Luận văn: Công nghệ GPRS cho thế hệ thông tin 2.5G

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Văn Ngọc CÔNG NGHỆ GPRS CHO THẾ HỆ THƠNG TIN 2.5G KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Ngành: Điện Tử - Viễn Thông HÀ NỘI-2005 .Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Văn Ngọc CÔNG NGHỆ GPRS CHO THẾ HỆ THƠNG TIN 2.5G KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Ngành: Viễn Thông Cán hướng dẫn: PGS-TS Nguyễn Viết Kính HÀ NỘI-2005 b Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án TÓM TẮT KHĨA LUẬN Trong khóa luận trình bày cách tổng quan mạng thông tin di động hệ 2G GSM mạng thông tin 2.5G GPRS Một số cấu trúc mạng hai hệ thống thông tin di động có phần giống khác số cấu trúc bản, có phần khác phần tử mạng để phù hợp với yêu cầu truyền liệu gói mạng GPRS Các giao diện mạng cấu trúc kênh logic kênh vật lý mạng để sử dụng chung hai mạng Trong mạng GPRS máy di động phân thành nhóm kiểu khác phụ thuộc vào loại máy để truy cập liệu tốc độ cao khả vừa thực truyền nhận liệu kết hợp với khả thực thoại lúc tùy thuộc vào loại máy Ngoài số giải pháp để nâng cấp sở hạ tầng mạng GSM sẵn có lên mạng GPRS Cuối mơ hình q trình truyền dẫn số kết đánh giá truyền khung liệu gói kênh truyền AWGN với thông số kênh khác .Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Lº­n án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT i MỞ ĐẦU Chương 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 1.1 Những đặc thù thông tin di động 1.2 Lịch sử phát triển thông tin di động 1.3 Đặc điểm thông tin di động GSM 1.4 Cấu trúc hệ thống GSM 1.4.1 Cấu trúc chức hệ thống chuyển mạch – SS 1.4.2 Cấu trúc chức hệ thống trạm gốc – BSS 1.4.3 Trạm di động – MS 10 1.4.4 Hệ thống khai thác hỗ trợ - OSS 11 1.5 Cấu hình kênh giao diện vơ tuyến 11 1.5.1 Kênh vật lý 11 1.5.2 Kênh logic 12 1.6 Giao diện mạng GSM 13 1.6.1 Giao diện phần tử mạng 14 1.6.2 Giao diện ngoại vi 16 1.7 Các trường hợp thông tin mạng GSM 17 1.7.1 Các MS tắt máy vùng phục vụ 17 1.7.2 MS bật máy, trạng thái máy rỗi 17 1.7.3 MS bận 17 1.7.4 Cập nhật vị trí 17 1.7.5 Thủ tục nhập mạng đăng ký ban đầu 17 1.7.6 Thủ tục rời mạng 18 a Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp 1.8 Các trường hợp gọi GSM 18 1.8.1 Cuộc gọi từ MS 18 1.8.2 Cuộc gọi đếm MS 18 1.9 Chuyển giao 19 1.9.1 Chuyển giao hai ô thuộc BSC 20 1.9.2 Chuyển giao hai ô thuộc hai BSC khác 21 1.9.3 Chuyển giao hai ô thuộc hai tổng đài (MSC) khác 22 Chương 2: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 2.5G 24 2.1 Tổng quan GPRS 24 2.2 Cấu trúc mạng GPRS giao thức 26 2.2.1 Thiết bị đầu cuối – TE 29 2.2.2 Đầu cuối di động – MT 29 2.2.3 Trạm di động – MS 29 2.2.4 Hệ thống trạm gốc – BSS 30 2.2.5 Bộ đăng ký định vị thường trú – HLR 30 2.2.6 Nút hỗ trợ dịch vụ chuyển mạch gói di động – SGSN 31 2.2.7 Nút hỗ trợ chuyển mạch gói di động cổng – GGSN 32 2.2.8 Cổng đường biên – BG 33 2.2.9 Đơn vị kiểm sốt gói - PCU 33 2.2.10 Trung tâm chuyển mạch di động/bộ đăng ký tạm trú – MSC/VLR 34 2.2.11 Trung tâm nhận thực – AUC 34 2.2.12 SMS – GMSC SMS – IWMSC 35 2.2.13 Thanh ghi nhận dạng thiết bị – EIR 35 2.3 Các giao diện mạng GPRS 35 2.4 Chất lượng dịch vụ GPRS 37 b Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Lº­n án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp 2.4.1 Cơ sở liệu thuê bao 37 2.4.2 Chất lượng dịch vụ (QoS) 38 2.5 Mạng vô tuyến GPRS 40 2.5.1 Đa truy cập phân chia tài nguyên vô tuyến 40 2.5.2 Kênh vật lý 41 2.5.3 Kênh logic 42 2.5.4 Ánh xạ kênh logic liệu gói vào kênh vật lý 46 2.5.5 Mã hoá kênh 47 2.6 Quản lý di động GPRS 50 2.6.1 Các trạng thái trạm di động 50 2.6.2 Quản lý vị trí trạm di động 51 2.6.3 Thủ tục nhập mạng (Attach) 56 2.6.4 Thủ tục rời mạng 57 2.6.5 Kích hoạt giao thức liệu gói – PDP 59 2.7 Đặc tính truyền tải hiệu chỉnh cơng suất phát 59 Chương 3: GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI MẠNG GPRS TRONG GSM 62 3.1 Giải pháp mạng Mobifone tiến lên 2.5G 62 3.1.1 Phần vô tuyến 63 3.1.2 Phần chuyển mạch 63 3.1.3 Số liệu triển khai mạng Mobifone 65 3.2 Các ứng dụng mạng GPRS 66 Chương Một số kết thực nghiệm đưa q trình mơ thực tiễn 67 4.1 chức khối sơ đồ khối 67 4.2 Một số kết thực truyền qua kênh truyền 70 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 72 LỜI CẢM ƠN 73 c Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp PHỤ LỤC 74 DANH SÁCH CÁC BẢNG 74 DANH SÁCH CÁC HÌNH 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 d Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học công nghệ - ĐHQGHN Khoá luận tốt nghiệp DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 2G 2snd Generation Công nghệ thông tin di động hệ 2.5G 2.5 Generation Công nghệ thông tin di động hệ 2.5 π/4DQPSK π/4 Differential Quaternary Phase Khoá dịch pha vi phân bốn phần Shift Keying A A Interface Giao diện A MSC BSC A-bis A-bis Interface Giao diện A-bis BSC BTS APN Access Point Name Tên điểm truy nhập Advanced Mobile Phone System Hệ thống thông tin di động AMPS tương tự phổ biến Bắc Mỹ AN Access Network Mạng truy nhập AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit BG Border Gateway Cổng đường biên BGw Billing Gateway Cổng tính cước BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc BCCH i Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học công nghệ - ĐHQGHN Khoá luận tốt nghiệp BSSGP BTS CCITT BSS GPRS Protocol Giao thức giao tiếp GPRS BSS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc International Telegraph Telephone Uỷ ban tư vấn quốc tế điện Consultative Committee thoại điện báo Control Channel Kênh chung Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã CDR Call Detail Record Bản ghi chi tiết gọi CRC Cyclic Redundancy Check Mã kiểm tra dư thừa vòng Coding Scheme Sơ đồ mã hóa Common Channel Signalling N07 Mạng báo hiệu kênh chung số EIR Equipment Indentity Resistor Bộ ghi nhận dạng thiết bị ETSI European Telecommunicatión Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Standard Institute Âu Frequency Division Multiple Đa truy nhập phân chia tần số CCH CDMA CS CCS N07 FDMA Access Fast Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số FR Full Rate Kênh toàn tốc Gb Gb Interface Giao diện SGSN BSC Gc Gc Interface Giao diện GGSN HLR Gd Gd Interface Giao diện SGSN SMSC Gf Gf Interface Giao diện SGSN EIR FACCH FCCH ii Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp GGSN Gl Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng Gl Interface Giao diện GGSN mạng liệu bên Gn Gn Interface Giao diện hai GSN mạng PLMN Gp Gp Interface Giao diện hai GSN hai mạng PLMN khác GoS Grade of Service Cấp độ dịch vụ GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vơ tuyến gói chung GSM Group Special Mobile/Global System Mobile Hệ thống thông tin di động toàn cầu GSN GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS GTP GPRS Tunneling Protocol Giao thức đường hầm GPRS HLR Home Location Registor Bộ ghi định vị thường trú HO handOver Chuyển giao HR Half Rate Kênh bán tốc High Speed Circuit Switch Data Truyền số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao Ki Subcriber authentication Key Khóa nhận thực thuê bao Kc Ciphering Key Khoá mật mã IMEI International Mobile Equipment Indentity Nhận dạng trạm di động quỗc tế IMSI International Mobile Station Indentity Nhận dạng trạm di động quốc tế HSCSD iii Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp Chương 3: GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI MẠNG GPRS TRONG GSM GPRS bước phát triển cho dịch vụ truyền số liệu mạng GSM sở cho đường tiến lên 3G, thay đổi cấu trúc phần tử mạng từ GSM lên GPRS giới thiệu Như ta biết chương cấu trúc mạng GSM tại, Việt Nam cấu trúc mạng GSM tương tự vậy, thực kết nối truyền thoại mạng với mạng ngồi, với cho phép truyền tin ngắn tốc độ thấp mạng cố định kênh lưu lượng vào kênh vật lý GPRS cấu trúc mạng có số khác biệt so với mạng GSM, hỗ trợ dịch vụ chuyển mạch gói, truy cập mạng Internet dịch vụ liệu gói yêu cầu tốc độ khác sử dụng kênh lưu lượng động, chương trình bày Để thực triển khai mạng GPRS tảng sở hạ tầng mạng GSM cần phải nâng cấp thay đổi số phần tử mạng lắp đặt GGSN để kết nối với mạng Internet, GGSN nối với mạng GSM thông qua SGSN PCU, PCU lắp đặt BSC để bổ xung thêm chức kiểm sốt gói cho BSC q trình khai thác dịch vụ GPRS cịn phần tử khác mạng giữ nguyên Với điều kiện Việt Nam, để đáp ứng yêu cầu nâng cấp mạng thơng tin di động có tiến lên 3G phải đáp ứng yêu cầu dịch vụ mạng GPRS trình tiến lên 3G phù hợp với xu hướng phát triển công nghệ Hiện sử dụng sở hạ tầng mạng GSM, thường xuyên nâng cấp để đáp ứng yêu cầu thị trường phát triển công nghệ giới Về công nghệ, mạng GSM có đủ điều kiện để tiến lên hệ thông tin di động 2.5G (GPRS/EDGE) 3G (IMT2000) mà khai thác tối đa tài nguyên sẵn có mạng tối đa hiệu thiết bị sử dụng 3.1 Giải pháp mạng Mobifone tiến lên 2.5G Giải pháp triển khai GPRS mạng GSM Mobifone Về dựa chuẩn ETSI công bố bao gồm giai đoạn trình phát triển GSM 2G lên 3G Giai đoạn đầu kết hợp GPRS với GSM, giai đoạn thiết lập mạng UMTS, mạng lõi sở IP cuối mạng sở IP 62 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học công nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp 3.1.1 Phần vơ tuyến Để đáp ứng yêu cầu trước mắt, mạng cần thay đổi vài đặc điểm đường truyền từ BSC đến BTS để phù hợp với yêu cầu truyền gói MSC nâng cấp Với GPRS, BSC phân thành hai hướng lưu lượng thoại liệu Để phù hợp với yêu cầu truyền gói giảm thay đổi thiết bị BTS BSC thêm vào việc sử dụng chức PCU theo chuẩn ta cần nâng cấp phần mềm cho BTS BSC cho phù hợp với yêu cầu truyền gói 3.1.2 Phần chuyển mạch Mạng lõi GPRS mạng tích hợp cung cấp giao diện chuẩn với phần tử mạng GSM tồn với mạng liệu gói IP ngồi (Internet, ISDN hay X.25…) mạng GPRS mobifone tổng thể hình – bao gồm phần tử sau MSC/VLR SMS MSC ISDN BSS PCU HLR VLR Gs Gd Gr Gc SGSN Radius Gf GGSN FR Backbone Gb GPRS Backbon Gn DNS DHCP Border Gateway OMC - G Charging gateway Hình – 1: Cấu trúcmạng GPRS mobifone 63 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án GIN Firewall server .Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Lº­n án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp SGSN: phần tử nhiều tính mạng GPRS Nó lưu trữ tồn vị trí trạm di động độc lập thực công việc bảo mật điều khiển thâm nhập mạng Nó đáp ứng việc quản lý di động, quản lý phiên giao dịch tính cước GGSN: quản lý hoạt động trao đổi thơng tin với mạng liệu gói IP ngoài, mạng Internet, ISDN… thiết bị ln cập nhật đặc tính IP dạng giao diện thông thường HLR: bao gồm liệu đăng ký GPRS thông tin định tuyến Nó sử dụng cho thuê bao sử dụng chuyển mạch kênh chuyển mạch gói, thực chức điều khiển truy cập mạng trợ giúp chức quản lý di động Cổng đường biên (Border Gateway): thiết bị tuỳ chọn, sử dụng trường hợp thực chuyển vùng mạng PLMN Nó cung cấp định tuyến PLMN chức truyền tải gói, chức bảo mật, thu thập liệu tính cước, giống GGSN bao gồm Border Router, DSN nngoại vi… Cổng tính cước (Charging Gateway): Nó hoạt động thiết bị đa chức GSN hệ thống OSS nhà khai thác,các hệ thống chăm sóc khách hàng tính cước Nó thu thập, tập hợp, lọc, backup phân phát CDR tới CCBS, cung cấp khả áp dụng cho số dạng cước OMC-G: trung tâm quản lý mạng GPRS, tương tự OMC mạng GSM, thực thêm chức quản lý cảnh báo, quản lý vật lý mạng GPRS, quản lý bảo mật… DSN: thực chuyển đổi tên vùng thành địa IP GGSN, biến đổi tên vùng định tuyến thành địa IP SGSN, địa IP thành IMSI DSN quản lý số địa IP tên điểm truy cập APN chuyển số địa IP tới SGSN để dự phòng DHCP server: sử dụng để ấn định động địa IP cho thuê bao di động MS, chức dựa sở chức DSN Radius server: cung cấp chức trung tâm định vị để phân phát nhận thực Các thiết bị kết nối khác: sử dụng cho mục đích giám sát, theo dõi hoạt động thông tin thuê bao 64 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp 3.1.3 Số liệu triển khai mạng Mobifone Dung lượng Phạm vi cung cấp dịch vụ GPRS Dung lượng dự kiến thiết kế hệ thống sau: Tại Hà Nội 3000 thuê bao, Thành phố Hồ Chí Minh 7000 thuê bao Đà Nẵng 1000 thuê bao Lưu lượng sử dụng trung bình thuê bao kbps Tỷ lệ người sử dụng GPRS cao điểm 10% Hệ thống GPRS SGSN ba trung tâm Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh Đà Nẵng với mục tiêu ban đầu cung cấp dịch vụ GPRS cho thành phố lớn cổng GGSN Hà Nội để kết nối tới SGSN Hà Nội, Đà Nẵng Thành phố Hồ Chí Minh Charging Gateway để tính cước dịch vụ GPRS hệ thống quản lý khai thác Thiết lập mạch vòng truyền dẫn ATM GGSN với nút SGSN Theo cấu hình thiết kế GGSN Hà Nội kết nối với SGSN trung tâm tuyến truyền dẫn ATM, để an toàn cho kết nối số liệu mạch vịng truyền dẫn ATM thiết lập vùng cụ thể: thiết bị đầu cuối ATM Hà Nội thiết bị đầu cuối ATM Đà Nẵng thiết bị đầu cuối ATM Thành phố Hồ Chí Minh Chức phần tử đưa vào mạng: SGSN: chức định tuyến gói số liệu vùng phục vụ Một thuê bao phục vụ SGSN tuỳ thuộc vào vị trí cụ thể thuê bao GGSN: có chức giao tiếp với hệ thống GPRS khác mạng gói IP ngoài… Một số chức GGSN bao gồm: o Định tuyến o Firewall (bức tường lửa) o Gateway/Security (cổng/an toàn) 65 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học công nghệ - ĐHQGHN Khoá luận tốt nghiệp Cả hai SGSN GGSN có chức tạo ghi cước O&M có chức quản lý giám sát hoạt động toàn hệ thống Charging Gateway: chức tiếp nhận ghi cước từ SGSN GGSN Xử lý tổng hợp cước thuê bao sử dụng 3.2 Các ứng dụng mạng GPRS Trên thực tế, việc triển khai GPRS nhằm mục đích cung cấp khả truy cập Internet từ thuê bao di động Ngoài việc truy nhập Internet qua di động, truyền số liệu GPRS cịn có dịch vụ mạng GSM là: Thư tín điện tử (E-Mail) dịch vụ sử dụng nhiều có hiệu Dịch vụ trao đổi tệp liệu (file tranfer file download) thực tương tự thư điện tử Thơng tin dạng tiếng nói hình ảnh MMS truyền thông qua truyền số liệu Truy nhập thông tin từ xa: Xâm nhập vào máy mạng để tìm kiếm thơng tin cần biết phép GPRS công nghệ truyền số liệu mạng thông tin di động GSM trình bày trên, tốc độ tối đa đạt tới 171.2 kbps (về lý thuyết) nhiên thực tế phụ thuộc vào khả mạng lưới dung lượng mạng cung cấp, chất lượng đường vô tuyến, số người sử dụng đồng thời GPRS mạng truyền số liệu gói người sử dụng phải trả tiền theo dung lượng sử dụng thời gian sử dụng Ngoài việc triển khai lắp đặt phần tử mạng GPRS vào mạng GSM, hai mạng tồn sở hạ tầng, việc sử dụng chung tần số vô tuyến hai mạng có ảnh hưởng đến dung lượng thoại mạng GPRS 66 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp Chương Một số kết thực nghiệm đưa q trình mơ thực tiễn Như biết trên, để truyền gói tin kênh truyền phần phát phải thực chức mã hóa điều chế để truyền qua kênh truyền phần thu phải thực chức ngược lại với phần phát để giải điều chế tín hiệu dạng ban đầu Để đơn giản xét truyền khung (frame) có độ dài khác điều chế mã hóa trước truyền đưa số kết thu thực điều chế lỗi bit xẩy truyền tin với thơng số mã hóa điều chế kênh truyền thay đổi Trước đưa kết phần mơ tìm hiểu số khối chức sơ đồ khối mơ sau: Hình – 1: Sơ đồ khối chức truyền liệu 4.1 chức khối sơ đồ khối Nguồn tạo số nhị phân phân bố Bernoulli Chức tạo số nhị phân phân bố Bernoulli với xác suất xuất Khối tạo khung (frame - based) có độ dài thay 67 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học công nghệ - ĐHQGHN Khoá luận tốt nghiệp đổi phụ thuộc vào thay đổi thông số Samples per frame (parameters) chọn thơng số lối frame-based (frame-based outputs) Bộ tạo mã dư thừa vòng (CRC): Chức tạo bit kiểm tra dư thừa tuần hoàn gàn thêm độ dài bit vào cuối đầu vào khung liệu Các bit CRC tạo theo đa thức tạo mã sau nối chúng vào khung liệu đầu vào Sau gán bit CRC đưa đầu khung, đa thức tạo mã vector nhị phân [1 1] đa thức theo thứ tự giảm dần [ 0] số bit lối mã hóa phụ thuộc vào đa thức tạo mã số bit kiểm tra khung thông số checksums per frame Khối chèn bit 0: Khối có nhiệm vụ chèn thêm bit vào khung liệu theo chiều định tương ứng với chiều tín hiệu lối vào, việc chèn thêm bit nhằm để phối hợp tốc độ mã hóa Khối mã xoắn (Convolutional Encoder) Khối dùng đẻ mã hóa liệu chống lỗi, liệu vào giữ vùng đệm, lối tổ hợp liệu lối vào vùng đệm Việc mã hóa tiến hành liên tục theo bước dịch dòng liệu lối vào Khối mã hóa có thơng số tốc độ mã (r) bậc đa thức tạo mã Khối phát lặp (repeat) 68 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp Khối thực chức lặp lại ký hiệu khung đầu vào với tốc độ liệu cho Khối lặp lại khung liệu tốc độ thấp để tạo thành tốc độ cao nhằm phối hợp tốc độ mã hóa truyền Khối ghép xen (Puncture) Khối có tạo vector ghép xen khung liệu lối vào, tùy thuộc vào khung liệu đầu vào mà khối làm giảm số bit lối vào khung ta chọn vector ghép xen khác Nếu vector ghép xen [1] khung lối giữ nguyên Nếu vector ghép xen khác với khung lối vào vị trí phần tử vector ghép xen lối loại bỏ phần tử Bộ điều chế GMSK Khối thực điều chế tín hiệu nhị phân lối vào thành tín hiệu lối với thơng số điều chế BT biểu diễn độ rộng băng tần tăng lên theo thời gian, thông số làm giảm băng tần sử dụng nhiễu biểu tượng tăng lên, số mẫu biểu tượng (samples per symbol) làm tốc độ liệu lối tăng lên nhiêu lần Kênh nhiễu tạp âm trắng Gauss (AWGN channel) Khối cộng nhiễu tạp âm trắng vào tín hiệu vào Lối vào khung khối cộng thêm khung nhiễu gausse vào khung Thơng số kênh thay đổi thuộc tính kênh việc thay đồi tỷ số Eb/N0 (năng lượng bit công suất tạp âm truyền) kênh truyền 69 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học công nghệ - ĐHQGHN Khoá luận tốt nghiệp Bộ giải điều chế GMSK Khối thực giải điều chế tín hiệu lối vào điều chế trước truyền kênh, thông số giải điều chế phù hợp với điều chế tín hiệu lối vào trễ tín hiệu lối thể thơng số trễ traceback length Các khối giải ghép xen, giải lặp, giải mã xoắn, … Thực chức ngược lại với điều chế mã hóa trước truyền qua kênh truyền thực chức phát lỗi xửa lỗi truyền qua kênh Bộ đếm lối Thực so sánh liệu lối vào trước truyền liệu lối vào nhậnchức đếm lỗi truyền qua kênh điều chế giải điều chế nhận tín hiệu Bộ thực so sánh bit lối vào với bit nhận truyền qua kênh với thông số trễ phù hợp truyền qua kênh Bộ hiển thị lỗi Bộ có chức hiển thị tính tốn số lỗi nhận truyền qua kênh truyền, khối cho ta biết xác suất lỗi 4.2 Một số kết thực truyền qua kênh truyền Một số kết đo lỗi truyền 1e6 bit với khung liệu 172 bit (tương ứng 5814 khung) mã hóa CRC 12 bit kiểm tra khung với chèn thêm bit zero tốc độ mã xoắn ½ với khối lặp vector ghép xen tỉ số EbNo kênh truyền thay đổi điều chế GMSK với số mẫu cho symbol mẫu với kết thay đổi tỷ số EbNo kênh truyền cho ta xác suất lỗi lối qua kênh truyền khác 70 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp Bảng – 1: Một số kết đưa Tỷ số EbNo kênh AWGN (dB) Số khung lỗi % lỗi khung -2 99 1.703 20 0.344 0 0 Ta thấy với kết thực nghiệm tỷ số EbNo tỷ lệ nghịch với số lỗi khung lối ra, tỷ số EbNo lớn số lỗi nhỏ lượng bit lối lớn so với tạp âm nhiễu gauss lối vào số bit lỗi giảm dẫn đến số khung lỗi bị giảm theo giảm nhanh 71 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học công nghệ - ĐHQGHN Khoá luận tốt nghiệp KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Trong khóa luận trình bày mơ hình cấu trúc giao thức mạng GSM GPRS, số giải pháp nâng cấp lên mạng GPRS số kết đưa thực truyền liệu Có thể tóm tắt lại số điểm sau GSM cấu trúc mạng thông tin di động hệ tồn 10 năm Việt Nam Đến nâng cấp bảo dưỡng nhiều chưa thể đáp ứng nhu cầu truyền liệu tốc độ cao ngày tăng người sử dụng Do mạng GSM có số đặc điểm sau: Các kênh lưu lượng người sử dụng bị chiếm liệu truyền đàm thoại, làm lãng phí nguồn tài ngun vơ tuyến Hỗ trợ tốc độ liệu thấp, cố định người sử dụng truyền nhận liệu khe thời… GPRS bước nhảy quan trọng tiến tới mạng tế bào hệ thứ Internet di động Nó cơng nghệ truyền dẫn chuyển mạch gói cho phép khả đơn giản hóa truy cập khơng dây tới mạng IP X.25 GPRS có số đặc điểm sau: Hỗ trợ QoS, quyền ưu tiên dịch vụ: Tùy thuộc vào yêu cầu mà thuê bao đăng ký mà thực quyền ưu tiên cho gọi truyền liệu số người sử dụng truy cập mạng lớn Hỗ trợ đa khe cho người sử dụng tốc độ truy cậpdữ liệu tăng lên… Một số cấu trúc mạng GPRS khác với GSM để hỗ trợ việc chuyển mạch gói di động kết nối với mạng số liệu gói bên ngồi… Tiếp đến đưa số giải pháp để tiến lên GPRS từ GSM số kết thực truyền qua kênh truyền với tốc độ liệu khác GPRS bước tiến để tiến lên mạng thơng tin di động hệ 3, bước chuyển biến ban đầu cấu trúc mạng điều khiển truy cập mạng, bước chuyển chuyển sang cơng nghệ chuyển mạch gói để hỗ trợ vào truy cập Internet tốc độ cao sử dụng tài nguyên vô tuyến hiệu hỗ trợ nhiều cho người sử dụng 72 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Lº­n án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Trong suốt năm học nghiên cứu Khoa Công Nghệ trường ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ-ĐHQGHN tơi học kiến thức lĩnh vực mà nhà trường đào tạo Năm năm kết thúc khố luận tốt nghiệp tơi, tơi cố gắng để hồn thành khố luận thật tốt để xứng đáng với thầy cô trường dạy suốt năm qua Nhân gửi lời cảm ơn chân thành đến tất thầy cô dạy tơi tơi cịn trường, anh chị khoa nhiệt tình giúp đỡ bảo cho em Cám ơn Trường Công Nghệ tạo điều kiện cho học tập tốt đạt thành hôm Tôi đặc biệt gửi lời cảm ơn tơi đến Thầy: PGS.TS Nguyễn Viết Kính Thầy hướng dẫn bảo giúp nhiều tơi làm khóa luận Thầy cho tơi lời khun q báu để tơi tiếp tục điều tơi muốn theo đuổi Thầy cịn cho tơi lời khuyên định hướng sau mà tâm đắc Thành cơng khóa luận kể hết giúp đỡ thầy, anh chị nghiên cứu sinh trường, gia đình tơi bạn giúp đỡ bảo động viên nhiều thực khóa luận Hà nội, ngày tháng năm 2005 Phạm Văn Ngọc 73 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học cơng nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp PHỤ LỤC DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng – 1: Số timeslot sử dụng kiểu GPRS 26 Bảng – 2: Liệt kê ba lớp độ tin cậy liệu 38 Bảng – 3: Các lớp trễ 39 Bảng – 4: Các kênh logic GPRS 43 Bảng – 5: Thuộc tính kênh logic GPRS 46 Bảng – 6: Mã hoá kênh cho kênh lưu lượng GPRS 48 Bảng – 1: Một số kết đưa 71 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình – 1: Tổng quan hệ thống GSM Hình – 2: Các giao diện ngồi BSS Hình - 4: Cấu hình vịng chuỗi nhỏ Hình - 5: Giao diện phần tử mạng 14 Hình - 6: Cuộc gọi đến MS 19 Hình – mơ tả q trình chuyển giao hai ô thuộc tổng đài 20 Hình - 8: Chuyển giao gọi BSC 21 Hình - 9: Chuyển giao gọi hai MSC 22 Hình – 1: Số TS sử dụng GPRS 25 Hình – 2: Cấu trúc hệ thống mạng GPRS 27 Hình – 3: cấu trúc hệ thống GPRS ví dụ định tuyến 28 Hình - 4: Các giao diện mạng GPRS 35 Hình - 5: Cấu trúc giao thức sơ đồ truyền dẫn GPRS 37 Hình – 6: Cấp cho kênh đường lên 44 Hình – 7: Thủ tục Truyền gói tới MS 45 Hình – 8: Cấu trúc đa khung với 52 khung TDMA 47 74 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Đại học công nghệ - ĐHQGHN Khố luận tốt nghiệp Hình – 9: Lớp vật lý giao diện vô tuyến, kết hợp mã, chèn định dạng cụm 48 Hình – 10: Mã hoá khối liệu GPRS 49 Hình – 11: Nguyên lý mã xoắn 49 Hình - 12: Sơ đồ trạng thái MS GPRS 50 Hình – 13: Thủ tục cập nhật khu vực định tuyến nội SGSN 52 Hình – 14: Thủ tục nhập mạng khu vực định tuyến SGSN 54 Hình – 15: Mô tả thủ tục nhập mạng từ MS 56 Hình – 16: Thủ tục rời mạng GPRS từ trạm di động 57 Hình – 17: Thủ tục rời mạng GPRS từ HLR 58 Hình – 18: Tốc độ liệu với phương pháp mã hố GPRS 60 Hình – 1: Cấu trúcmạng GPRS mobifone 63 Hình – 1: sơ đồ khối chức truyền liệu 67 75 Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án .Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án