HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM và HƯỚNG PHÁT TRIỂN GPRS

Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN GPRS.” LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS LỜI NÓI ĐẦU Mạng GSM với ưu điểm bật như: dung lượng lớn, chất lượng kết nối tốt, tính bảo mật cao, có chỗ đứng vững thị trường viễn thơng giới Khi vấn đề Internet tồn cầu mạng riêng khác phát triển quy mơ mức độ tiện ích xuất nhu cầu dịch vụ truyền số liệu lúc, nơi Người sử dụng có nhu cầu dịch vụ như: truyền số liệu tốc độ cao, điện thoại có hình, truy cập Internet tốc độ cao từ máy di động dịch vụ truyền thông đa phương tiện khác Thông tin di động GSM sử dụng cơng nghệ số hệ thống băng hẹp, hỗ trợ tốc độ số liệu cao 9,6 kbit/s xây dựng chế chuyển mạch kênh nên không đáp ứng dịch vụ Các nhà khai khác GSM buộc phải nâng cấp mạng để đáp ứng nhu cầu người sử dụng Đối với nhà khai thác GSM, có việc nâng cấp thẳng lên cơng nghệ WCDMA với giải pháp chi phí chấp nhận Quá trình nâng cấp trình phức tạp, yêu cầu phần tử mạng với máy đầu cuối Do vậy, vấn đề cần cân nhắc khía cạnh kinh tế kỹ thuật cho việc nâng cấp, buộc nhà khai thác phải suy tính Chính vậy, GPRS lựa chọn nhà khai thác GSM bước chuẩn bị sở hạ tầng kỹ thuật để tiến lên 3G Trong thời gian học tập khoa điện tử viễn thông trường đại học BÁCH KHOA HÀ NỘI với tận tình bảo thầy cô khoa với kiến thức trau nên em chọn đề tài khai thác tìm hiểu rõ hệ thống thơng tin di động GSM dịch vụ vơ tuyến gói chung GPRS Mọi kiến thức thu thập thời gian học tập khoa điện tử viễn thông trình thực tập tìm hiểu tài liệu em trình bày tổng hợp đồ án tốt nghiệp thời gian cịn hạn hẹp kiến thức LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS chuyên mơn cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót em mong góp ý thầy cô bạn bè khoa Lời cảm ơn sâu sắc em xin gửi tới thầy giáo hướng dẫn Lâm Hồng Thạch thầy cô Khoa ĐTVT Đại học Bách khoa Hà Nội giúp em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Tháng năm 2008 Sinh viên: ĐẶNG THỊ THUỲ DUNG LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Lịch sử mạng thơng tin di động Để mở đầu cho việc tìm hiểu tổng quan mạng thông tin di động, nhìn lại lịch sử phát triển nghành thơng tin liên lạc vơ tuyến Năm 1873 sóng điện từ Maxwell tìm tới năm 1888 Hertz chứng minh sở thực tiễn Sau lâu Marcony chứng tỏ sóng vơ tuyến tượng xạ điện từ Từ ươc mơ lớn lao người điều kỳ diệu thông tin liên lạc khơng dây có sở để trở thành thực Trải qua thời kỳ phát triển lâu dài, tới viêc thông tin liên lạc đối tượng với sóng vơ tuyến ứng dụng rộng rãi Với kỹ thuật liên lạc này, đối tượng thơng tin có khả liên lạc với điều kiện hồn cảnh, địa hình hay điều kiện khách quan Trên sở ưu điểm kỹ thuật liên lạc không dây mà kỹ thuật thông tin đời Cùng với phát triển ngày cao công nghệ điện tử thông tin, mạng thông tin di động ngày phổ biến, giá phải chăng, độ tin cậy ngày cao Thế hệ thứ nhất: Xuất sau năm 1946, Với kỹ thuật FM (điều chế tần số) băng sóng 150 MHz, AT & T cấp giấy phép cho điện thoại di động thực St.Louis Năm 1948 hệ thống đện thoại hoàn toàn tự động đời Richmond, Indiane Là hệ thông tin di động tương tự sử dụng công nghệ truy cập phân chia theo tần số (FDMA) Tuy nhiên, hệ thống không đáp ứng nhu cầu ngày tăng trước hết dung lượng Mặt khác tiêu chuẩn hệ thống khơng tương thích làm cho chuyển giao không đủ rộng mong muốn (ra quốc tế) Những vấn đề đặt cho hệ thứ hai thông tin di động cellular phải giải LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS Thế hệ thứ hai: Cùng với phát triển Microprocssor mở cửa cho hệ thống phức tạp Thay cho mơ hình quảng bá với máy phát công suất lớn anten cao cell có diện tích bé cơng suất phát nhỏ hơn, đáp ứng nhu cầu ngày tăng dung lượng Hệ thống sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian (FDMA) phân chia theo tần số (FDMA) mà đặc trưng mạng GSM, EGSM, DS -1800 Thế hệ thứ ba: Bắt đầu năm sau thập kỷ 90 kỹ thuật CDMA&TDMA cải tiến, đáp ứng việc tăng tốc tốc độ truền dịch vụ mạng 1.2 Mạng thông tin di động GSM Từ đầu năm 1980, sau hệ thống NMT hoạt động cách thành cơng biểu số hạn chế : - Vì dung lượng thiết kế có hạn mà số th bao khơng ngừng tăng Do hệ thống khơng cịn đáp ứng - Các hệ thống khác hoạt động phục vụ cho tất thuê bao Châu Âu, nghĩa thiết bị mạng NMT thâm nhập vào mạng TACS ngược lại - Nếu thiết kế mạng lớn phục vụ cho toàn Châu Âu khó thực vốn đầu tư lớn Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu phạm vi sử dụng điện thoại di động rộng rãi nhiều nước, cần phải có hệ thống chung Tháng 12-1982, nhóm đặc biệt cho GSM (thơng tin di động tồn cầu) hội bưu viễn thơng Châu Âu CEPT (Conference European Postal And Telecommunication Administration) tổ chức, đồng hệ thống thông tin di động cho Châu Âu lấy dải tần 900MHz Cho đến năm 1989, nhóm đặc biệt GSM trở thành uỷ ban đặc biệt viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu ETSI (European Telecommunication standart Instute) khuyến nghị GSM 900MHz đời LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS GSM tiêu chuẩn cho mạng thông tin di động mặt đất công cộng PLMN (Public Land Mobil Network), với dải tần làm việc (890-960)MHz Đây tiêu chuẩn chung, điều có nghĩa thuê bao di động sử dụng máy điện thoại tồn châu âu Giai đoạn tiêu chuẩn GSM ETSI hoàn thành vào năm 1990 Nó liên quan tới dịch vụ thơng tin (thoại, số liệu) tốc độ thông tin “ Tồn tốc- Full rate”, tín hiệu thoại tương tự mã hoá với tốc độ 13 kb/s Giai đoạn hai hàn thành vào năm 1994 Nó liên quan dến dịch vụ viễn thông bổ sung vào tốc độ thông tin “ bán tốc - Half rate” tín hiệu thoại tương tự mã hố với tốc độ 6,5 kb/s  Các tiêu phục vụ : - Hệ thống thiết kế cho thuê bao di động hoạt động tất nước có mạng GSM - Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép linh hoạt lớn cho loại dịch vụ khác liên quan tới mạng đa dịch vụ ISDN - Tạo hệ thống hoạt động cho thuê bao tàu viễn dương mạng mở rộng dịch vụ di động mặt đất - Phải có chất lượng phục vụ tương đương với hệ thống tương tự hoạt động - Hệ thống có khả mật mã thông tin người sử dụng để tránh can thiệp trái phép - Kế hoạch đánh số dựa khuyến nghị CCITT - Hệ thống phải cho phép cấu trúc tỷ lệ tính cước khác dùng mạng khác - Dùng hệ thơng báo hiệu tiêu chuẩn hố quốc tế Nếu MS di chuyển sang vùng định vị phải thơng báo cho PLMN vùng đinh vị mà Khi có gọi đến MS thơng báo gọi phát vùng định vị mà MS LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS 1.3 Hệ thống tổ ong 1.3.1 Cấu trúc mạng GSM Mạng tổ ong GSM cấu trúc từ đơn vị nhỏ ô (cell) Trên sơ đồ địa lý qui hoạch mạng, cell có dạng tổ ong hình lục giác Trong cell có đài vơ tuyến gốc BTS (Base Transceiver Station) BTS liên lạc vô tuyến với tất máy thuê bao di đông MS (Mobile Station) có mặt cell Dạng cell minh họa sau: Hình 1.1 Khái niệm biên giới cellular Sáu BTS bao quanh tạo thành đường biên hình lục giác đều, biểu thị vùng phủ sóng cell Khi MS di chuyển khỏi vùng đó, phải chuyển giao để làm việc với BTS cell khác Đặc điểm cellular việc sử dụng lại tần số kích thước cell nhỏ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS Khoảng cách cell sử dụng lại tần số Freq Freq Freq Group Group Freq Group Freq Group Freq Group Freq Freq Freq Group Group Freq Group Group Grou Freq Freq Freq Freq Group Group Freq Group Group Freq Group Freq Group Grou Freq Freq Freq Group Group Group Freq Group Hình 1.2 Khái niệm biên giới cellular Kích thước cell tuỳ thuộc vào số thuê bao vùng cấu trúc địa lý vùng Do tăng trưởng lưu lượng không ngừng cell dẫn đến chất lượng giảm sút mức Để khắc phục tượng người ta tiến hành việc chia tách cell xét thành cell nhỏ Với chúng người ta dùng công suất phát nhỏ mẫu sử dụng lại tần số dùng tỷ lệ xích nhỏ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS Hình 1.3 Tăng dung lượng hệ thống cách chia nhỏ cell Thơng thường, gọi kết thúc cell Với hệ thống thộng tin di động cellular phải có khả điều khiển chuyển mạch để gọi từ cell sang cell khác mà không làm ảnh hưởng đến gọi Điều làm cho mạng di động có cấu trúc khác biệt với mạng cố định Mạng thông tin di động số cellular thực chất mạng mặt đất công cộng PLMN PLMN cung cấp cho thuê bao khả truy cập vào mạng thơng tin di động tồn cầu từ MS đến MS Do đặc tính di động cửa MS, mạng phải theo dõi MS liên tục để xác định MS cell Điều thực khái niệm vùng định vị LA (Location Area) Vùng định vị nhóm cell liên thơng nhỏ toàn lãnh thổ mà PLMN quản lý Khi MS di chuyển từ cell sang cell khác vùng định vị MS khơng cần thơng báo cho PLMN vị trí thời cửa 1.3.2 Cấu trúc địa lý mạng Mọi mạng điện thoại cần cấu trúc định để định tuyến gọi vào đến cổng tổng đài cần thiết cuối đến thuê bao bị gọi Ở LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS mạng di động cấu trúc quan trọng tính lưu thơng th bao mạng *Vùng mạng:Tổng đài vô tuyến cổng (GATEWAY-MSC) điều khiển đường truyền mạng GSM/PLMN mạng PSTN/ISDN khác hay mạng PLMN khác mức tổng đài trung kế quốc gia hay quốc tế Tất gọi vào cho mạng GSM/PLMN định tuyến đến hay nhiều tổng đài vô tuyến cổng GMSC GMSC làm việc tổng đài trung kế vào cho GSM/PLMN Đây nơi thực chức hỏi định tuyến gọi cho gọi kết cuối di động cho phép hệ thống định tuyến đến tổng đài vơ tuyến cổng GMSC GMSC có chức hỏi định tuyến gọi Ở vùng mạng GSM/PLMN tất gọi kết cuối di động định tuyến đến tổng đài vô tuyến cổng (GMSC GMSC có chức hỏi định tuyến gọi * Vùng phục vụ MSC/VLR: Vùng MSC phận mạng MSC quản lý Để định tuyến gọi đến thuê bao di động, đường truyền qua mạng nối đến MSC vùng phục vụ MSC nơi thuê bao Một vùng mạng GSM/PLMN chia thành hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR Vùng phục vụ phận mạng định nghĩa vùng mà đạt đến trạm di động nhờ việc trạm MS ghi lại ghi định vị tạm trú ( VLR ) GSM vùng MSC vùng phục vụ bao phủ phận mạng (MSC VLR luôn thực nút Một vùng mạng GSM/PLMN chia thành hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR III IV 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS RRC: Điều khiển tài nguyên vô tuyến PDCP: Thủ tục hội tụ gói số liệu BMC: Điều khiển quảng bá RLC: Đièu khiển liên kết vô tuyến MAC: Điều khiển truy cập đa phương tiện - RRC có chức sử lý loại tin: khởi nguồn từ MS hoạc đến MS Khởi nguồn từ RRC: loại dùng để phân chia tài nguyên, yêu cầu MS đo lường báo cáo, giúp RRC cấu hình lớp bên Những tin truyền trực tiếp đến lớp cấu hình Cấu trúc kênh - Kênh logic : kênh logic khác sử dung cho dich vụ truyền số liệu khác phân lớp MAC Các kênh logic chia thnàh nhóm kênh điều khiến nhóm kênh lưu lượng Nhóm kênh điều khiển bao gồm: 1.Kênh điều khiển quảng bá-BCCH Kênh điều khiển nhắn tin-PCCH Kênh điều khiển dành riêng-DCCH Kênh điều khiển chung-CCCH Kênh điều khiển phân chia kênh-SHCCH Kênh điều khiển riêng cho ODMA-ODCCH Kênh điều khiển chung cho ODMA-OCCCH Nhóm kênh lưu lượng bao gồm: Kênh lưu lượng dành riêng-DTCH Kênh lưu lượng dành riêng cho ODMA-DTCH Kênh lưu lượng chung- CTCH - Kênh truyền dẫn: kênh truyền dẫn có nhiệm vụ truyền thơng tin phân lớp MAC lớp vật lý Các kênh truyền dẫn phân loại chung thành nhóm: kênh chung kênh riêng 92 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS - Kênh vật lý: kênh vật lý chế độ FDD Các kênh vật lý FDD có dạng cấu trúc lớp khung vô tuyến khe thời gian Khung vô tuyến l;à khối xử lý bao gồm 15 khe thời gian có chiều dài 38400 chip, khe thời gian khối trường bit có chiều dài 2560 chip Cấu hình khe thời gian biến đổi tuỳ thuộc tốc độ bit kênh vật lý.Vì số bit khe thời gian khác kênh vật lý khác vài trường hợp biến đổi theo thời gian Một kênh vô tuyến tương ứng với mã, tần số sóng mang cụ thể Các kênh vật lý phân làm loại kênh đường lên đường xuống, kênh dành riêng kênh chung Các đặc điểm chung UMTS: Băng thông rộng hơn, khung vô tuyến sử dụng làm đơn vị vật lý 10ms/15 khe, có 2500 chip Vận hành dị bộ, mặt trạm gốc vận hành di cần mã ngẫu nhiên hoá riêng biệt đặc trưng cell UMTS không cần tham chiếu thời gian GPS IS-95 Mã hoá kênh khả biết, mã hoá sửa lỗi biến Mã hố trải phổ có hệ số trải phổ khả biến Các kênh báo hiệu có hệ số trải phổ 256, kênh số liệu người dùng hướng lên có hệ số trải phổ từ 4-256, kênh báo hiệu số liệu người dùng hướng xuống có hệ số trải phổ từ 4-512 Mã ngẫu nhiên hoá hướng lên xuống mã phức Hướng lên có loại mã dài 38.400 chip/10ms, mã ngắn 256chip/10ms Hướng xuống có mã ngẫu nhiên hố sơ cấp 15 mã ngẫu nhiên hoá thứ cấp, mã có 3400chip/10ms Trải phổ phức làm giảm dải động tín hiệu phù hợp với việc sử dụng khuếch đại phi tuyến có hiệu suất cao Các điều chế MSK GSM 2G dùng phương thức Băng thông khả biến đạt cách trải phổ, cáp phát nhiều kênh dành riêng, hay nhiều khe thời gian 93 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS Các dịch vụ số liệu gói hỗ trợ cách linh hoạt vào sơ đồ ALOHA phân khe Có ứng dụng kỹ thuật mới: giải điều chế tương can hai hướng, phát phân biẹt nhiều người dùng, mạng anten thích ứng 10 Phát phân tập: GSM có thu phân tập 11 Điều khiển cơng suất 1500lần/1s 94 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS KẾT LUẬN Trên toàn nội dung Đồ án tốt nghiệp em với đề tài “Hệ thống thông tin di động GSM hướng phát triển GPRS” Mặc dù thân cố gắng giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn Lâm Hồng Thạch Song trình độ hiểu biết thân nhiều hạn chế, thời gian chuẩn bị ngắn, nguồn tài liệu không nhiều, nên không tránh khỏi thiếu sót Vậy thân em mong nhận bảo thêm thầy giáo hướng dẫn, góp ý thầy giáo khoa Điện tửViễn thông bạn sinh viên, để em khắc phục thiếu sót để hồn thiện thêm kiến thức Em xin chân thành cám ơn thầy giáo hướng dẫn thầy Lâm Hồng Thạch tận tình bảo cho em hồn thành Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Đặng Thị Thuỳ Dung 95 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS BẢNG TRA CỨU CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT THUẬT NGỮ VIẾT TẮT A/D Analog /Digital Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự thành số AGC Automatic Gain Control Tự điều khuếch AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập AICH Acquisition Indication Channel Kênh thị bắt ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền không đồng AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BSIC Basic Station Identity Code Mã nhận dạng trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CD/CA-ICH Collision Detection/ Channel Kênh thị ấn định kênh/ phát xung Assignment Indicator Channel CD/CA-ICH Collision Detection/Channel đột Kênh thị ấn định kênh/ Phát xung Asignment Indicator Channel đột CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CN Core Network Mạng lõi CPCH Common Physical Channel Kênh vật lý chung CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung 96 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS CRC Cyclic Redundancy Check Mã dịch vòng CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh CSCF Call State Control Function Chức điều khiển trạng thái gọi CSICH CPCH Status Indicator Channel Kênh thị trạng thái CPCH CSPDN Circuit Switch Public Data Mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh Network D/A Digital/Analog Bộ chuyển đổi tín hiệu số thành tương tự DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng DPCCH Dedicated Physical Control Kênh điều khiển vật lý riêng Channel DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý riêng DPCH Downlink Physical Channel Kênh vật lý đường xuống DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh vật lý số liệu riêng DRNC Drift Radio Network Controller DS SS Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp DS-CDMA Direct Sequence- Code Division Đa truy nhập phân chia theo mã trải phổ Multiple Access chuỗi trực tiếp DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống EDGE Enhanced Data Rates for GSM Tốc độ số liệu tăng cường để phát triển Evolution GSM Equipment Identity Register Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR Bộ điều khiển mạng vô tuyến trôi 97 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS ETSI European Telecommunication Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu Standard Institute FACCH Fast Assocrated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng GMSC Gateway Mobile Service Trung tâm chuyển mạnh dịch vụ di Switching Center động cổng GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vơ tuyến gói tổng hợp GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động toàn cầu Communication GTP GPRS Tunneling Protocol Giao thức xuyên đường hầm GPRS HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú HSCSD High Speed Circuit Switched Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao Data HSS Home Subscriber Server Dịch vụ thuê bao thường trú (Đăng ký thường trú) IF Intermediate Frequency Trung tần IMSI International Mobile Station Nhận dạng trạm di động quốc tế Identity IP Internet Protocol Giao thức Internet ISDN Integrated Service Digital Mạng số liên kết đa dịch vụ Network IWF Interworking Function Chức tương tác mạng LAI Location Area Identity Nhận dạng vùng định vị 98 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập trung gian MCC Mobile Country Code Mã nước ME Mobile Equipment Thiết bị di động MGCF Media Gateway Control Chức điều khiển cổng phương Function tiện MGW Media Gateway Cổng phương tiện MNC Mobile Network Code Mã mạng MRF Multimedia Resuorce Function Chức tài nguyên đa phương tiện MS Mobile Station Trạm di động MSC MSIN MSRN Mobile Service Switching Center Mobile Station Identity Number Mobile Station Random Number Trung tâm chuyển mạnh dịch vụ di động Số nhận dạng trạm di động Số lưu động trạm di động MT Mobile Terminal Máy di động OMC Operation and Management Hệ thống khai thác bảo dưỡng mạng Center PACCH Packet Associated Control Kênh điều khiển liên kết gói Channel PAGCH Packet Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập gói Packet Common Control PCCCH P-CCPCH Kênh điều khiển chung gói Channel Primary Common Control Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp Physical Channel 99 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS PCH PCPCH Paging Channel Kênh tìm gọi Physical Common packet Channel Kênh vật lý gói chung PCU Packet Control Unit Khối điều khiển liệu gói PDN Packet Data Network Mạng liệu gói PDSCH Physical Downlink Shared Kênh vật lý chia sẻ đường xuống Channel PDTCH Packet Data Traffic Channel Các kênh lưu lượng số liệu gói PICH Paging Indicator Channel Kênh thị tìm gọi PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động công cộng mặt đất PN Pseudo Noise Giả tạp âm PRACH Physical Random Access Kênh truy nhập vật lý ngẫu nhiên Channel PRACH Packet Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên gói PS Packet Switch Chuyển mạch gói PSK Phase Shift Keying Khoá dịch pha PSPDN Packet Switch Public Data Mạng số liệu cơng cộng chuyển mạch gói Network PSTN Public Switch Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khố dịch pha vng góc RAB Radio Access Bearer Vật mang truy nhập vô tuyến RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên 100 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RANAP Radio Access Network Phần ứng dụng mạng truy nhập vô tuyến Application Part RF Radio Frequency Tần số vô tuyến (cao tần) RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RSC Recursive Systematic Bộ mã hoá xoắn hệ thống hồi quy Convolutional R-SGW Roaming Signaling Gateway Cổng báo hiệu chuyển mạng S-CCPCH Secondary Common Control Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp Physical Channel SCH Synchronous Channel Kênh đồng SF Spreading Factor Hệ số trải phổ SGSN Serving GPRS Support Note Điểm hỗ trợ GPRS phục vụ Tổng đài di động có cổng cho dịch SMS-GMSC Short Message Service GatewayMobile Switching center vụ tin ngắn SMSIWMSC Short Message Service Tổng đài di động liên mạng cho dịch vụ Interworking Mobile Switching tin ngắn center SRNC Serving Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến phục vụ TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối 101 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS TMSI Tempoary Mobile Station Identity Số nhận dạng thuê bao di động tạm thời TRAU Transcoder Rate Adaptor Unit Khối thích ứng tốc độ chuyển đổi mã T-SGW Transport Signaling Gateway Cổng báo hiệu truyền tải UE User Equipment Thiết bị người sử dụng UMTS Universal Mobile Hệ thống viễn thơng di động tồn cầu Telecommunication System UPCH USIM UTRAN Uplink Physical Channel Kênh vật lý đường lên UMTS subscriber Identity Module UMTS Terrestrial Radio Access Mô-đun nhận dạng thuê bao Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS Network VLR Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú VoIP Voice Over IP Tiếng IP W-CDMA Wideband Code Division Multiple Đa truy nhập vô tuyến phân chia theo Access mã băng rộng 102 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS TÀI LIỆU THAM KHẢO Thông tin di động số cellular Vũ Đức Thọ – “Nhà xuất giáo dục”- 2001 Thông tin di động GSM Biên soạn: Nguyễn Phạm Anh Dũng – “Nhà xuất bưu điện”- 1999 Thông tin di động số cellular Vũ Đức Thọ – “Nhà xuất giáo dục”- 1997 Báo hiệu mạng viễn thông Trung tâm đào tạo bưu viễn thơng I – 1996 Common Channel Signalling ERICSSON 103 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Lịch sử mạng thông tin di động 1.2 Mạng thông tin di động GSM 1.3 Hệ thống tổ ong 1.3.1 Cấu trúc mạng GSM 1.3.2 Cấu trúc địa lý mạng 1.3.3 Phương pháp truy nhập kênh số liệu hệ thống giới 12 CHƯƠNG II : TỔNG QUAN HỆ THỐNG GSM 14 2.1 Cấu trúc mạng 14 2.2 Các khối chức 15 2.2.1.Trạm di động : 15 2.2.2 Hệ thống trạm gốc BSS (Base Station System) 17 2.2.4 Trung tâm khai thác bảo dưỡng OMC (Operation and Maintenance Center ) 23 2.3 Các giao diện nội mạng 24 2.3.1 Giao diện vô tuyến Um (MS – BTS) 24 2.3.2.Giao diện AbitS để điều khiển BTS (BSC BTS) 27 2.3.3 Giao diện A (BSC MSC) 28 2.3.4 Giao diện B (MSC VLR) 28 2.3.5 Giao diện C (MSC HLR) 29 2.3.6 Giao diện D (VLR HLR) 29 2.3.7 Giao diện E (MSC MSC) 29 2.3.8 Giao diện F (EIR MSC) 30 2.3.9 Giao diện G ( VLR – VLR ) 30 2.3.10 Các giao diện nội khác 30 104 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS 2.4 Các giao diện ngoại vi 31 2.4.1 Giao diện với OMC 31 2.4.3.Giao diện với mạng số đa dịch vụ ISDN 32 2.4.4.Giao diện mạng chuyển mạch gói PSDN 32 2.4.5 Giao diện với PLMN qua PSTN/ISDN: 32 2.5 Các loại hình dịch vụ mạng GSM 32 2.5.1 Dich vụ điện thoại 32 2.5.2 dich vụ số liệu 33 CHƯƠNG III: VẤN ĐỀ CHIA Ô VÀ SỬ DỤNG TẦN SỐ 34 3.1 Nguyên tắc sử dụng tần số theo chia ô 34 3.1.1 Sử dụng tần số 34 3.1.2 Sự tái sử dụng tần số mạng 34 3.2 Sự phân chia ô 35 3.2.1 Giai đoạn 37 3.2.2 Giai đoạn 37 3.2.3 Giai đoạn 38 3.3 Mẫu sử dụng lại tần số 40 3.4 Phân bố tần số GSM 47 3.5 Các trường hợp thủ tục thông tin 47 3.5.1 Tổng quan 47 3.5.2 Lưu động cập nhật vị trí: 48 3.5.3 Thủ tục nhập mạng đăng ký lần đầu 51 3.5.4 Thủ tục rời mạng 51 3.5.5 Tìm gọi 51 3.5.6 Gọi từ MS 52 3.5.7 Gọi đến thuê bao MS 52 3.5.8 Cuộc gọi tiến hành, định vị 53 3.6 Những hạn chế công nghệ GSM 2G 55 105 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS PHẦN II : DỊCH VỤ VÔ TUYẾN GÓI CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐI LÊN CỦA CÔNG NGHỆ GSM 56 CHƯƠNG I: DỊCH VỤ VƠ TUYẾN GĨI CHUNG GPRS 56 1.1 Giới thiệu 56 1.1.1 Dịch vụ vụ tuyến gúi chung GPRS gỡ? 57 1.1.2 Các đặc điểm mạng GPRS 58 1.1.3 Một số ứng dụng GPRS 61 1.1.4 Các điểm khác mạng GPRS với GSM: 62 1.2 Kiến trúc tổng quan 63 1.2.1 Các giao diện điểm tham chiếu 63 1.2.2 Các phần tử mạng GPRS 65 1.2.3 Cấu trúc giao thức GPRS 70 1.3 Các chức GPRS 72 1.3.1 Các chức điều khiển truy nhập mạng 72 1.3.2 Chức định tuyến truyền dẫn gói 75 1.3.3 Các chức quản lý di động 77 CHƯƠNG II: HỆ THÔNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G(UMTS) 81 2.1 Quá trình nâng cấp từ 2G lên 2,5G 81 2.1.1 Giải pháp thứ 82 2.1.2 Giải pháp thứ 83 2.2 Hệ thống di động 3G 88 2.2.1 Cấu trúc mạng 89 2.2.2 Cấu trúc kênh 90 KẾT LUẬN 95 BẢNG TRA CỨU CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 106 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Lịch sử mạng thông tin di động Để mở đầu cho việc... di động thực St.Louis Năm 1948 hệ thống đện thoại hoàn toàn tự động đời Richmond, Indiane Là hệ thông tin di động tương tự sử dụng công nghệ truy cập phân chia theo tần số (FDMA) Tuy nhiên, hệ. .. thứ hai thông tin di động cellular phải giải LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp: HTTTDĐ GSM hướng phát triển GPRS Thế hệ thứ hai: Cùng với phát triển Microprocssor