô
tuyến nó sẽ gửi thông báo tới BTS yêu cầu kích hoạt kênh.
18- Channel activation acknowledge: BTS trả lời chấp nhận phân bố kênh.
19- Assignment Command: BTS gửi thông báo trên kênh SDCCH yêu cầu
MS chuyển đến kênh TCH đã định.

Có một kênh TCH song công nối giữa mạng và MS. Khi chuyển động MS
có thể chuyển đến một kênh thông tin mới. Quá trình này đợc gọi là Handover đ-
ợc quyết định nhờ những thông số đo đạc từ MS và BTS.
* Cập nhật vị trí:
Khi MS đang ở trạng thái bật máy, rỗi và chuyển động theo một phơng
liên tục. Nó đợc khoá đến một tần số nhất định có CCCH và BCH ở khe thời gian
TS0. Khi rời xa BTS nối với nó thì cờng độ tín hiệu thu sẽ giảm dần. ở một điểm
biên giới lý thuyết giữa 2 ô cờng độ tín hiệu thu đợc sẽ giảm đến mức mà MS sẽ
quyết định chuyển sang một tần số mới thuộc một trong các ô lân cận có cờng độ
tín hiệu lớn hơn tần số cũ. Sau khi tự khoá đến tần số mới này, MS lại tiếp tục
nghe các thông báo tìm gọi và các thông tin hệ thống. Quyết định về việc thay
đổi tần số vô tuyến của MS không cần thông báo cho mạng trừ khi tần số mới và
tần số cũ không cùng thuộc một vùng định vị LA. MS nhận biết điều này khi tìm
hiểu số nhận dạng vùng định vị LAI trong thông tin hệ thống phát trên các kênh
BCH. Khi đó MS sẽ thâm nhập mạng để cập nhật vị trí của mình ở MSC/VLR.
Đó là quá trình cập nhật vị trí. Có 2 trờng hợp phải cập nhật vị trí:
- Di chuyển giữa các vùng định vị khác nhau của cùng một MSC/VLR.
Vùng định vị của MS đợc ghi ở VLR. Vì MS không chuyển đến vùng phục vụ
mới nên quá trình cập nhật vị trí là MS gửi thông báo yêu cầu cập nhật vị trí và
giá trị LAI mới, MSC tiếp nhận thông báo cập nhật giá trị mới này trong cơ sở dữ
liệu của VLR và gửi thông báo cập nhật vị trí.
Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
- Roaming giữa 2 vùng phục vụ MSC/VLR. MS gửi thông báo yêu cầu cập
nhật vị trí cho MSC/VLR mới cùng với các số nhận dạng của nó. MSC/VLR sẽ
gửi các thông tin này đến HLR của mạng yêu cầu nhận thực. Sau khi HLR gửi
thông báo xác nhận thuê bao là hợp lệ và đã đăng ký trong mạng cho MSC/VLR
hiện thời đồng thời xoá giá trị vùng phục vụ MSC/VLR cũ thay bằng giá trị mới.
VLR cũng ghi các số liệu của MS vào cơ sở dữ liệu của nó nh là một thuê bao
tạm thời và gửi thông báo xác nhận cập nhật vị trí cho MS.
* Thủ tục nhập mạng đăng ký lần đầu:

MSC công nhận và cấp cho MS một kênh TCH riêng. Sau khi đó là đợi tín hiệu
khẳng định từ thuê bao B.
* Gọi đến MS:
Luận văn Tốt nghiệp Quy hoạch mạng Thông tin Di động GSM
Ta lấy ví dụ về một cuộc gọi từ thuê bao A cố định của mạng PSTN tới
thuê bao B của mạng PLMN. Thuê bao A quay mã quốc gia và mã vùng trong n-
ớc theo sơ đồ đánh số của mạng PSTN để đạt đợc mạng PLMN. Nối thông đợc
thiết lập từ tổng đài nội hạt của thuê bao B tới GMSC của mạng GSM/PLMN. ở
GSMC sẽ phân tích số thuê bao di động B - MSISDN do thuê bao A quay. Bằng
chức năng hỏi đáp dùng tín hiệu số 7, GMSC sẽ gửi số MSISDN sang số nhận
dạng thuê bao di động IMSI sau đó sẽ gửi IMSI này đến VLR vùng phục phục vụ
hiện thời của MS (giá trị vùng phục vụ này đợc ghi trong trờng dữ liệu của MS
trong HLR) yêu cầu cung cấp số Roaming MSRN của MS. VLR gửi trở lại MS
số MSRN. HLR lại gửi MSRN đến cho GMSC. Căn cứ vào số MSRN mà GMSC
sẽ tiếp tục định tuyến cuộc gọi tới vùng phục vụ nơi MS hiện đang có mặt. MSC
này hỏi VLR của nó vùng định vị của MS theo địa chỉ IMSI đợc VLR cung cấp
số nhận dạng vùng định vị LAI. Ngoài ra VLR còn kiểm tra các cờ xem MS đang
thâm nhập mạng hay rời mạng, bận hay rỗi. Nếu MS đang ở trạng thái rời mạng
hoặc đang bận thì MSC sẽ gửi thông báo tơng ứng với trạng thái của MS rằng
cuộc gọi không thành công. Ngợc lại nếu MS đang ở trạng thái nhập mạng hay
đang rỗi thì MSC/VLR sẽ gửi thông báo tìm gọi đến MSC chứa vùng định vị có
số nhận dạng LAI. BSC gửi tiếp thông báo này đến tất cả BTS trong vùng định vị
để các BTS phát quảng bá thông báo tìm gọi này trên các kênh PCH. Khi trạm di
động rỗi và đang nghe kênh PCH phát quảng bá ở một trong số các ô trong vùng
định vị, nó sẽ nhận đợc thông báo tìm gọi nhận dạng IMSI trong thông báo này
và trả lời thông báo tìm gọi. Tiếp đó là các thủ tục thiết lập cuộc gọi, ấn định
kênh v...v..và sau khi đợc cung cấp một kênh TCH thì cuộc gọi bắt đầu đợc nối
thông.
* Các trờng hợp Handover:
Khi một trạm di động đang ở trạng thái bận và rời xa dần BTS mà nó đang