Tổng quan hệ thống di động GSM
CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG DI ĐỘNG GSM Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn GSM viết tắt Global System for Mobile communications ØHệ thống thông tin di động toàn cầu ØGSM hệ thống điện thoại di động mà mạng lười hoàn toàn sử dụng kỹ thuật số, khác với hệ thống mạng điện thoại Analog cổ điển hệ thống AMPS (Advanced Mobile Phone Service: Dịch vụ điện thoại di động cao cấp) Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn MS CẤU TRÚC HỆ THỐNG GSM NG PSTN / ISDN BSS BTS GMSC NSS BSC BTS MSC+ VLR MS EIR BSS MS HLR AuC BTS BSC SMSC Billing OMC BTS MS MS: Mobile Station BTS: Base Transceiver Station BSC: Base Station Controller BSS: Base Station Subsystem MSC: Mobile services Switching Center HLR: Home Location Register VLR: Visitor Location Register EIR: Equipment Identitfication Register AuC: Authentication Center SMSC: Short Messaging Service Center OMC: Operation & Maintenance Center GMSC: Gateway MSC Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn Cấu trúc hệ thống GSM chia làm hệ thống con: § Hệ thống trạm gốc (BSS – Base Station Subsystem), gồm BTS BSC § Hệ thống chuyển mạch mạng (NSS – Network Switching Subsystem) gồm: MSC/GMSC, HLR, VLR, EIR, AUC § Hệ thống vận hành bảo dưỡng (OMS – Operation and Maintenance Subsystem) chứa OMC Ngoài mạng có thuê bao, gọi MS Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn Cấu trúc hệ thống GSM Mobile Station ME SIM Base Station Subsystem BTS BSC NSS Network Subsystem Other Networks PSTN MSC/ VLR GMSC PLMN EIR SD HLR AUC Internet + MS BSS Note: Interfaces have been omitted for clarity purposes Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 1.1 MS (Mobile Station) § Là thiết bị cầm tay mạng di động GSM, thực chức thu phát tín hiệu vô tuyến với BTS (trong vùng phủ sóng) § Đối với hệ thống GSM, MS gồm thành phần ME (Mobile Equipment) SIM (Subscriber Identity Module) Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn a ME (Mobile Equipment) § Là thiết bị cứng thực chức thu phát tín hiệu, tương đối “thông minh” điều khiển chương trình bên máy § Nói ME “thông minh” có khả tự điều chỉnh công suất phát Þ tiết kiệm pin hạn chế tượng “near and far” § ME trở thành MS SIM chèn vào ME § Mỗi ME có chứa số IMEI (International Mobile Equipment Identity) dùng để nhận dạng thiết bị Số IMEI cho tất MS toàn giới § Số IMEI hiển thị hầu hết máy điện thoại cách bấm *#06# Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn b SIM (Subscriber Identity Module) SIM thẻ chip, bên có nhớ để lưu trữ thông tin cá nhân thuê bao thông tin nhà cung cấp dịch vụ Trong trình hoạt động, MS sử dụng thông tin có sẵn SIM Thông tin lưu trữ SIM gồm: § IMSI (International Mobile Subscriber Identity): số nhận dạng thuê bao di động quốc tế Số giới làm việc MS không sử dụng số Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn § TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity): số nhận dạng thuê bao tạm thời Được MS sử dụng để liên lạc đường vô tuyến, số tồn tối đa MS đàm thoại, mạng tự động thay đổi số mà người sử dụng § LAI (Location Area Identifier): Số vùng đăng ký § Khoá nhận thực thuê bao Ki: Được MS sử dụng trình nhận thực thuê bao Ưu điểm việc sử dụng SIM card rời ? Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 1.2 Caùc thành phần hệ thống BSS a BTS (Base Transceiver Station): Trạm thu phát gốc § BTS thực chức thu phát tín hiệu với MS nằm vùng phủ sóng § Vùng phủ sóng BTS gọi cell (tế bào) 10 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.12 Cấu trúc BSS SSS (Switching Subsystem) (tt) c) Kiến trúc BSC: • BSC chịu trách nhiệm điều khiển BTS, quản lý tài ngun tần số vơ tuyến • BSC có mạch giao diện phù hợp cho link Mb/s đến TRAU đến BTS khác • Các kênh điều khiển lưu lượng từ đến BTS chuyển mạch thông qua thiết bị chuyển mạch (switching device) • Các chức quản lý thực BSC thực đơn vị điều khiển trung tâm Vì vậy, việc điều khiển đơn vị chức BSC thực đơn vị điều khiển 192 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.12 Cấu trúc BSS SSS (Switching Subsystem) (tt) 193 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.12 Cấu trúc BSS SSS (Switching Subsystem) (tt) • Thông tin báo hiệu CCS7 chuyển mạch thông qua TRAU cách suốt chuyển đến đơn vị điều khiển cho chức thu phát 194 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.12 Cấu trúc BSS SSS (Switching Subsystem) (tt) • Tại đây, tin chuyển đổi sang format mà BSC hiều 195 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.12 Cấu trúc BSS SSS (Switching Subsystem) (tt) d) Kiến trúc SSS • Việc triển khai phần tử SSS thay đổi tuỳ thuộc vào nhà sản xuất Ở bạn làm quen với giải pháp đề nghị Siemens • Các phần tử SSS gồm MSC, VLR, HLR, AC EIR triển khai chức phần mềm dựa vào kiến trúc phần cứng • Việc phần tử vật lý mạng thực chức phụ thuộc chủ yếu vào việc phần mềm load vào 196 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.12 Cấu trúc BSS SSS (Switching Subsystem) (tt) 197 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.12 Cấu trúc BSS SSS (Switching Subsystem) (tt) 198 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.12 Cấu trúc BSS SSS (Switching Subsystem) (tt) 199 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.12 Cấu trúc BSS SSS (Switching Subsystem) (tt) • Kiến trúc phần cứng phần tử SSS luôn bao gồm: – Một mạng chuyển mạch (switching network) để chuyển mạch kênh lưu lượng điều khiển – Các mạch giao diện (interface circuit) cho hệ thống PCM30 đến phần tử mạng khác – Một xử lý điều khiển (control processor) trung tâm – Một đơn vị điều khiển cho kênh báo hiệu CCS7 200 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.12 Cấu trúc BSS SSS (Switching Subsystem) (tt) • Nếu phần tử mạng hoạt động MSC phải cần thêm đơn vị đặc biệt bên cạnh cấu hình Đơn vị cung cấp chức liên mạng cần thiết cho tất dịch vụ • Nó chứa MODEM chức cần thiết cho việc chuyển đổi tốc độ liệu cho việc xử lý giao thức 201 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.13 Các kết nối vật lý GSM • Tất kết nối vật lý SSS, BSS đến mạng PSTN luồng PCM30 • Thơng qua kết nối vật lý mà hệ thống truyền thoại thơng tin báo hiệu • Các kết nối vật lý thể thuộc tính liên kết truyền dẫn như: – Truyền dẫn thực qua đường hữu tuyến hay vô tuyến – Truyền dẫn tương tự hay số – Truyền dẫn sử dụng kỹ thuật chuyển mạch kênh hay chuyển mạch gói, tốc độ bit bao nhiêu,… 202 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.13 Các kết nối vật lý GSM (tt) a) Các kết nối kênh lưu lượng • Hình sau miêu tả kết nối thoại mạng PLMN 203 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.13 Các kết nối vật lý GSM (tt) • Kênh lưu lượng mạng PSTN mạng PLMN sau: • Trong trường hợp, liên kết PCM30 sử dụng để truyền dẫn 204 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.13 Các kết nối vật lý GSM (tt) b) Các kết nối báo hiệu: • Trong trường hợp báo hiệu, liên kết kênh PCM30 • Q trình báo hiệu sử dụng hệ thống báo hiệu kênh chung số (CCS7): – Giữa phần tử mạng SSS – Giữa MSC BSC – Giữa MSC tổng đài Gateway mạng PSTN – Bên cạnh kết nối báo hiệu CCS7 có kết nối báo hiệu BSC BTS – Và MSC MS Các kênh chuyển mạch cách suốt BSC BTS 205 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 2.13 Các kết nối vật lý GSM (tt) 206 Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn .. .GSM viết tắt Global System for Mobile communications ? ?Hệ thống thông tin di động toàn cầu ? ?GSM hệ thống điện thoại di động mà mạng lười hoàn toàn sử dụng kỹ thuật số, khác với hệ thống. .. MSC Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn Cấu trúc hệ thống GSM chia làm hệ thống con: § Hệ thống trạm gốc (BSS – Base Station Subsystem), gồm BTS BSC § Hệ thống chuyển mạch mạng (NSS – Network Switching... mạng điện thoại Analog cổ điển hệ thống AMPS (Advanced Mobile Phone Service: Dịch vụ điện thoại di động cao caáp) Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn MS CẤU TRÚC HỆ THỐNG GSM NG PSTN / ISDN BSS BTS GMSC