Lịch sử phát triÓn
Vào cuối thế kỷ 19, các thí nghiệm của nhà bác học ng- ời ý Mareoni Gugliehno (1874 – 1937, giải Nobel vật lý năm
1909) đã cho thấy thông tin vô tuyến có thể thực hiện giữa các máy thu phát ở xa nhau và di động Thông tin vô tuyến lúc đó chỉ sử dụng mã Morse, mãi cho tới năm 1928 hệ thống vô tuyến truyền thanh mới đuợc thiết lập, thoạt tiên cho cảnh sát Đến năm 1933 sở cảnh sát Bayone, New jersey mới thiết lập đợc một hệ thống thoại vô tuyến di động tuơng đối hoàn chỉnh đầu tiên trên thế giới Hồi đó các thiết bị điên thoại di động rất cồng kềnh, nặng hàng chục kg, đầy tạp âm và rất tốn nguồn do dùng các đèn điện tử tiêu thụ nguồn lớn Công tác trong dải thấp của băng VHF, các thiết bị này liên lạc đợc với khoảng cách vài chục dặm Sau đó quân đội cũng đã sử dụng thông tin di động để triển khai và chỉ huy chiến đấu có hiệu quả Các dịch vụ di động trong đời sống nh cảnh sát, cứu thuơng, cứu hoả, hànghải, hàng không Cũng đã sử dụng thông tin di động để các hoạt động của mình đợc thuận lợi Chất lợng thông tin di động hồi đó rất kém Đó là các đặc tuyến truyền dẫn sóng vô tuyến dẫn đến tín hiệu thu đợc là một tổ hợp nhiều thành phần của tín hiêu đợc phát đi, khác nhau cả về biên độ và pha và thời gian giữ chậm Tổng vec – tơ của các tín hiệu này làm cho đờng bao tín hiệu thu đợc bị thăng giáng mạnh và nhanh.
Khi trạm di động hành tiến , mức tín hiệu thu thờng bị thay đổi lớn và nhanh làm cho chất lợng đàm thoại bị suy giảm trông thấy Tất nhiên, tất cả các đặc tính truyền dẫn ấy ngày nay vẫn tồn tại song hồi đó chúng chỉ đợc chống lại bằng một kỹ nghệ còn trong thời kỳ sơ khai.
Trong khi ngày nay công nghệ bán dẫn có thể sử dụng hàng triệu đèn bán dẫn cho việc loại bỏ các ảnh hởng sấu của đặc tính truyền dẫn thì hồi đó các máy thu phát thờng không quá 10 đèn điện tử.
Băng tần có thể sử dụng đợc bởi công nghệ đơng thời cho thông tin vô tuyến luôn khan hiếm Các băng sóng chung và dài đã đợc sử dụng cho phát thanh trong khi đó các băng tần số thấp và cao (LF và HF) thì bị chiếm bởi các dich vụ thông tin toàn cầu Công nghệ ngày đó thì cha thích hợp để đạt đợc chất lợng liên lạc cao trên các băng sóng VHF và UHF Khái niệm về tái dụng tần số đã đợc nhận thức song không đợc áp dụng để đạt đợc nguời sử dụng cao Do đó, suốt nhiều năm chất lợng của thông tin di động kém hơn nhiều so với thông tin hữu tuyến do công nghệ không thích hợp và các nhà tổ chức thông tin đã không sử dụng nổi độ rộng dải tần trên các băng tần số cao.
Trong khi các mạng điện thoại tơng tự cố định thơng mại đang đợc số hoá nhờ sự phát minh ra các dụng cụ điện tử có kích thớc nhỏ bé và tiêu thụ ít nguồn thì tình trạng của vô tuyến điện còn biến đổi rất chậm chạp Các hệ thống vô tuyến di động nội bộ mặt đất đã bắt đầu đợc sử dụng song mới ở mức độ phục vụ các nhóm chuyên biệt chứ
5 cha phải cho các cá nhân trong cộng đồng Mặc dầu Bell Laboratories đã thai nghén ý đồ về một mạng tế bào ngay từ năm 1947, song mãi cho tới tận năm 1979 công ty mẹ của nó vẫn không làm gì khởi đầu việc áp dụng một hệ thống vô tuyến tế bào Thời kỳ ấp ủ lâu dài đó là do phải chờ đợi các phát triển cần thiết trong công nghệ Chỉ cho tới khi có các mạch tích hợp thiết kế đợc một cách tuỳ chọn, các bộ vi sử lý, các mạch tổng hợp tần số, các chuyển mạch nhanh dung lợng lớn Mạng vô tuyến tế bào mới đợc biến thành hiện thực. Những năm thập kỷ 80 đã chứng kiến sự ra đời của một số hệ thống vô tuyến tế bào tơng tự thờng đợc gọi là các mạng vô tuyến di động mặt đất công cộng (PLMR – Publie Land Mobile Radio) Làm việc ở giải UHF, các mạng này cho thấy một sự thay đổi vợt bậc về độ phức tạp của các hệ thống thông tin liên lạc dân sự Chúng cho phép ngời sử dụng có đ- ợc các cuộc đàm thoại trong khi di động với bất kỳ đối tợng nào có nối tới các mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN (Public Switched Telephon Network) hoặc các mạng đa dịch số ISDN (Integrated Services Digital Nework) Trong những năm 90 đang và sẽ có những bớc tiến hơn nữa trong thông tin di động với việc áp dụng các mạng tế bào số (Digital cellular System) và các hệ thống không giây số (Digital Cordless Telecommunication System) Ngoài các dịch vụ điện thoại truyền thống, các hệ vô tuyến di động số thế hệ thứ hai này sẽ cung cấp một mảng các dịch vụ mới khác nh tiếng nói, truyền số liệu, truyền fax, truyền các tin nhắn Ngày nay thông tin di động đang phát triển hết sức mạnh mẽ
Module Service Supphers trên phạm vi toàn thế giới, càng ngày càng tiến tới chia sẻ thị trờng và thay thế từng mảng các dịch vụ thông tin cố định
Hình 1a Phác cho chúng ta một khía cạnh dự báo về t- ơng quan giữa các dịch vụ về thông tin di động và thông tin cố định trong tơng lai gần ở châu Âu, trong đó cho thấy từ năm 1998 trở đi lợi nhuận từ các dịch vụ thông tin di động sẽ bắt kịp và vợt rất nhanh lợi nhuận thu đợc từ các dịch vụ cố định.
Hình1a Dự báo lợi nhuận một số loại hình dịch vụ thông tin (châu Âu)
1.2 Đặc điểm truyền sóng trong thông tin di động:
7 Đặc điểm truyền sóng trong thông tin vô tuyến di động là tín hiệu thu đợc ở máy thu bị thay đổi so với tín hiệu đã bị phát đi cả về tần số biên độ, pha và thơi gian giữ chậm Các thay đổi này có tính chất rất phức tạp Sự tác động của chúng tới chất lợng liên lạc phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố khác nhau nh địa hình khoảng cách liên lạc, giải tần, khí quyển tốc độ truyền tin tốc độ di chuyển của các trạm di động, mật độ thuê bao trên một đơn vị diện tích , ăng ten, công suất phát, sơ đồ điều chế Tuy vậy về cơ bản chung ta có thể chia một cách vắn tắt các ảnh hởng truyền sóng này thành ảnh hởng của hiệu ứng dopler, tổn hao đờng truyền và pha ding.
Là sự thay đổi thay đổi tần số của tín hiệu thu đợc so với tín hiệu đã đợc phát đi, gây bởi chuyển động tơng đối giữa máy thu và máy phát trong qúa trình truyền sóng Gỉa sử một sóng mang không bị điều chế có tần số fc đợc phát tới một máy thu đang di động với vận tốc v Tại máy thu, tần số của tín hiệu nhận đợc theo tia sóng thứ i sẽ là ffm.cos trong đó i là góc tới của tia sóng thứ i so với h- ớng chuyển động của máy thu, fm là lợng dịch tần Dopler fm
= v.fc/c với c là vận tốc ánh sáng Nh vậy chỉ trong trờng hợp máy thu đứng im so với máy phát (v=0) hoặc máy thu đang chuyển động vuông góc với góc tới của tín hiệu (cosi =0 ) thì tần số dữ liệu thu đợc mới có sự thay đổi so với tần số tín hiệu phát Hiệu ứng dopler sẩy ra mạnh nhất khi máy thu di động theo phơng của tia sóng tới (cosi = 1) Điều này
8 thờng sảy ra trong thông tin di động khi máy thu đặt trên xe di chuyển trên các xa lộ, còn các ăng ten trạm phát thì đợc bố chí dọc theo xa lộ (đợc gán trên các cầu vợt ngang qua xa lộ chẳng hạn).
Là lợng suy giảm mức điện thu so với mức điện phát mức điện trung bình của tín hiệu thu giảm dần theo khoảng cách do công suất của tín hiệu trên một đơn vị diện tích của mặt sóng cầu giảm dần khoảng cách giữa các ăng ten thu và phát, do hấp thụ của môi trờng truyền Tổn hao đờng truyền phụ thuộc vào tần số bức xạ, địa hình, tính chất môi trờng mức độ di động của các chớng ngại vật, độ cao ăng ten, loại ăng ten Trong thông tin vô tuyến tế bào, trong nhiều trờng hợp tổn hao đờng truyền tuân theo luật mũ 4 tức là tăng tỉ lệ với luỹ thừa 4 của khoảng cách Về nguyên tắc tổn hao đờng truyền hạn chế kích thớc tế bào và cự ly liên lạc song trong nhiều trờng hợp ta có thể lợi dụng tính chất tổn hao đờng truyền để phân chia hiệu quả các tế bào và cho phép tái dụng tần số một cách hữu hiệu làm tăng hiệu quả sử dụng tần số.
Trong những quãng cách tơng đối ngắn mức tín hiệu thu trung bình có thể coi là hằng số, tuy nhiên mức điện tức thời của tín hiệu thu tại ăng ten lại có thể thay đổi nhanh với những lợng tiêu biểu tới 40 dB Những thay đổi nhanh mức điện thu tức thời này đợc gọi là pha-ding nhanh.
Giả sử một trạm cố định phát một sóng ngang không bị điều chế, trạm thu di động sẽ thu đợc không chỉ một thành phần sóng mang đã đợc phát đó mà là cả một tổ hợp các tia sóng do tín hiệu bị phản xạ, nhiễu xạ bởi các cao ốc, tán xạ, và các trớng ngại vật linh tinh khác trớc khi tới máy thu Thực tế trong hầu hết các môi trờng mỗi tia sóng thu đợc tại máy thu di động đều phải chịu những thay đổi (phụ thuộc vào đ- ờng đi của nó) về pha, thời gian giữ chậm riêng, biên độ cũng nh dịch tần dopler Kết quả là tín hiệu mà trạm di động thu đợc có thể khác một cách căn bản với sóng mang đã phát Trong trờng hợp nghiêm trọng, tổng vec – tơ của tín hiệu tới theo nhiều tia có thể giảm tới một giá trị rất thấp. Hiện tợng này gọi là pha – ding nhiều tia khi máy di động di chuyển, mức thu bị pha - ding theo từng quãng cách nửa bớc sóng dọc theo hành trình của nó một pha – ding rất sâu xảy ra, tín hiệu thu đợc có thể giảm tới không, tỉ số tín/ tạp nhỏ hơn không, khi đó đầu ra máy thu hoàn toàn tuỳ thuộc vào nhiễu của kênh.
Phân loại các hệ thống thông tin vô tuyến di động
Theo cấu trúc đặc điểm và phơng thức truy nhập các hệ thống thông tin vô tuyến di động có thể đợc phân chia thành nhiều loại khác nhau Theo cấu trúc, chúng thờng đợc phân chia thành: hệ thống mạng tế bào hệ thống viễn thông không dây và vành vô tuyến địa phơng Theo đặc tính, các hệ thống vô tuyến di động có thể đợc phân chia thành các hệ thống liên tục (Analogue) và các hệ thống số (Digital). Trong thông tin di động, các phơng thức đa truy nhập (ghép kênh) sau thờng đợc sử dụng: Đa truy nhập theo tần số FDMA (Frequency Division Multiple Access) ®a truy nhËp theo thêi gian TDMA (Time Division Multiple Access) và đa truy nhập theo mã CDMA(Code Division Multiple Access) Do khuân khổ có hạn trong phần này em chỉ điểm qua những đặc yếu nhất của từng loại hệ thống vô tuyến di động theo phân loại nêu trên.
1.3.1 Phân loại theo cấu trúc:
- Mạng tế bào (Cellular Mobile Radio):
Việc liên lạc trong thông tin vô tuyến di động tế bào đ- ợc tiến hành giữa một hệ thống trạm gốc cố định BS (Base Station) đợc bố trí theo các vùng địa lý và các trạm di động
MS (Mobile Station) diện tích địa lý trong đó các MS liên lạc trức tiếp với các BS đợc gọi là một tế bào (Cell) có thể coi biên của một tế bào đợc xác định bởi khoảng cách cực đại mà MS có thể ra khỏi BS mà liên lạc vẫn còn cha chở lên không thể chấp nhận đợc về lý thuyết các tế bào thờng đợc bố chí có dạng tổ ong với kích thớc thích hợp cho phép tái dụng tần số nhằm đạt đợc mật độ ngời sử dụng thích hợp trong thực tế
1 2 hình dáng thực và kích thớc tế bào phụ thuộc vào địa hình công suất phát, mật độ ngời sử dụng, loại ăng ten và độ cao của ăng ten Thônng thờng trong địa hình nông thôn tế bào có thể có bán kính tới 35km, trong các đô thị con số này chỉ còn một vài km thậm chí chỉ còn vài trăm mét đến 1km Mạng vô tuyến tế bào đợc dùng để tổ chức PLMR, GSM,
IS – 54/IS – 136, IS–95 (CDMA) Là các hệ thống vô tuyến tế bào tiêu biểu.
- Viễn thônng không dây CT (Cordless
Các mạng không dây đợc thiết kế cho mạng di động phủ sóng những khoảng cách tơng đối nhỏ nh trong các môi trờng công sở nhà máy Do kích thớc tế bào nhỏ tốc độ chuyền số liệu có thể khá cao mà không cần các mạch san bằng phức tạp, thậm chí cũng không nhất thiết phải áp dụng mã hoá kênh Các mạng không dây tiêu biểu là DECT (Digital European Coidless Telecommunication ) của châu Âu, CT – 2 của Anh.
- Vành vô tuyến địa ph ơng (Wireless Local Loop): Đợc sử dụng để nối thêu bao điện thoại tới mạng điện thoại công cộng bằng các thiết bị vô tuyến Chất lợng liên lạc, độ an toàn thông tin của vành vô tuyến điạ phơng thì cũng tơng tự nh mạng hữu tuyến Tuỳ lĩnh vực áp dụng cự li liên lạc có thể là 200m đến 500m trong địa hình đô thị và có thể tới 20km trong vùng nông thôn Thủ tục lắp đặt nhanh chóng, lắp đặt, bảo trì và điều phối khá rẻ Tại những vùng
1 3 nông thôn hoặc ngoại ô hẻo lánh nơi có mật độ thuê bao thấp việc đặt các đờng dây thuê bao điện thoại mới không thấy kinh tế thì vành vô tuyến địa phơng trở nên rất hiệu quả.
1.3.2 Phân loại theo đặc tính:
- Vô tuyến di động liên tục:
Là các hệ thống điện thoại vô tuyến di động thế hệ thứ nhất, tín hiệu thoại là tín hiệu liên tục điều chế FSK (Frequency Shift Keying) Ghép kênh chủ yếu theo tần số các kênh điều khiển thì đã dợc số hoá.
- vô tuyến di động số :
Cả tín hiệu thoại lẫn các kênh điều khiển dều là tín hiệu số Ngoài dịch vụ điện thoại truyền thống hệ thống vô tuyến di động số còn cho phép khai thác một loạt các dịch vụ khác nh truyền các tin ngắn, tuyền fax, truyền liệu Tốc độ truyền cao và có khả năng mã hoá thông tin.
1.3.3 Phân loại theo ph ơng thức đa truy nhập :
- §a truy nhËp theo t©n sè (FDMA): Đợc sử dụng chủ yếu trong thông tin di động thế hệ thứ nhất, trong đó hai giải tần số có độ rộng W đợc sử dụng cho đờng truyền xuống (Dows–Link) từ BS tới MS và đờng truyền lên (Up - Link) từ MS tới BS Mỗi một ngời sử dụng chiếm một tần con có độ dộng W/N gọi là kênh và sử dụng kênh đó trong suốt thời gian liên lạc Đặc điểm: tốc độ chuyền thấp, khó áp dụng các dịch vụ không thoại, hiệu quả sử dụng tần số thấp, có bao nhiêu kênh trong một tế bào thì phải có bấy
1 4 nhiêu máy thu - phát làm việc trên bấy nhiêu tần số kênh đặt tại BS, do đó kết cấu BS cồng kềnh.
- §a truy nhËp theo thêi gian (TDMA): Đợc sử dụng trong hầu hết các hệ thống vô tuyến di động thế hệ thứ hai hoàn toàn số háo Với loại truy nhập theo thời gian này, mỗi ngời sử dụng chiếm cả giải tần W trong một khe thời gian nhất định, tuần hoàn trong suốt thời gian liên lạc Đặc điểm: dễ dàng mở các dịch vụ không thoại, thiết bị trạm BS khá đơn giản do chỉ cần một máy thu phát làm việc trên một cặp tần số ứng với các đờng lên, xuống cho nhiều ngời sử dụng (8 ngời sử dụng đối với GSM), hiệu quả sử dụng tần số cao hơn so với các hệ thống FDMA Đối với loại đa truy nhập này, do tốc độ chuyền số liệu khá cao, ISI tồn tại trong quá trình liên lạc, do đó trong nhiều trờng hợp các mạch san bằng khá phức tạp là cần thiết Đồng bộ cũng là một vấn đề đối với phơng thức da truy nhập này.
- Đa truy nhập theo mã (CDMA):
Là một dạng của đa truy nhập phổ trải SSMA (Spread Speetrum Multiple Access), trong đó mỗi một ngời sử dụng dùng toàn bộ phổ tần nh với TDMA, trong toàn bộ thời gian của cuộc gọi nh đối với FDMA Các kênh đợc phân biệt với nhau nhờ việc sử dụng các mã giải nhiễu PN (Pseudo Noise). Các u điểm nổi bật của CDMA là hiệu quả sử dụng phổ rất cao, khả năng tái dụng tần số rất cao, phơng án bố chí tần số sử dụng trong các tế bào rất đơn giản, độ an toàn thông tin và khả năng làm việc trong các điều kiện nhiễu mạnh rất
1 5 cao Mặc dầu có các u điểm nổi bật nh vậy, cho đến nay CDMA chỉ đợc sử dụng hạn chế do các vấn đề có liên quan tới điều khiển công suất, đồng bộ và việc tìm ra các mã PN cung cấp số kênh lớn Cũng cần phải nhấn mạnh thêm rằng, do hoàn cảnh lịch sử hệ thống GSM (TDMA) đã đợc chấp nhận ở châu Âu và nhiều nớc khác trên thế giới, bảo đảm tính lu động (Roaming) quốc tế trên một diện rất rộng trên toàn cầu nên việc chiếm lĩnh thị trờng và việc cạnh tranh của các hệ thống CDMA hiện thời có khó khăn Tuy nhiên, trong tơng lai gần, khi nhu cầu về thuê bao di động tăng lên rất lớn, các biện pháp kỹ thuật và công nghệ đủ mạnh thì các hệ thống CDMA sẽ chiếm u thế tuyệt đối Theo ý kiến của các chuyên gia hàng đầu thế giới, các thế hệ tiếp theo (thứ ba, thứ t) của thông tin di động sẽ là các hệ thống CDMA và các phát triển của nó Khái niệm về các phơng thức đa truy nhập đợc minh hoạ trên hình 1b.
Hình 1b Các phơng thức đa truy nhập
1.3.4 Phân loại theo ph ơng thức song công:
Các phơng thức song công trong thông tin di động là theo tần số FDD (Frequeney Division Duplex) sử dụng chủ yếu trong thông tin vô tuyến tế bào hay trong vành vô tuyến dịa phơng, trong đó liên lạc đi và về giữa BS và MS thực hiện trên hai tần số khác nhau bố trí trên hai giải tần khác nhau: TDD đợc sử dụng trong các mạng liên lạc không dây CT. Với TDD, chỉ một giải tần số đợc dành cho liên lạc cả đi lẫn về và cấu trúc khung thời gian liên lạc đợc áp dụng Việc phát từ BS tới MS diễn ra trong một nửa khung thời gian và nửa khung thời gian kia thì dành cho việc phát theo chiều ngợc lại Trong thực tế, để đạt đợc dung lợng thích hợp, các phơng thức đa truy nhập và các phơng thức song công đợc sử dụng chộn lẫn, tạo ra các loại hệ thống TDMA/FDD/FDMA (nh trong CT-2), TDMA/TDD/FDMA (nh trong DECT), hay CDMA/FDD (nh trong các hệ Qualcomm CDMA cung cấp bởi Qualcomm).
Các đặc điểm cơ bản của một số hệ thống vô tuyến di động hiện nay… 12 CH¦¥NG II Mạng điện thoại GSM toàn quốc
Các đặc tính cơ bản của một số hệ vô tuyến di động hiện nay đợc cho ở bảng 1.
35- 960 890-915 TDMA FDD 200 8 50 GMSK 271 22.8 RPE-LTP 18 SACCH 967 184 480 2.20
1710- 1785 TDMA FDD 200 9 50 GMSK 271 22.8 RPE-UTP 13 SACCH 967 184
869-894 821-849 CDMA FDD 1250 55-65 21 QPSK 1228 9.6 CELP 1.2 9.6 SACCH 800 1 1.25 0.6-3
869-894 824-849 TDMA FDD 30 3 20 DQPSK 48.6 13 VSELF 8 SACCH 600 65 210 0.6-3
64-868 64-868 FDMA TDD 100 1 100 FSK 72 32 ADPCM 32 D 2000 64 32 10mW
5mW Yes No No Yes N/A N/A
10mW W No No Yes Yes N/A
Assurnes Frequency re-use N/A mÐan not applicable
Bảng 1 Các thông số cơ bản của một số hệ thống vô tuyến di động hiện nay.
Chơng II MạNG ĐIệN THOạI GSM TOàN QUốC
GSM định rõ tiêu chuẩn mạng thông tin di động công cộng (PLMN) Hệ thống thông tin di động GSM sử dụng dải tần số f = 900 mhz, trong băng tần (890 960 mhz) Tiêu chuẩn GSM là tiêu chuẩn đầu tiên của quốc tế cung cấp đầy đủ các lựa chọn cho phép ngời truy cập tới mạng PLMN hoạt động trong tất cả các quốc gia khi chọn lựa tiêu chuẩn GSM Giai đoạn 1 hoàn thành theo tiêu chuẩn ETSI năm 1990, giai đoạn 2 hoàn thành theo tiêu chuẩn năm 1994 và chức năng
1 9 trao đổi thông tin đặc trng đợc khởi đầu vào mạng năm 1995/1996.
Giai đoạn 1: Bao gồm cơ sở PLMN thêm vào những chức năng dịch vụ viễn thông truy cập với kênh toàn tốc (Full- Rate).
Giai đoạn 2: Thêm vào và chứa đựng các dịch vụ viễn thông ( liên kết hội nghị , các nhóm sử dụng đóng ) với phụ trợ của kênh bán tốc (Half - Rate) D900 là hệ thống đầu tiên, là kỳ công của phơng pháp mới, có thể truyền dẫn bằng số hoá tiếng nói cho các ô tế bào điện thoại Sự thêm vào này làm tăng thêm chất lợng kết nối, một số cải tiến đã đợc sử dụng nh vậy làm tăng thêm hiệu hiệu quả sử dụng phổ tần sè.
Hệ thống GSM đợc chia thành hệ thống chuyển mạch (SS ) và hệ thống trạm gốc ( BSS ).
Mỗi hệ thống nói trên đều chứa một số khối chức năng, ở đó thực hiện tất cả các chức năng của hệ thống Các khối chức năng đợc thực hiện ở các thiết bị (phần cứng) khác nhau.
Hệ thống đợc thực hiện nh là một mạng gồm nhiều ô vô tuyến cạnh nhau để cùng đảm bảo toàn bộ vùng phủ của vùng phục vụ Mỗi ô có một trạm vô tuyến gốc (BTS) làm việc ở một tập hợp các kênh vô tuyến Các kênh này khác với các kênh đợc sử dụng ở các ô lân cận để tránh giao thoa Một bộ điều khiển trạm gốc (BSC) điều khiển một nhóm (BTS) BSC
2 0 điều khiển các chức năng nh chuyển giao và điều khiển công suất Một trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động MSC phục vụ cho một 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.
Các khối nói trên đều tham gia vào việc nối thông giữa một trạm di động(MS) và chẳng hạn một thuê bao PSTN, mạng cố định muốn thực hiện cuộc gọi đến cuối ở (MS), ng- ời khởi đầu cuộc gọi hầu nh không biết MS đợc gọi ở đâu. Vì thế ta cần có các cơ sở dữ liệu ở mạng để theo dõi MS. Cơ sở dữ liệu quan trọng nhất là bộ ghi định vị thờng trú (HLR) HLR chứa thông tin về thuê bao nh các dich vụ bổ xung và các thông số nhận thực Ngoài ra sẽ có thông tin về vị trí của MS, nghĩa là hiện thời MS đang ở MSC nào Thông tin này thay đổi khi MS di động MS sẽ gửi thông tin về vị trí qua (MSC/VLR) đến HLR của mình.
Chức năng của AUC là cung cấp choHLR các thông số nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật Bộ ghi định vị tạm trú (VLR) là cơ sở dữ liệu chứa thông tin vè tất cả các MS hiện đang ở vùng phục vụ MSC Hệ thống khai thác và hỗ trợ (OSS) đợc nối đến tất cả các thiết bị ở hệ thống chuyển mạch và nối đến BSC.
Mô hình hệ thống GSM
SS: Hệ thống chuyển mạch.
VLR: Bộ ghi định vị tạm trú.
HLR: Bộ ghi định vị thờng trú.
EIR; Thanh ghi nhận dạng thiết bị
MSC: Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động (Gọi tắt là tổng đài vô tuyến).
BSS : Hệ thống trạm gốc.
BTS : Đài vô tuyến gốc.
BSC : Đài điều khiển trạm gốc.
OMC: Trung tâm khai thác và bảo dỡng.
ISDN: Mạng số 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
Hệ thống chuyển mạch bao gồm các khối chức năng sau:
Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động MSC.
Bộ ghi định vị tạm trú VLR.
Bộ ghi định vị thờng trú HLR.
Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR.
- MSC: MSC là trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động (Mobile Services Switching Center) có cấu trúc không khác một tổng đài cố định là bao MSC có tất cả các chức năng của tổng đài thông thờng, ngoài ra MSC còn đảm nhận những chức năng dành riêng cho GSM, chủ yếu đợc quyết định bởi phần mềm trong hệ thốngvà các giao diện với các phần khác (VLR/HLR ) MSC nối với mạng khác gọi là GMSC (Gateway-MSC).
Chức năng hoạt động nội tại MSC tạo nên mối liên hệ tới các mạng lới khác MSC có thể định vị về mặt vật lý, hay chuyển đổi tốc độ trong mạng cố định hoặc vài nơi trong vùng hoặc ngoài vùng phục vụ.
- VLR: VLR thờng liên kết với MSC và đặt chung với MSC tại một nút vật lý của mạng VLR là cơ sở dữ liệu (Phần mềm) chứa đựng thông tin về thuê bao di động hiện hành trong khu vực của nó (Trong vùng phục vụ MSC)
Khi thuê bao kiểm tra với VLR nhng thông tin này là sự phản hồi tới HLR Trong sự trả lời VLR nhận dữ liệu thuê bao từ HLR tơng ứng.
- HLR: Bộ ghi định vị thờng trú (HLR) là cơ sở dữ liệu lu giữ các số liệu cố định của thuê bao di động trong mạng
2 4 nh (SIM, các dịch vụ thuê bao đăng ký, IMSI, MSISDN ) Chứa đựng thông tin về VLR, phạm vi khu vực mà thuê bao di động nào đang tạm thời lu động Những thông tin này cần thiết cho việc định hớng cho thuê bao di động chủ.
- AUC: Thờng liên kết với HLR và đặt chung với HLR tại một nút vật lý của mạng Trung tâm nhận thực AUC là cơ sở dữ liệu chứa các thông tin liên quan đến thuê bao khi thuê bao đăng ký nhập mạng và đợc sử dụng để kiểm tra khi thuê bao yêu cầu cung cấp dịch vụ, tránh việc truy nhập mạng một cách trái phép.
Trung tâm nhận thực bao gồm các hộp an toàn với những chìa khoá và thuật toán yêu cầu của nhà xản xuất cho việc xác nhận thông số AUC giúp cho việc cài thông số xác nhận này, đợc gọi là bộ 3 (called triples), đợc phát ra cho mỗi thuê bao di động trớc khi thuê bao này thâm nhập vào mạng di động Bộ 3 sử dụng cho sự kiểm tra xác nhận để chứng minh có thuê bao nào đang thâm nhập vào mạng và thiết lập cuộc gọi.
- EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị chứa các thông tin về cơ sở dữ liệu về kiểu mẫu thiết bị, và nhận dạng số của tất cả các trạm di động thừa nhận trong vùng trách nhiệm
Các thành phần của mạng
Hệ thống chuyển mạch bao gồm các khối chức năng sau:
Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động MSC.
Bộ ghi định vị tạm trú VLR.
Bộ ghi định vị thờng trú HLR.
Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR.
- MSC: MSC là trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động (Mobile Services Switching Center) có cấu trúc không khác một tổng đài cố định là bao MSC có tất cả các chức năng của tổng đài thông thờng, ngoài ra MSC còn đảm nhận những chức năng dành riêng cho GSM, chủ yếu đợc quyết định bởi phần mềm trong hệ thốngvà các giao diện với các phần khác (VLR/HLR ) MSC nối với mạng khác gọi là GMSC (Gateway-MSC).
Chức năng hoạt động nội tại MSC tạo nên mối liên hệ tới các mạng lới khác MSC có thể định vị về mặt vật lý, hay chuyển đổi tốc độ trong mạng cố định hoặc vài nơi trong vùng hoặc ngoài vùng phục vụ.
- VLR: VLR thờng liên kết với MSC và đặt chung với MSC tại một nút vật lý của mạng VLR là cơ sở dữ liệu (Phần mềm) chứa đựng thông tin về thuê bao di động hiện hành trong khu vực của nó (Trong vùng phục vụ MSC)
Khi thuê bao kiểm tra với VLR nhng thông tin này là sự phản hồi tới HLR Trong sự trả lời VLR nhận dữ liệu thuê bao từ HLR tơng ứng.
- HLR: Bộ ghi định vị thờng trú (HLR) là cơ sở dữ liệu lu giữ các số liệu cố định của thuê bao di động trong mạng
2 4 nh (SIM, các dịch vụ thuê bao đăng ký, IMSI, MSISDN ) Chứa đựng thông tin về VLR, phạm vi khu vực mà thuê bao di động nào đang tạm thời lu động Những thông tin này cần thiết cho việc định hớng cho thuê bao di động chủ.
- AUC: Thờng liên kết với HLR và đặt chung với HLR tại một nút vật lý của mạng Trung tâm nhận thực AUC là cơ sở dữ liệu chứa các thông tin liên quan đến thuê bao khi thuê bao đăng ký nhập mạng và đợc sử dụng để kiểm tra khi thuê bao yêu cầu cung cấp dịch vụ, tránh việc truy nhập mạng một cách trái phép.
Trung tâm nhận thực bao gồm các hộp an toàn với những chìa khoá và thuật toán yêu cầu của nhà xản xuất cho việc xác nhận thông số AUC giúp cho việc cài thông số xác nhận này, đợc gọi là bộ 3 (called triples), đợc phát ra cho mỗi thuê bao di động trớc khi thuê bao này thâm nhập vào mạng di động Bộ 3 sử dụng cho sự kiểm tra xác nhận để chứng minh có thuê bao nào đang thâm nhập vào mạng và thiết lập cuộc gọi.
- EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị chứa các thông tin về cơ sở dữ liệu về kiểu mẫu thiết bị, và nhận dạng số của tất cả các trạm di động thừa nhận trong vùng trách nhiệm
EIR có thể cấu tạo liên lạc tới mạng khu vực VD: với sự chấp nhận tới 1 hoặc nhiều MSCs Phần thêm vào đó có thể có trên một miền chủ EIR bên ngoài PLMN Nếu có yêu cầu của MSC, EIR sẽ kiểm soát sự thâm nhập thiết bị di động.
Trong sự nhận thực những nghi ngờ, sai sót hoặc dùng sai của thiết bị di động, EIR sẽ giải quyết điều đó, thiết bị di động phải tuân theo Hiện tại mạng Vinaphone cha có.
2.3.2 Hệ thống vô tuyến BSS:
Hệ thống BSS là một phần của hệ thống D900 BSS bao gồm những thiết bị theo mạng:
BSC: Bộ điếu khiển trạm gốc.
BTS: Trạm thu phát gốc.
TRAU: Khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ.
BSC đợc sử dụng để điều khiển các BTS Mỗi BSC đồng thời cũng là bộ tập trung các kênh thông tin từ BTS truyền đến BSC có nhiệm vụ quản lý tiềm năng vô tuyến của mạng Thực chất BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng tính toán đáng kể, điều phối kênh ở giao tiếp vô tuyến và thực hiện chuyển giao.
* Quản lý mạng vô tuyến:
Việc quản lý mạng vô tuyến chính là quản lý các ô và các kênh logic của chúng Các số liệu quản lý đều đợc đa về BSC để đo đạc và xử lý, chẳng hạn nh là lu lợng thông tin ở một ô, môi trờng vô tuyến, số lợng cuộc gọi bị mất, các lần chuyển giao thành công và thất bại
*Quản lý trạm vô tuyến gốc:
Trớc khi da vào khai thác, BSC lập cấu hình của BTS (Số máy thu phát TRX, tần số cho mỗi trạm ) Nhờ việc quản lý
2 6 này mà BSC có sẵn một tập các kênh dành cho nối thông cuộc gọi và điều khiển
* Điều khiển và nối thông cuộc gọi:
BSC chịu trách nhiệm thiết lập và giải phóng các đầu nối tới máy di động Trong quá trình gọi sự đấu nối đợc BSC giám sát Cờng độ tín hiệu, chất lợng cuộc nối đợc đo ở máy di động và máy thu phát, sau đó đợc gửi đến BSC, dựa vào đó BSC quyết định công suất phát tốt nhất của MS và TRX để giảm nhiễu và tăng chất lợng cuộc nối.
BSC cũng điều khiển quá trình chuyển giao nhờ các kết quả đo kể trên để chuyển giao MS sang ô khác, đạt đợc chất lợng cuộc gọi tốt hơn.
Trong trờng hợp chuyển giao sang ô của một BSC khác thì nó phải nhờ sự giúp đỡ của MSC Bên cạnh đó, BSC cũng có thể chuyển giao giữa các kênh trong một ô hoặc sang kênh ở ô khác trong trờng hợp bị nghẽn nhiều.
* Quản lý mạng truyền dẫn:
BSC có chức năng quản lý cấu hình các đờng truyền dẫn tới MSC và BTS để đảm bảo chất lợng thông tin Trong tr- ờng hợp có sự cố ở một tuyến nào đó, nó điều khiển chuyển mạch tới một tuyến dự phòng.
2.3.3 Trạm thu phát vô tuyến BTS:
Mô hình kênh
SDCCH: Stand Alone Dedicated Control Channel
FACCH: Fast Associated Dedicated Control Channel
SACC4H: Slow Assciated Control Channel
Thuê bao di động truy cập đến mạng GSM theo nguyên lý FDMA và TDMA kết hợp trên băng tần song công 900 mhz. Đờng lên 890 915 mhz (MSphát, BTS thu). Đờng xuống 935 960 mhz (BTS phát , MS thu).
Khoảng cách giữa sóng mang 200 mhz.
Vì vậy số kênh ở GSM là 124 8 = 992 kênh.
Mạng GSM PLMN đợc dành 124 sóng mang song công ở dải tần Mỗi tần số sóng mang sẽ tải 8 kênh vật lý (8 khe thời gian) Tuỳ thuộc vào loại hình thông tin mà các kênh này mang, ta có 2 loại kênh logic chính là: kênh lu lợng và kênh ®iÒu khiÓn.
TCH để mang tiếng đợc mã hóa hoặc số liệu ngời sử dụng là kênh đờng lên/xuống, điểm đến điểm.
- Bm hay kênh toàn tốc TCH mang thông tin (tiếng đợc mã hóa hay số liệu) ở tốc độ tổng 22,8kb/s.
- Lm hay kênh bán tốc TCH mang thông tin ở tốc độ tổng 11,4kb/s.
Các kênh này mang tín hiệu báo hiệu hay số liệu đồng bộ Có 3 loại kênh điều khiển:
+ Kênh hiệu chỉnh tần số (FCCH) : Kênh này mang thông tin để hiệu chỉnh tần số của MS Là kênh đờng xuèng, ®iÓm tíi ®iÓm.
+ Kênh đồng bộ (SCH): Sử dụng đờng xuống, điểm tới đa điểm Mạng thông tin đồng bộ khung (số khung TDMA) của MS và nhận dạng BTS (BSIC).
+ Kênh điều khiển quảng bá (BCCH):
Phát quảng bá thông tin chung trên cơ sở một kênh cho một BTS Kênh đờng xuống, điểm tới đa điểm
- Kênh điều khiển chung (CCCH):
+ Kênh tìm gọi (PCH): Kênh này đợc sử dụng để tìm gọi MS, kênh dờng xuống, điểm đến điểm.
+ Kênh tìm gọi ngẫu nhiên (RACH): MS sử dụng kênh này để yêu cầu dành một SDCCH hoặc để trả lời tìm gọi, để thâm nhập khi khởi đầu cuộc gọi hoặc đăng ký cuộc gọi Kênh đờng lên, điểm đến điểm.
+ Kênh cho phép thâm nhập (AGCH): đợc sử dụng để dành một SDCCH hay trực tiếp một TCH cho một MS Kênh đ- ờng lên/xuống, điểm đến điểm.
- Kênh điều khiển riêng (DCCH):
+ Kênh điếu khiển riêng đứng một mình (SDCCH): Đợc sử dụng để báo hiêu hệ thống khi thiết lập cuộc gọi trớc khi ấn định một TCH Là kênh đờng lên/xuống, điểm đến ®iÓm.
+ Kênh điều khiển liên kết chậm (SACCH): Là kênh đ- ờng lên/xuống, điểm đến điểm Liên kết với một TCH hay một SDCCH mang thông tin về đo đạc, định thời và điều khiển công suất.
+ Kênh điều khiển liên kết nhanh (FACCH): Là kênh đ- ờng lên/xuống, liên kết với TCH.FACCH làm việc ở chế độ lấy cắp bit (bit stealing) Lúc đó thông tin ngời sử dụng (các cụm
57 bits) đợc thay thế bằng các số liệu báo hiệu (cờ lấy cắpFlag=1).
CÊu tróc côm
Khuôn mẫu thông tin ở một khe thời gian trên kênh TDMA đợc gọi là một cụm, nghĩa là trong khoảng thời gian đồng đều (cứ 8 khe thời gian một lần ở kênh TDMA) ta gửi đi một cụm của một loại thông tin (xét từ MS).
Cấu trúc cụm bao gồm các cụm:
- Cụm thông thờng (NB) (Normal Burst): Cụm này chứa
114 bit thông tin và đợc mật mã, 3 bit khoá đầu, đuôi cụm (0,0,0), 26 bit hớng dẫn và khoảng bảo vệ là 8,25bit NB đợc sử dụng cho các kênh TCH, PCH, AGCH , BCCH, SDCCH, SACCH, FACCH.
- Cụm hiệu chỉnh tần số (FB) (Frequency Correction Burst): Cụm này chứa 142 bit cố định bằng “ O ”, 3 bit khoá đầu, đuôi cụm bằng (0,0,0) Khoảng bảo vệ 8,25 bit tơng ứng với 30 ms, cho phép máy phát dịch lên và dịch xuống trong giới hạn do khuyến nghị GSM qui định Cụm này đợc sử dụng cho FCCH để đồng bộ tần số cho trạm di động.
- Cụm đồng bộ (SB) (Synchronisation Burst): Cụm này chứa 78 bit thông tin đợc mật mã, 3 bit khoá đầu, đuôi cụm (0,0,0) các bit này giúp cho bộ cân bằng biết đâu là đầu đâu là cuối, vì thuật toán ở bộ cân bằng cần điểm khởi đầu và kết thúc Chuỗi đồng bộ 64 bit và khoảng bảo vệ 8,25 bit SB đợc sử dụng cho kênh SCH để đồng bộ thời gian cho trạm di dộng.
- Cụm thâm nhập (AB) (Access Burst): Cụm này chứa 36 bit thông tin, 41 bit đồng bộ, 3 bit khoá đầu, 3 bit khoá đuôi. Nhng ở cụm này, khoảng bảo vệ lên tới 68,25 bit Sở dĩ khoảng bảo vệ dài nh vậy vì khi MS lần đầu thâm nhập không biết định trớc thời gian (khoảng này dành cho khoảng cách tối đa dài 35 km) AB đợc sử dụng cho kênh RACH để trạm di động thâm nhập ngẫu nhiên tới BTS.
- Cụm giả DB (Dummy Burst): Cụm này có cấu trúc hoàn toàn giống NB Nhng các bit mật mã đợc thay thế bằng các bit hỗn hợp Cụm này không mang thông tin và đợc BTS phát đi chỉ trong một số trờng hợp đặc biệt.
1(26frames)Multiframe = 26 TDMFrame (120ms) 1(51frames)Multiframe =
DB sơ đồ tổ chức khung và cụm
Chơng IV Máy Di Động
4.1 Các chế độ sử dụng :
Máy Di Động……………………………… …………………… … 29 4.1 Các chế độ sử dụng
Một số tính năng của máy di động
Các tính năng của MS đợc phân thành: Bắt buộc và tuỳ chọn Các tính năng bắt buộc đợc thực hiện chừng nào chúng còn là tính năng của MS.
Việc thực hiện các tính năng tuỳ chọn đợc dành cho ý muốn của nhà xản xuất Các nhà xản xuất phải có trách nhiệm đảm bảo cho các tính năng của MS không mâu thuẫn với giao tiếp vô tuyến cũng nh không gây nhiễu đến mạng, hoặc đến MS khác hay bản thân MS của mình.
* Các tính năng cơ bản của MS:
- Hiển thị số bị gọi (M):
Tính năng này cho phép ngời gọi kiểm tra số thoại đợc quay trớc khi thiết lập cuộc gọi.
- Hiển thị các tín hiệu trong quá trính thiết lập cuộc gọi (M):
Các chỉ thị này là các tone, các thông báo đợc ghi hay hiển thị trên cơ sở thông tin báo hiệu trả lời từ PLMN ở các cuộc gọi truyền số liệu, thông tin này có thể đợc đa đến DTE.
- Chỉ thị quốc gia / mạng PLMN (M):
Tính năng cho biết hiện thời MS đang đăng ký ở mạng GSM PLMN nào Chỉ thị này cần biết để ngời sử dụng biết khi nào xảy ra “ lu động ” (chuyển mạng hay quốc gia) và việc chọn PLMN là đúng cả quốc gia và PLMN đợc hiển thị.
- Chọn quốc gia / mạng PLMN (M) :
- Quản lý nhận dạng đăng ký thuê bao:
SIM chứa IMSI (modun nhận dạng thuê bao) đợc bảo vệ và chuẩn hóa trong mạng GSM.
Nếu ngời sử dụng tháo SIM ra thì MS cũng tách ra làm cho cuộc gọi đang tiến hành kết thúc, và ngăn sự khởi đầu của các cuộc gọi tiếp theo (trừ các cuộc gọi khẩn cấp).
+ Hiển thị PIN không đủ năng lực (M).
+ Nhận dạng thiết bị máy tin di động quốc tế IMEI (M). Mỗi MS phải có một nhận dạng duy nhất và phải đợc phát đi theo yêu cầu từ PLMN IMEI đợc lắp trên cùng một modun nằm trong MS và đợc bảo mật.
+ Chỉ thị và xác nhận bản tin ngắn.
Tính năng này cho phép phát đi những bản tin ngắn đến MS từ trung tâm dịch vụ.
+ Chỉ thị thông báo ngắn bị tràn.
Một chỉ thị sẽ đợc gửi đến ngời sử dụng dịch vụ thông báo ngắn của MS khi không thể nhận bản thông báo tới vì bộ nhớ không đủ chứa.
- Giao tiÕp DTE/DCE: Đây là một bộ nối để đấu nối DTE đến MS và sử dụng với các nghiệp vụ số liệu.
Là một bộ nối tiêu chuẩn để đấu nối thiết bị đến chuÈn ISDNI.420
- Giao tiếp tơng tự: Để nối ghép tơng tự bên ngoài cho thiết bị, chẳng hạn thiết bị không cần nhấc máy.
- Chức năng thâm nhập quốc tế (phím “ + ”).
Dành cho phơng pháp thâm nhập quốc tế trực tiếp tiêu chuẩn, nó có thể đợc sử dụng trực tiếp khi thiết lập 1 cuộc gọi hay đợc đa vào bộ nhớ để quay số rút gọn.
MS có thể đợc trang bị một phơng tiện bật nguồn, tắt nguồn Chuyển mạch tắt thờng làm nền vì thế khi ấn nó,
MS thực hiện hoàn tất mọi chức năng quản lý nh ngừng ghi tr- ớc khi tắt thực sự Chuyển mạch bật cũng có thể kết hợp với việc đa mã pin vào.
Là chỉ thị cho ngời sử dụng rằng có cờng độ tín hiệu phù hợp để thực hiện một cuộc gọi và MS đã đăng ký thành công ở PLMN đợc chọn Chỉ thị này cũng có thể đợc kết hợp với chỉ thị Quốc gia PLMN.
* Các tính năng phụ của MS:
Cho phép hiển thị thông tin tính cớc trên cơ sở một cuộc gọi do PLMN cung cấp.
- Điều khiển các dịch vụ phụ: nhất thiết các nghiệp vụ phụ có thể đợc điều khiển từ MS.
* Các tính năng MS bổ sung:
Số thoại danh bạ hay một phần của nó đợc lu giữ ở máy di động cùng với địa chỉ rút gọn Bằng một chức năng bàn phím có thể bổ xung số thoại cha đầy đủ hoặc đa vào số thứ 2 Số thoại danh bạ đợc phát đi ở đờng vô tuyến.
- Gọi số thoại cố định:
Tín năng này cho phép bằng một khóa điện tử có thể cấm gọi mọi số thoại trừ các số đợc lập trình ở máy di động.
Số thoại đợc phát đi bằng đờng vô tuyến.
Cho phép lặp 1 lần (bằng ấn phím) thủ tục thiết lập cuộc gọi với số điện thoại danh bạ cuối cùng đợc hiển thị.
- Khai thác không nhấc máy:
Tính năng này cho phép hội thoại điện thoại không cần tổ hợp nói nghe Các biện pháp chống dao động tự kích và truyền tiếng vọng đến thuê bao xa đợc thực hiện ở MS Tinh vi hơn có thể điều khiển MS bằng đầu vào tiếng chẳng hạn bằng các đáp ứng tiếng từ MS.
- Cấm các cuộc gọi ra:
Cho phép chặn các cuộc gọi ra Điều kiện chặn có thể đợc họat động / ngừng hoạt động bằng một phím (trừ trờng hợp gọi khẩn cấp) Cấm có thể chọn lọc, nghĩa là chỉ áp dụng cho từng dịch vụ, từng kiểu cuộc gọi hay các dịch vụ phụ Không có sự tham gia của báo hiệu mạnh.
- Cấm sử dụng trái phép:
Trạm chỉ làm việc khi tồn tại một IMSI đúng (ngoại trừ các cuộc gọi khẩn cấp) Trạm có thể khóa và chỉ họat động khi Ên mét phÝm.
- Chỉ thị chất lợng thu.
Sau khi bật nguồn và trớc khi nối lần đầu đến mạng, MS tiến hành tự kiểm tra sự sẵn sàng cho khai thác của mình.
Khi tự kiểm tra máy phát của MS không phát xạ để đảm bảo rằng MS không gây nhiễu cho mạng của mình cũng nh mạng khác.
- Máy đo các đơn vị tính cớc cuộc gọi:
MS có thể chứa một bộ chỉ thị các đơn vị tính cớc cuộc gọi Bộ chỉ thị này sẽ cung cấp thông tin về các đơn vị cớc cuộc gọi phải trả.
CHƯƠNG V Các thủ tục thông tin
Tổng quan các thủ tục thông tin
Mạng không thể tiếp cận đến máy vì nó sẽ không trả lời thông báo tìm gọi Nó sẽ không thông báo cho hệ thống về các sự thay đổi vùng định vị MS đợc coi là rời mạng.
- MS bật máy, trạng thái rỗi:
Hệ thống có thể tìm gọi thành công MS MS đợc coi là nhập mạng Trong khi chuyển động, MS kiểm tra rằng nó luôn luôn đợc nối đến một kênh quảng bá đợc thu tốt nhất. Quá trình này đợc gọi là lu động MS cũng cần thông báo cho hệ thống về các thay đổi vùng định vị Quá trình này đợc gọi là cập nhật vị trí
Mạng vô tuyến có một kênh thông tin (kênh tiếng) dành cho luồng số tới từ MS Trong khi chuyển động MS phải có khả năng chuyển đến kênh thông tin mới Quá trình này đợc gọi là chuyển giao (handover). Để quyết định handover hệ thống giải thông tin nhận đợc từ MS và BTS Quá trình này đợc gọi là định vị.
Cơ bản chúng ta có hai tình huống khác nhau: MS rỗi hay bận và đợc coi nh chuyển động liên tục theo một phơng nhất định ở cả hai trờng hợp hệ thống cần duy trì một đ- ờng linh hoạt thông qua giao tiếp vô tuyến để truyền dẫn tới tõ MS.
Lu động và cập nhật
- Coi rằng MS ở trạng thái tích cực, rỗi và đang chuyển động theo một phơng liên tục Khi MS rời xa BTS nối với nó, c- ờng độ tín hiệu sẽ giảm ở một thời điểm nhất định, cờng độ tín hiệu yếu đến mức mà MS quyết định thay đổi đến tần số mới thuộc một trong các ô lân cận nó Để chọn tần số tốt nhất, MS liên tục đo tín hiệu của từng tần số trong số các tần số nhất định của ô lân cận.
Thờng MS phải tìm đợc tần số BCH/CCCH từ BTS2 có c- ờng độ tín hiệu tốt hơn tần số cũ,
Sau khi tự khóa đến tần số mới này, MS tiếp tục nhận các thông báo tìm gọi, các thông báo quảng bá chừng nào tín hiệu của tần số mới vẫn đủ tốt
Quyết định về việc thay đổi tần số BCH/CCCH sẽ thực hiện mà không cần thông báo cho mạng, nghĩa là mạng mặt đất không tham gia vào quá trình này Khả năng chuyển động vô định đồng thời với việc thay đổi “nối thông” MS ở giao tiếp vô tuyến, ở thời điểm cần thiết để đảm bảo chất lợng thu đợc gọi là lu động.
Yêu cầu cập nhật vị trí
Hình 3a : MS chuyển từ một vùng định vị này đến một vùng định vị bên cạnh
- Khi MS chuyển động từ ô 2 đến ô 3 (nh ở hình 3a) ở sơ đồ này cho ta thấy ô 2 và ô 3 không thuộc cùng một vùng định vị.
Ta có thể tởng tợng ra rằng MS không hề biết cấu hình của mạng chứa nó nh thế nào để gửi cho MS thông tin về vị trí chính xác của nó, hệ thống phát đi nhận dạng vùng định vị MS (LAI) liên tục ở giao tiếp vô tuyến = BCCH.
Khi đi vào ô 3 MS sẽ nhận thấy vùng mới bằng cách thu BCCH Vì thông tin về vị trí có tầm quan trọng rất lớn, mạng phải đợc thông báo về sự thay đổi này MS không còn cách nào khác là cố gắng thâm nhập vào mạng để cập nhật vị trí của mình ở MSC/VLR Quá trình này đợc gọi là cập nhật vị trí.
Sau khi đã phát vị trí mới của mình đến mạng, MS sẽ tiếp tục chuyển động ở vùng mới Từ quan điểm mạng ta có thể đa ra các trờng hợp khác nhau khi MSC/VLR phải gửi thông tin về vùng định vị mới đến các khối khác Hình 3b cho ta thấy hai trờng hợp khác nhau khi MS buộc phải cập nhật vị trí của mình:
+ MS chuyển động từ ô 3 đến ô 4 BTS4 đợc nối đến mạng qua một đờng nối đến BSC mới nhng vẫn tới cùng một MSC/VLR.
+ MS chuyển động từ ô 3 đến ô 5, BTS5 đợc nối đến mạng qua một đờng nối đến một BSC mới và đến một MSC/VLR mới nghĩa là MSC đã đạt tới một vùng phục vụ MSC/VLR mới.
Hình 3b : Hai trờng hợp cập nhật vị trí khác khác nhau
Thủ tục nhập mạng - đăng ký lần ®Çu
Khi MS bật máy nó sẽ quét giao tiếp vô tuyến để tìm ra tần số đúng Tần số mà MS tìm kiếm sẽ chứa đựng thông tin quảng bá cũng nh thông tin tìm gọi BCH/CCCH có thể có.
MS tự khóa đến tần số đúng nhờ việc hiệu chỉnh tần số thu và thông tin đồng bộ.
2 yêu cầu cập nhật vị trí
IMSI đ ợc đánh dấu nhập 3 Tiếp nhận cập nhật vị trí mạng
1 Cập nhật vị trí VLR nhập mạng (LAI mới)
4 Công nhận cập nhật vị trí
Vì đây là lần đầu MS đợc sử dụng nên phần mạng chịu trách nhiệm xử lý thông tin tới từ MS (chính là MSC/VLR ở cùng một vùng phục vụ nh MS) hoàn toàn không có thông tin về MS mới này.
MS không có chỉ thị nào về nhận dạng vùng định vị mới Khi đó MS sẽ lập tức cố gắng thâm nhập đến mạng và nói cho hệ thống rằng nó là MS mới ở vùng định vị này. Bằng cách gửi đi một thông báo “ cập nhật vị trí - nhập mạng “ đến MSC/VLR (LAI là bộ phận của thông tin quảng bá đợc liên tục phát ở giao tiếp vô tuyến) (ở hình 4a).
H×nh 4a: §¨ng ký lÇn ®Çu
IMSI đ ợc đăng ký rời mạng
Từ giờ chở đi MSC/VLR sẽ coi rằng MS hoạt động và đánh dấu trờng dữ liệu của MS bằng một cờ - nhập mạng, cờ này liên quan đến IMSI.
Thủ tục rời mạng
Thủ tục rời mạng liên quan đến IMSI Thủ tục rời mạng của IMSI cho phép MS thông báo cho mạng rằng thuê bao di động sẽ tắt nguồn Lúc này tìm kiếm thuê bao di động bằng tìm gọi sẽ không xảy ra.
Một máy di động ở trạng thái hoạt động đợc đánh dấu là
“đã nhập mạng” (cờ IMSI) Khi tắt nguồn MS gửi thông báo cuối cùng đến mạng, thông báo này chứa yêu cầu thủ tục rời mạng Khi thu đợc thông báo đã rời mạng MSC/VLR đánh dấu cờ IMSI đã rời mạng tơng ứng. ở hình 4b bộ ghi định vị thờng trú (HLR) không đợc thông báo, chỉ có bộ ghi định vị tạm trú (VLR) đợc cập nhật thông tin “đã rời mạng”.
Hình 4b: Thủ tục rời mạng
Hình 4c: Tìm gọi một MS ở LA2
Cuộc gọi đến MS sẽ đợc định tuyến đến MSC/VLR nơi
MS đăng ký Khi đó MSC/VLR sẽ gửi một thông báo tìm gọi đến MS Thông báo này đợc phát quảng bá trên toàn bộ vùng định vị (LA) nghĩa là các trạm phát thu cơ sở BTS trong LA sẽ gửi thông báo tìm gọi đến MS Khi chuyển động ở LA và nghe thông tin CCCH, MS sẽ nghe thấy thông báo tìm gọi và trả lời ngay lập tức (Hình 4c).
Cuộc gọi đang tiến hành, định vị
Bây giờ ta sẽ xét xem điều gì sẽ xảy ra khi một máy di động ở trạng thái bận chuyển động xa dần BTS mà nó nối đến ở đờng vô tuyến Nh ta vừa thấy, MS sẽ sử dụng một kênh TCH riêng để trao đổi tín hiệu/số liệu của mình với mạng Khi càng rời xa BTS, suy hao đờng truyền cũng nh các ảnh hởng của phadinh sẽ làm hỏng chất lợng của truyền dẫn vô tuyến số Tuy nhiên, hệ thống có khả năng đảm bảo sự chuyển sang BTS bên cạnh.
Quá trình thay đổi đến một kênh thông tin mới trong quá trình thiết lập cuộc gọi hay ở trạng thái bận đợc gọi là chuyển vùng (handover) Mạng sẽ quyết định về sự thay đổi này MS chỉ gửi các thông tin liên quan đến cờng độ tín hiệu và chất lợng truyền dẫn đến trạm thu phát gốc (BSS). Quá trình này đợc gọi là cập nhật.
Dễ hiểu là MS và mạng phải có khả năng trao đổi thông tin về báo hiệu trong quá trình cuộc gọi Nếu không thì làm sao chúng chuyển vùng đợc? Trong quá trình hội thoại ở kênh TCH dành riêng MS phải tập trung lên TCH này, vì thế không thể một kênh khác chỉ riêng cho báo hiệu Một lý do nữa là số lợng các kênh chỉ có hạn nên hệ thống không sử dụng 2 kênh ở cùng một hớng cho một cuộc gọi Vì thế việc tổ chức truyền dẫn số liệu trên TCH đợc thực hiện sao cho cuộc nói chuyện cũng nh thông tin về báo hiệu đợc gửi đi trên một kênh Luồng số liệu sẽ đợc phát đi theo một trình tự chính xác để cả MS lẫn BTS có thể phân biệt giữa cuộc nói chuyện và thông tin về báo hiệu.
C ờng độ tín hiệu chất l ợng truyền dẫn ở TCHC ờng độ tín hiệu
VLR chất l ợng truyền dẫn ở TCH Đánh giá và quyết định chuyển vùng
Báo cáo đo từ MS
Kết quả đo từ BTS kết quả đo từ MS C ờng độ tín hiệu từ BTS lân cận
Hình 5a: Đo tín hiệu ở MS và
Hình 5b: Các kết quả đo đợc gửi đến BSC
Bây giờ ta quay lại việc định vị, trớc hết BTS sẽ thông báo cho MS về các ô lân cận (các BTS lân cận) và các tần số BCH/CCCH Nhờ thông tin này MS có thể đo cờng độ tín hiệu ở các tần số BCH/CCCH của các trạm gốc lân cận Nh vẽ ở hình trên, MS đo cả cờng độ tín hiệu lẫn chất lợng truyền dẫn ở TCH “bận” của mình Tất cả các kết quả đo này đợc gửi đến mạng để phân tích sâu hơn, cuối cùng BSC sẽ quyết định việc chuyển vùng BSC sẽ phân tích kết quả đo do BTS thực hiện ở TCH “bận” (hình 5a) Tóm lại BSC sẽ phải quyết định 2 vấn đề quan trọng:
- khi nào quyết định chuyển vùng?
- Phải thực hiện chuyển vùng đến BTS nào?
Sau khi đánh giá tình huống và quyết định bắt đầu quá trình chuyển vùng, BSC sẽ chịu trách nhiệm thiết lập một đờng nối đến BTS mới Có thể xảy ra các trờng hợp sau:
Chuyển giao trong cùng một BSC:
VLR ® êng nèi míi ® êng nèi cò
VLR ® êng nèi míi ® êng nèi cò
MSC BSC ở trờng hợp này BSC phải thiết lập một đờng nối đến BTS mới, dành riêng một TCH của mình và lệnh cho MS chuyển đến một tần số mới đồng thời cũng chỉ ra TCH mới. Tình huống này không đòi hỏi thông tin gửi đến phần còn lại của mạng Sau khi chuyển giao MS phải nhận đợc thông tin mới về các ô lân cận Nh vẽ ở hình 5b, một số ô lân cận đã thay đổi Nếu nh việc thay đổi đến BTS mới cũng là sự thay đổi vùng định vị MS sẽ thông báo cho mạng về LAI mới của mình và yêu cầu cập nhật vị trí.
Hình 5c: Chuyển giao giữa 2 BTS thuộc cùng BSC.
- Chuyển giao giữa 2 BSC khác nhau nhng trong cùng một vùng phục vụ MSC/VLR:
Hình 5d: Chuyển giao giữa hai BSC khác nhau nhng trong cùng một vùng phụcvụ
Trờng hợp này cho thấy một sự chuyển giao trong cùng một vùng phục vụ MSC/VLR nhng giữa các BSC khác nhau. Mạng can thiệp nhiều hơn khi quyết định chuyển giao BSC phải yêu cầu chuyển giao từ MSC/VLR Sau đó một đờng nối mới (MSC/VLR-BSC mới-BTS mới) phải đợc thiết lập và nếu có TCH rỗi, TCH này phải đợc dành cho chuyển giao Sau đó khi
MS nhận đợc lệnh chuyển đến tần số mới và TCH mới, Ngoài ra sau khi đã thực hiện chuyển giao, MS sẽ đợc thông báo về các ô lân cận mới.
Nếu việc thay đổi BTS đi cùng với việc thay đổi vùng định vị, MS sẽ gửi yêu cầu cập nhật vị trí trong quá trình cuộc gọi hay sau cuộc gọi.
VLR ® êng nèi míi ® êng nèi cò
- Chuyển giao giữa 2 vùng phục vụ khác nhau: Đây là trờng hợp phức tạp nhất, nhiều tín hiệu đợc trao đổi trớc khi thực hiện chuyển giao
Ta phải xét hai MSC/VLR Gọi MSC/VLR cũ (tham gia cuộc gọi trớc khi chuyển giao) là tổng đài phục vụ và MSC/VLR mới là tổng đài đích Tổng đài phục vụ sẽ phải gửi yêu cầu chuyển giao đến tổng đài đích Sau đó tổng đài đích sẽ đảm nhận việc chuẩn bị nối ghép đến BTS mới. Sau khi thiết lập đờng nối giữa 2 tổng đài, tổng đài phục vụ sẽ gửi lệnh chuyển giao đến MS
Hình 5e: Chuyển giao giữa 2 vùng phục vụ khác nhau.
Cuộc gọi khởi đầu từ trạm di động
Hình 6: Cuộc gọi khởi đầu từ MS Fixed network
Trớc khi MOC bắt đầu, một vùng định vị đợc đăng ký với sự xác nhận đăng ký vị trí thuê bao
1 MS gửi thông tin quay số bằng máy di động tới MSC.
2 MSC yêu cầu thông tin cuộc gọi từ VLR (chủ yếu thông tin xác nhận) nhận dạng thuê bao bằng IMSI hoặc TMSI.
3 Sau khi phân công một kênh lu thông MSC thiết lập liên kết tới GMSC và từ đó thiết lập liên kết tới tổng đài PSTN.
BTS/BSC/TRAU BTS/BSC/TRAU BTS/BSC/TRAU
Thuê bao cố định gọi thuê bao di động MTC
Hình 7: Sơ đồ cuộc gọi từ thuê bao cố định đến thuê bao di động
1 Cuộc gọi từ mạng cố định đợc đa đến GMSC yêu cầu nối mạch tới thuê bao di động.
2 GMSC sử dụng thông tin quay số (MSISDN) tới thiết lập HLR cài đặt báo hiệu liên kết với nó.
3 HLR gửi yêu cầu tới HLR hỏi thuê bao hiện đang ở vùng nào.
4 VLR gửi trở lại HLR một mã số: MSRN (số vãng lai của thuê bao) và HLR gửi MSRN cho GMSC để định tuyến cuộc gọi.
5 Trên cơ sở MSRN, GMSC sẽ định tuyến thông tin cần thiÕt tíi MSC.
6 MSC yêu cầu VLR cung cấp các thông tin về thuê bao để thiết lập cuộc gọi.
7 MSC tiến hành gọi thuê bao di động tại tất cả các trạm BTS thuộc nó kiểm soát vì MSC không biết hiện tại thuê bao di động ở đâu.
8 Sau khi thuê bao nhấc máy, bắt đầu quá trình thay đổi thông tin giữa thuê bao và mạng để kiểm tra SIM và cách thức mã hoá tín hiệu trên đờng truyền vô tuyến.
9 Khi cuộc nối kết thúc, các kênh truyền dẫn logic và các số liệu liên quan chứa trong các phần tử mạng đợc giải
Hệ Thống Trạm Gốc
Tổng quát
Hệ thống trạm gốc BSS chịu trách nhiệm chủ yếu tất cả các chức năng vô tuyến ở hệ thống, quản lý thông tin vô tuyến với các máy di động Nó cũng điều khiển việc chuyển giao các cuộc gọi đang tiến hành giữa các ô đợc điều khiển bởi BSC này BSS chịu trách nhiệm quản lý tất cả các tiềm năng vô tuyến của mạng và số liệu về cấu hình của ô BSS cũng điều khiển các mức công suất vô tuyến ở các trạm gốc cũng nh trạm di động (hình 8)
Hình 8: Hệ thống trạm gốc BSS
Hệ thống trạm gốc BSS chứa bộ điều khiển trạm gốc BSC và các trạm vô tuyến gốc (RBS).
Bộ điều khiển trạm gốc BSC:
BSC ở CME đợc thực hiện theo công nghệ AXE điều này làm cho BSC linh hoạt thích hợp với toàn bộ dải dung lợng từ các ứng dụng nông thôn nhỏ đến thành phố lớn.
BSC đủ mạnh để điều khiển một số lợng lớn RBS (đến
256) nhờ vậy quản lý hiệu quả các tiềm năng vô tuyến Các chức năng chính của BSC là:
- Giám sát các trạm vô tuyến gốc: bằng kiểm tra các phần mềm bên trong và kiểm tra đấu vòng ở đờng tiếng.
- Quản lý các tiềm năng ở BSS: BSC lập cấu hình cho từng ô bằng các kênh lu thông và kênh điều khiển.
- Điều khiển nối thông đến các máy di động: BSC chịu trách nhiệm để thiết lập và quản lý các nối thông đến máy di động bắt đầu từ MSC.
- Định vị và chuyển giao: BSC điều khiển việc chuyển giao, quyết định chuyển giao dựa trên các kết quả từ chức năng định vị, chức năng này liên tục phân tích chất lợng của các cuộc nối tiếng.
+ Khai thác và bảo dỡng của BSS:
Các chức năng nh quản lý số liệu hệ thống, mạng phần mềm, chặn/giải toả chặn các thiết bị, cảnh báo, điều khiển, thu thập số liệu đo và kiểm tra máy thu phát là các thí dụ về các nghiệp vụ khai thác và bảo dỡng ở BSC
Khai thác và bảo dỡng ở BSC bình thờng đợc thực hiện qua hệ thống khai thác và hỗ trợ, nhng cũng có thể đợc thực hiện từ BSC hay từ các phần khác của hệ thống kể cả RBS.
+ Quản lý mạng truyền dẫn:
BSC định cấu hình dành và giám sát các mạch (Kênh) 64kb/s tới trạm vô tuyến gốc (RBS).
+ Chức năng chuyển đổi mã gồm cả ghép 4 kênh lu thông GSM toàn bộ tốc độ vào 1 kênh 64kb/s.
Mã hoá tiếng (giảm tốc độ bit tiếng xuống 13kb/s) sẽ đợc thực hiện ở BSC Vì thế một đờng PCM 64kb/s có thể truyÒn 4 cuéc nèi tiÕng.
- Trạm vô tuyến gốc RBS:
RBS đợc điều khiển bởi BSC Nó gồm chủ yếu các bộ thu phát độc lập để đảm bảo giao tiếp vô tuyến với máy di động.
RBS cũng có chứa 1 giao tiếp thu phát ở xa(TRI) Chuyển mạch thời gian ở TRI đợc sử dụng nh một khối chéo Nó cho phép lập kế hoạch trớc mạng truyền dẫn ở BSS.
Các chức năng của RBS là: Biến đổi truyền dẫn, các phép đo vô tuyến, phân tập anten, mật mã, nhảy tần, truyền dẫn không liên tục, đồng bộ thời gian, giám sát và kiÓm tra.
RBS đợc lắp ở các tủ máy 19inxơ Mỗi tủ máy có thể chứa đến 4 TRX Bộ kết hợp phát cho phép đấu nối 16 TRX đến cùng 1 anten.
Bộ điều khiển trạm gốc BSC
Mức 3: Mức hệ thống con
Mức 4: Mức khối chức năng (Phần mềm hay phần cứng) Mức 5: Mức đơn vị chức năng (Phần mềm hay phần cứng)
Hình 9: Cấp bậc chức năng của AXE
BSC là một phần tử của họ sản phẩm AXE và cấu trúc hệ thống của nó tuân theo tất cả các quy tắc đợc đề ra cho AXE.
Khái niệm chính để xây dựng AXE là tính modun chặt chẽ ở các mức, các bậc khác nhau cho phép hệ thống AXE đạt đợc dài ứng dụng rộng lớn ở cấp cao nhất AXE đợc chia thành hệ thống điều khiển APZ và hệ thống ứng dụng APT.
APZ đảm bảo khả năng xử lý số liệu cần thiết và APT thực hiện chức năng ứng dụng mà ở trờng hợp này là BSC.
Hai hệ thống APZ và APT lại đợc chia thành các hệ thống con, các hệ thống con này đợc chia thành các khối chức năng. Mỗi khối chức năng thực hiện một tập hợp chức năng (nó chứa cả phần cứng lẫn phần mềm).
Cấu trúc phần cứng bao gồm các khối:
CP: Bộ xử lý trung tâm.
SP: Bộ xử lý hỗ trợ.
RP: Bộ xử lý vùng.
TR: Bộ điều khiển máy thu phát.
STC: Đầu cuối báo hiệu trung tâm.
TRAU: Khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ.
ST7: Đầu cuối báo hiệu số 7.
ETC: Mạch đầu cuối tổng đài.
- CPS: Hệ thống con xử lý trung tâm:
Bộ xử lý trung tâm đợc thực hiện ở hệ thống con CPS. Phần cứng ở CPS bao gồm CP với các bộ nhớ, bộ xử lý vùng PPH và khồi bảo dỡng tự động AMU. ở trạng thái bình thờng 2 bộ xử lý làm việc đồng bộ với nhau, nhng ở chế độ hoạt động song song tiểu đồng bộ. Khối bảo dỡng tự động giám sát 2 bộ xử lý và quyết định bộ nào thờng trực Chuyển mạch phía thờng trực mất cha đến (10ms) và không gây nhiễu đối với thông tin.
- RPS: Hệ thống con xử lý vùng:
RPS thực hiện công việc đòi hỏi có khả năng nh xử lý giao thức, nó chứa RP và các bộ xử lý vùng modun mở rộng (EMRP) bằng các vi chơng trình và thờng trực để xử lý mÒm.
RP làm việc ở chế độ chung tải và EMRP cũng có thể đợc dự phòng.
Bộ đìều khiển máy thu phát (TRH) là một bộ xử lý vùng, với 1 mạch đa giao thức HDLC để kết cuối báo hiệu từ giao tiếp A-bis Trách nhiệm của TRH là xử lý đo lờng cho thuật toán định vị.
- SPS: Hệ thống con xử lý hỗ trợ.
SPS cung cấp cốt lõi của hệ thống để quản lý việc thực hiện chơng trình ở bộ xử lý hỗ trợ SP Các thủ tục khởi động lại, giám sát tiến trình và các chức năng nghiệp vụ cho các
6 6 chơng trình đợc thực hiện ở SP SPS gồm bộ xử lý hỗ trợ cũng nh phần cứng lu giữ ở SP và CP.
- TAS: Hệ thống con quản lý máy thu phát:
TAS là quản lý trạm vô tuyến gốc Hệ thống con này bao phủ các phần còn lại, sự thực là một máy thu phát không phải là một bộ phận liên kết mà là tập hợp của các phần tử.
Việc phân tách chức năng quản lý máy thu phát có u điểm là khi các trạm gốc của các hãng sản xuất khác nhau đ- ợc đa vào hệ thống chỉ cần thay đổi TAS để điều khiển các nhu cầu riêng của trạm gốc này.
- TRAU: Khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ:
Nó thực hiện chuyển đổi giữa tốc độ 64kb/s cho tiếng và số liệu Bằng cách đặt nó ở BSC có thể ghép chung 4 kênh thông tin ở 1 đờng 64kb/s giữa BSC và RBS. Để tránh mọi quan hệ cố định với đờng truyền dẫn, TRAU đợc nối nh một phần chung đến chuyển mạch nhóm. Khi xảy ra sự cố ở 1 khối TRAU công tác, có thể thực hiện chuyển mạch đến các khối dự phòng Bằng cách này không cần dành trớc đờng truyền dẫn dự phòng cho TRAU dự phòng.
Khi đa tiếng bán tốc độ vào hệ thống TRAU chế độ kép mới sẽ đợc bổ xung đến phần chung để có thể nhận đ- ợc truyền dẫn liên tục.
- STC: Đầu cuối báo hiệu: Đợc sử dụng để mở rộng các chức năng điều khiển APZ đến các vị trí ở xa Chức năng này để đảm bảo nguyên lý truyền tải để thông tin với 1 bộ xử lý vùng ở xa.
Hình 10: Cấu trúc phần cứng của BSC
6.2.3 Các chức năng thực hiện ở BSC:
6.2.3.1 Quản lý mạng vô tuyến:
Mạng vô tuyến của một hệ thống tổ ong luôn bị sức ép của việc tốc độ các thuê bao mới tham gia vào hệ thống không ngừng tăng Sau khi bắt đầu phục vụ, hệ thống thờng xuyên phải tổ chức lại cấu hình để quản lý lu lợng ngày càng tăng Vì thế việc thực hiện cấu trúc số liệu có hiệu quả, có tầm quan trọng sống còn.
Một bộ phận của BSC đảm bảo sự tồn tại của thiết bị đang hoạt động, trong khi đó các phần khác đợc tập chung vào hiệu quả của lu lợng vô tuyến.
6 8 Để đảm bảo cơ sở cho việc cấu hình lại đúng đắn, các thống kê khác nhau đợc thu thập ở BSC Thí dụ về các phép đo này là số lợng các cuộc gọi bị mất, các chuyển giao thành công và thất bại, lu lợng ở một ô, môi trờng vô tuyến…
Các chức năng ghi lại đặc biệt để theo dõi các sự kiện đợc sử dụng để phát hiện sự cố ở mạng vô tuyến và thiết bị sù cè.
Việc chống lại sự mất cân đối tải ở mạng do lu lợng cao điểm ngày càng trở nên quan trọng ở một mức độ nào đó có thể bù trừ sự mất cân đối này bằng cách điều chỉnh các thông số của ô đợc xãc định bởi BSC ở các trờng hợp đặc biệt có thể định tuyến lu lợng đến các ô khác.
6.2.3.2 Quản lý trạm vô tuyến cơ sở:
Hệ thống trạm gốc vô tuyến RBS
Trạm vô tuyến gốc 200 (RBS200) là sản phẩm của Ericsson dùng cho trạm thu phát gốc GSM (BTS) Nó bao gồm tất cả các thiết bị giao tiếp truyền dẫn và vô tuyến, cần thiết ở trạm vô tuyến dù là trạm phủ 1 hay nhiều ô Về mặt vật lý RBS phải đợc đặt ở vị trí gần anten để đạt đợc sự bao phủ vô tuyến cần thiết.
BSS mô hình tham khảo cme20
RBS200 gồm các khối chức năng sau:
+ TRI: Giao tiếp thu phát ở xa.
+ TRS: Hệ thống con thu phát.
+ LMT: Đầu cuối bảo dỡng tại chỗ.
(TRI) là một chuyển mạch cho phép đấu nối mềm dẻo giữa BSC và TG.
(TRS) bao gồm tất cả các thiết bị vô tuyến ở trạm.
(TG) là phần chứa các thiết bị vô tuyến nối chung với một angten phát.
(LMT) là giao tiếp ngời sử dụng với chức năng khai thác và bảo dỡng nó có thể nối trực tiếp đến mọi TG hay qua TRI đến BSC.
- Giao tiếp thu phát ở xa:
TRI lấy các khe thời gian ở mạch 2Mbit/s dành cho các khối của RBS và gửi các khe còn lại đến RBS tiếp theo Các cảnh báo ngoài (EA) và đầu cuối bảo dỡng tại chỗ (LMT) đợc nối đến TRI. Đờng PCM 2Mbit/s từ BSC nối đến ETB (phiến đầu cuối tổng đài) Khe thời gian để điều khiển đợc nối qua đầu cuối báo hiệu vùng (STR) đến bộ xử lý vùng modun mở rộng (EMRP), LMT và cảnh báo Các khe thời gian số liệu đợc rẽ tới TRX hay đợc nối đến 1 đờng 2Mbit/s đến BSC tiếp theo Ba hay tám TRX có thể nối đến 1 đầu cuối truyền dẫn vô tuyến Có thể nối 2 STR đến EMRP RPS tiếp theo có thể là GSM, TACS hay NMTRBS.
- Hệ thống con thu phát:
TRS bao gồm tất cả các thiết bị vô tuyến ở trạm và gồm các phần chính sau:
+ Đầu cuối bảo dỡng tại chỗ (LMT).
Nhóm thu phát là 1 phần tử chứa 16 máy thu phát (TRX) đợc nối đến cùng 1 anten Một TG phục vụ cho một hay bộ phận của ô.
RBS 200 BSC Đầu cuối bảo dỡng tại chỗ là giao tiếp ngời-máy với TG cho các chức năng khai thác và bảo dỡng Có thể nối LMT đến BSC qua TRI để đạt đợc các chức năngO&M ở BSC. sơ đồ khối rbs
6.3.3 Các chức năng của RBS:
6.3.3.1.Các chức năng tiềm năng chung:
Các tiềm năng chung biểu thị các tiềm năng chung của TRS đợc sử dụng cho lu thông với các MS thuộc về một ô.
Chức năng này bao gồm các chức năng con sau:
- Quảng bá thông tin của hệ thống.
BSC xác định các thông báo về thông tin của hệ thống đợc lu giữ và định kỳ quảng bá bởi TRS ở kênh BCCH Nếu ở
TRX đợc dành cho BCCH xảy ra sự cố, sự cố đợc báo cáo đến BSC BSC gửi thông tin BCCH đến một TRX mới đợc chọn chịu trách nhiệm kênh BCCH.
- Tìm gọi: Các nhận dạng trạm di động đợc xác định từ BSC đợc gửi đi ở kênh BCCH.
- Yêu cầu kênh từ MS:TRS phát hiện các yêu cầu kênh từ
MS và báo cáo về BSC BSC ấn định 1 kênh DCCH cho báo hiệu giữa MSC và MS ở DCCH sau đó MS đợc ấn định một TCH cho thông tin tiếng và số liệu
- ấn định tức thời: TRS phát đi một lệnh ở kênh CCCH từ BSC đến MS là nó sẽ sử dụng 1 kênh trong ô.
6.3.3.2 Các chức năng tiềm năng riêng:
Tiềm năng riêng biểu thị tất cả các chức năng TRS đợc sử dụng cho thông tin với các MS thuộc về phần TRS phục vụ một ô.
Chức năng này bao gồm các chức năng con sau:
- Đa kênh vào hoạt động; BSC ra lệnh cho TRS đa vào hoạt động một tiềm năng kênh riêng để sử dụng bằng 1 kênh logic liên kết của mình Khi một kênh đợc ấn định, BSC thông báo TRX về các thông tin nh kiểu kênh, mã kênh.
TRS hủy hoạt động kênh riêng.
TRS thực hiện trên cơ sở khóa mật mã, khóa mật mã đợc tính toán ở thủ tục nhận thực từ thông số RAND và khóa riêng của thuê bao.
Khi một kênh đợc thiết lập cho chuyển giao, TRS “nghe” kênh thâm nhập ngẫu nhiên.
6.3.3.3 Các chức năng kênh mặt đất:
Là nhóm các chức năng thực hiện chuyển đổi mã và thích ứng số liệu.
- Chuyển đổi mã hóa tiếng đợc thực hiện giữa 64kbit/s và 13kbit/s Chức năng này đợc đặt ở xa ở TRAU trong BSC.
- Thích ứng tốc độ đợc thực hiện giữa 64kb/s và 3,6 hay 12 kb/s chức năng này đợc đặt ở xa trong TRAU ở BSC.
- Điều khiển trong băng của TRAU ở xa Thông tin điều khiển đợc bổ xung đến số liệu và tiếng dẫn đến tổng tốc độ của kênh là 16kbit/s 4 kênh thông tin đợc ghép chung vào 1 kênh 16kbit/s giữa BSC và TRS.
- Truyền dẫn không liên tục (BTX) Nếu MS tắt, TRS bổ sung tạp âm dễ chịu.
6.3.3.4 Mã hóa và ghép kênh:
Là chức năng lập khuôn dạng thông tin ở các kênh vật lý.
- Ghép kênh ở đờng vô tuyến Các kênh lôgic đợc ghép chung ở các kênh vật lý.
- Mã hóa và ghép xen kênh Luồng bit đợc lập khuôn dạng cho từng khe thời gian ở kênh vật lý.
- Mật mã và dải mật mã Đợc thực hiện ở các bit mang thông tin quan trọng Khóa mật mã đợc tạo ra ở AUC và nạp vào TRX Số ngẫu nhiên (RAND) đợc gửi đến MS để tạo ra khóa mật mã ở MS.
6.3.3.5 Điều khiển hệ thống con vô tuyến:
Mục đích là để đảm bảo điều khiển các tiềm năng vô tuyÕn.
- Đo chất lợng: Cờng độ tín hiệu và các mức tín hiệu của RBS xung quanh đợc gửi đi và xử lý ở BSC.
- Đo đồng bộ thời gian TRX liên tục giám sát và cập nhật đồng bộ thời gian Cùng với số liệu cho đờng lên, đồng bộ thời gian hiện thời cũng đợc báo cáo cho BSC.
- Điều khiển công suất của TRS và MS Đợc điều khiển từ BSC để giảm tối thiểu mức công xuất phát để giảm nhiễu đồng kênh.
- Phát: phát vô tuyến bao gồm nhảy tầng Nhảy tầng đợc thực hiện bằng chuyển mạch băng tần cơ sở với các máy phát khác nhau cho từng tần số
- Thu: Thu tín hiệu vô tuyến bao gồm cả cân bằng và ph©n tËp.
Sự cố đờng truyền đợc phát hiện và báo cáo cho BSC.
- LAPD Kết cuối đờng báo hiệu giữa BSC và TRS.
- Báo cáo lỗi: Phát hiện và báo cáo lỗi ở thông báo từ BSC.
- Sự cố nối thông: TRS phát hiện xem có đờng nối thông nào bị gián đoạn ở đờng vô tuyến hay không.
6.3.3.7 Đồng bộ: Đây là khối con đồng bộ ở TRS.
- Chuẩn tần số: Thông tin định thời đợc lấy ra từ các đ- êng PCM tõ BSC.
- Số khung: Có thể đặt và đọc số khung từ bộ đếm số khung.
6.3.3.8 Khởi động hệ thống và nạp phần mềm:
- Khởi động hệ thống: Khởi đầu 1 trạm hay 1 phần trạm bao gồm cả nạp phần mềm cho các bộ xử lý đã đợc khởi động
- Khởi động lại đa một bộ phận của thiết bị vào một trạng thái nhất định.
Là việc lập các thông số khác nhau và tổ hợp các kênh khác nhau ở TRS cho lu lợng hoặc cho khai thác.
- Phát vô tuyến: Thiết lập tần số và các giới hạn công suất ra cho các máy thu phát.
- Thu vô tuyến: Thiết lập tần số cho các máy thu kể cả máy thu nhảy tần và máy thu không nhảy tần.
- Điều khiển vô tuyến: Định nghĩa việc sắp xếp thông tin hệ thống ở các khe thời gian.
- Kết hợp các kênh logic Sắp xếp các kênh logic ở các kênh vật lý.
- ấn định và nhận dạng ô Thiết lập mã mầu cho trạm cơ sở và mã mầu trạm PLMN.
6.3.3.10 Điều khiển và bảo d ỡng tại chỗ:
Các chức năng này có thể đợc sử dụng mà không cần nối đến BSC ở RBS thiết bị này chỉ có các chỉ thị trạng thái và cảnh báo để cung cấp tổng quan Tất cả các chỉ thị, trình bày chi tiết và điều khiển nhân công đợc thực hiện bởi đầu cuối và bảo dỡng tại chỗ (LMT).
Quản lý đờng báo hiệu giữa BSC và MS.
6.3.3.11 Giám sát và kiểm tra chức năng:
Hệ Thống Chuyển Mạch
Cấu trúc hệ thống SS
7 9 mô hình hệ thống ss
Hệ thống chuyển mạch SS bao gồm các khối chức năng con sau:
- Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động cổng (GMSC- gọi tắt là tổng đài vô tuyến cổng).
- Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động (MSC- gọi tắt là tổng đài vô tuyến).
- Bộ ghi định vị tạm trú (VLR).
- Bộ ghi định vị thờng trú (HLR).
- Thanh ghi nhận dạng thiết bị (EIR).
Trong CME 20, MSC và VLR luôn luôn liên kết ở cùng một điểm nút Lý do là sự trao đổi thông tin rất lớn giữa 2 điểm nút mỗi khi thiết lập một cuộc gọi làm cho tải ở đờng báo hiệu rất cao nếu chúng đặt ở các điểm nút khác nhau Giao tiếp MSC/VLR đợc thực hiện hoàn toàn bên trong AXE.
Phần này của MSC cũng có chức năng cổng vào Khi làm nhiệm vụ này MSC sẽ hoạt động nh một GMSC.
Các chức năng tổng có thể đợc chứa ở ứng dụng liên tỉnh của AXE hay đợc đặt bên ngoài GSM PLMN.
HLR có thể ở chế độ đứng riêng hay liên kết với MSC/VLR Dù cho HLR liên kết hay không, MSC/VLR luôn luôn đợc trang bị giao tiếp MAP với HLR bên ngoài.
Các hệ thống con ở APT
7.2.1 Hệ thống con điều khiển l u l ợng (TCS):
Chỉ có phần mềm TSC là một phần trung tâm của APT Thí dụ về các chức năng của hệ thống con này nh sau:
- Thiết lập, giám sát và xóa cuộc gọi.
- Phân tích các chữ số vào. một số khối chức năng của tcs
+ Chức năng bộ ghi (RE): Lu giữ các số vào và điều khiển thiết lập cuộc gọi.
+ Giám sát cuộc gọi (CL): Giám sát cuộc gọi đang tiến hành và xóa chúng.
+ Phân tích chữ số (DA): Khối này chứa các bảng để phân tích chữ số Phân tích này đợc RE ra lệnh
+ Phân tích định tuyến (RA): Chứa các bảng để chọn các tuyến ra (bao gồm cả các đờng tùy chọn) đợc RE ra lệnh.
+ Các thể loại thuê bao (SC): Khối này chứa các số ảo ở MSC/VLR.
+ Kết hợp các nghiệp vụ nhanh (COF): Khối này đảm nhiệm các chức năng của RE và CL khi nhiều hơn 2 thuê bao tham gia vào cùng 1 cuộc nối thông tiếng thoại.
+ Các cuộc nối thông bán cố định (SECA): Cho phép thiết lập các nối thông bán cố định qua chuyển mạch nhóm.
7.2.2 Hệ thống con báo hiệu và trung kế (TSS): hệ thống con báo hiệu và trung kế
Hệ thống con này điều khiển báo hiệu và giám sát nối thông đến các tổng đài khác.
Theo báo hiệu số 7 CCITT, TSS có thể chỉ cung cấp 1 kênh báo hiệu (khe thời gian) hay tín hiệu đợc điều khiển bởi CCS STC đảm bảo giao tiếp phần cứng giữa chuyển mạch nhóm và một trung kế (hệ thống PCM) ở châu âu hệ thống PCM 32 kênh đợc sử dụng, trong đó kênh “0” đuợc dùng để đồng bộ và cảnh báo AST (đầu cuối nghiệp vụ thông báo) là một phơng tiện thuê bao sử dụng các thông báo đợc ghi lại để thông báo cho các thuê bao đang gọi vì sao không
31 0 Kênh báo hiệu đạt đợc số đã quay v v Các thông báo đợc ghi lại bằng lời và các tone đợc lu giữ ở dạng số.
7.2.3 Hệ thống con báo hiệu kênh chung (CCS):
Gồm cả phần cứng và phần mềm Hệ thống con này chứa các chức năng cho báo hiệu, định tuyến, giám sát và hiệu chỉnh các thông báo đợc phát đi theo Tín hiệu số 7CCITT. các đầu cuối báo hiệu cho số 7 ccitt
Các đầu cuối báo hiệu (ST) cho báo hiệu theo số 7 CCITT đợc nối đến chuyển mạch nhóm qua thiết bị mã hóa xung số (PCD/D) Vì các đầu cuối báo hiệu là các thiết bị số nên thiết bị PCD/D không có chứa chức năng cho tuyến thoại nên chỉ phục vụ nh là một thiết bị để thích ứng với chuyển mạch nhóm.
Thông tin báo hiệu đợc gửi đi từ 1 đầu cuối báo hiệu qua chuyển mạch nhóm đến 1 kênh nhất định ở ETC.
7.2.4 Hệ thống con chuyển mạch nhóm (GSS):
GSS gồm 1 chuyển mạch nhóm (GS), các kênh đồng bộ mạng (NS) và thiết bị gọi hội nghị (CCD).
Là một mạng chuyển mạch dạng thời gian-không gian- thời gian (T-S-T) Modun chuyển mạch thời gian (TSM) gồm các bộ nhớ đệm và các mođun chuyển mạch không gian (SPM) gồm các ma trận, các điểm nối chéo Để đảm bảo tin cậy toàn bộ mạng chuyển mạch đợc dự phòng ở hai tấm làm việc đồng bộ với nhau.
GS chủ yếu chịu trách nhiệm chọn, nối thông, dải nối tiếng thoại hay các đờng tín hiệu qua chuyển mạch nhóm.
Có thể nối 32 TSM đến một SPM để đảm bảo dung lợng 32 x 512 = 16384 đầu vào Ta có thể nối nhiều SPM để tạo nên mét ma trËn lín.
Tổng dung lợng chuyển mạch 128 x 52 e536 đầu vào (64k).
Chuyển mạch nhóm để nối thông các hệ thống (PCM) đòi hỏi có dạng đồng bộ nhất định Tốc độ đồng hồ xác định tốc độ mà các mẫu đợc đọc hay viết vào các bộ nhớ tiếng thoại ở TSM Đồng bộ mạng chứa các modun đồng hồ (CLM) gồm 3 bộ để đảm bảo tin cậy.
- Thiết bị gọi hội nghị (CCD):
Các thiết bị gọi hội nghị đợc sử dụng để thiết lập một cuộc gọi 3 phía Một hộp CCD có thể điều khiển 10 cuộc gọi
7.2.5 Hệ thống con tính c ớc (CHS):
CHS chỉ có phần mềm Dữ liệu về mọi cuộc gọi nh số thoại chủ gọi, số thoại bị gọi, thời gian gọi, ngày tháng, độ dài cuộc gọi v v đợc ghi lại và lu giữ ở băng từ hoặc đĩa từ.
CDR (ghi dữ liệu tính cớc) thu thập thông tin về mỗi cuộc gọi cần tính cuớc.
Khi kết thúc một cuộc gọi, khối chức năng TT (tính cớc lập phiếu) sẽ lập lại khuôn dạng thông tin và sử dụng hệ thống vào ra để lu giữ thông tin này vào đĩa hay băng từ Sau đó thông tin này đợc chuyển đến một máy tính “thông thờng” để lập hóa đơn cho thuê bao Có thể sử dụng đờng số liệu để truyền.
7.2.6 Hệ thống con khai thác và bảo d ỡng (OMS):
OMS bảo dỡng các mạch trung kế bao gồm:Giám sát chặn; Giám sát chiếm; Giám sát nhiễu.
Các cuộc gọi đợc kiểm tra dơi sự điều khiển của lệnh thông qua TCON hay kiểm tra báo hiệu đờng truyền thông qua CANS.
Ngoài ra OMS cũng chịu trách nhiệm đảm bảo bộ sử lý không bị quá tải.
7.2.7 Hệ thống con quản lý mạng (NMS):
Máy tính cá nh©n Panen cảnh báo Đ ờng số liệu Đĩa mềm Đĩa từ
Chỉ có phần mềm Hệ thống con bao gồm các chức năng để giám sát dòng lu lợng qua tổng đài và để đa các thay đổi tạm thời vào dòng này.
CÊu tróc APZ
Hệ thống điều khiển APZ là một hệ thống hai mức có phần mềm tập chung và phân bố Mức xử lý tập chung gồm một bộ xử lý trung tâm (CP) có dự phòng làm việc ở chế độ song song ở mức phân bố có một số các bộ xử lý vùng nhỏ (RP) để điều khiển các đơn vị phần cứng có dự phòng và làm việc ở chế độ chung tải.
8 6 cÊu tróc apz trong exe
Các hệ thống con ở APZ:
- CPS (hệ thống con xử lý trung tâm): chứa cả phần mềm lẫn phần cứng, thực hịên các chức năng nh quản lý, điều khiển lu giữ, nạp và thay đổi các chơng trình.
- MAS (hệ thống con bảo dỡng): Chỉ có phần mềm ở APZ 211 Trong khi đó MAS ở APZ 212 có cả phần mềm và phần cứng Nhiệm vụ là định vị các sự cố phần cứng và các lỗi phầm mềm giảm tối thiểu các sự cố lỗi này.
-RPS (hệ thống con xử lý vùng) chứa cả phần mềm và phần cứng Phần cứng ở đạng các bộ xử lý vùng, phần mềm là các chơng trình quản lý đặt ở các bộ xử lý vùng
ChƯƠNG VIII Các vấn đề an ninh trong mạng GSM
Khái quát
Cũng nh tất cả các hệ thống liên lạc vô tuyến truyền không định hớng khác, vấn đề chống nghe trộm nhằm bảo mật thông tin truyền trên đờng vô tuyến cũng nh vấn đề chống truy nhập mạng trái phép của GSM là các vấn đề hết sức quan trọng Trong GSM hàng loạt biện pháp đặc biệt đợc áp dụng đan xen lẫn nhau nhằm bảo mật thông tin, chống truy nhập mạng trái phép cũng nh chống lại việc xác định thêu bao di động và vị trí của nó thông qua thu nghe các tín hiệu đIều khiển và các cuộc liên lạc giữa MS và mạng Các biện pháp này gọi chung là biện pháp an ninh của mạng, bao gồm:
- Mã mật tin tức và tín hiệu điều khiển truyền trên đ- ờng vô tuyến với mã khoá thờng xuyên thay đổi theo từng cuộc liên lạc
- Tiến hành nhận dạng MS xác định quyền truy nhập mạng của các MS theo từng lần truy nhập bằng các thủ tục đặc biệt với các tham số ngẫu nhiên
- Nhận dạng thêu bao theo thiết bị phần cứng, chống lấy cắp thiết bị rồi dùng trái phép
- Bảo mật mọi thông số thêu bao thay đổi số hiệu MS dùng để trao đổi trên đờng vô tuyến một cách thờng xuyên (theo từng lần nhập mạng).
- Cung cấp cho ngời sử dụng khả năng khoá máy di động nhờ sử dụng kháo mã cá nhân nhằm chống lại việc ngời khác sử dụng không có sự đồng ý cuả chủ máy
Các khía cạnh an ninh mạng GSM đợc mô tả chi tiết trong các khuyến nghị của GSM Rec.02.09, Rec.02.17, Rec.03.02 và Rec.03.21 Dới đây là những vấn đề liên quan tới an ninh mạng GSM.
Các vấn đề an ninh mạng GSM tập trung xung quanh mô-đun nhận dạng thêu bao SIM mà ngời sử dụng điện thoại di động nhận đợc dới dạng một card khi đăng ký (mua) thêu bao Vào thời điểm đăng ký thêu bao, card SIM đợc nạp các thông số dùng cho việc nhận dạng thêu bao cũng nh các thuật toán dùng cho các thủ tục an ninh và điều khiển truy nhập.
Hệ thống đánh số và các số nhận thực trong GSM
GSM là một hệ thông phức tạp tham gia vào mạng lới thông tin liên lạc công cộng cùng với mạng điện thoại công cộng PSTN mạng đa dịch vụ số ISDN…
Các mạng GSM thuộc các nớc thành viên của hệ thống GSM đợc nối với nhau thông qua mạng thông tin toàn cầu hiện có Để đảm bảo tính lu động toàn cầu của các MS thuộc hệ thống GSM tức là đảm bảo khả năng sử dụng thiết bị điện thoại di động GSM tại bất cứ vùng có sóng GSM nào trên thế giới các giao tiếp điều khiển và trao đổi thông tin trong
8 9 toàn bộ hệ thống bao gồm hệ thống chuyển mạch, hệ thống trạm gốc, MS và mọi thủ tục điều khiển phải tuân theo các khuyến nghị và các tiêu chuẩn bắt buộc Hệ đánh và các số nhận diện sử dụng trong mọi quá trình nhận thực điều khiển kết nối… Trong GSM đều căn cứ vào các khuyến nghị hoặc các tiêu chuẩn của CCITT và GSM
8.2.1 Số của MS trong mạng đa dịch MSISDN:
Theo các khuyến nghị của CCITT số điện thoại di động quốc tế (là số đợc ghi trong danh bạ điện thoại dùng để quay số tạo cuộc gọi) gồm không quá 15 con số có cấu trúc nh sau.
CC: (country code) là mã nớc
NDC(national Destination code) là mã đích quèc gia
SN(Subcriber number) số thêu bao
Mã nớc đợc ghi trong danh bạ điện thoại ,gồm một vài con số chẳng hạn mã nớc của Việt Nam là 84, của Hungari là
36, của bắc Mỹ gồm Hoa Kỳ và Canada là 1… Việc đánh số còn lại tuỳ thuộc vao công ty điện thoại di động chẳng hạn ở Việt Nam mã đích quốc gia NDC có thể là 090, 091… Tuỳ theo PLMN số thuê bao SN gồm 6 con số
8.2.2 Số nhận diện thuê bao di động quốc tế IMSI: Để nhận diện đúng MS trên đơng vô tuyến và trong mạng PLMN mỗi một thuê bao di động quốc tế IMSI duy nhất. IMSI đợc sử dụng cho mọi báo hiệu trong mạng PLMN IMSI đ-
9 0 ợc ghi tại HLR và đợc ghi vào SIM ngay khi đăng ký thuê bao. Khi đăng ký tạm thời vị trí tại MSC/VLR nào IMSI cũng đợc ghi lại ở VLR đó
IMSI=MCC+MNC+MSIN, Trong đó:
MCC (mobile country code ) là mã quốc gia gồm 3 con sè
MNC (mobile network code ) là mã mạng di động gồm 2 con số
MSIN (mobile station Identification number) là số nhận diện trạm di động dài không quá 10 con số IMSI của một MS thì không bị thay đổi trong suốt thời gian đăng ký (mua) thuê bao với nhà điều hành mạng (công ty điện thoại di động) trừ những trỡng trờng hợp thật đặc biệt
8.2.3 Số l u động của trạm di dộng NSRN:
Do kết quả của đăng ký vị trí, HLR biết đợc vị trí sơ bộ của MS (biết đợc MS đang hiện diện ở vùng phục vụ MSC/VLR nào) khi trả lời thủ tục hỏi định tuyến của GMSC để nối tuyến cuộc gọi từ ngoài mạng (từ PSTN chẳng hạn tới một MS, HLR sẽ phát ISMI của MS đó về VLR phục vụ của MS đó kèm theo yêu cầu VLR đặt tạm cho MS bị gọi một số MSRN và cung cấp cho HLR để cho HLR báo lại cho GMSC. GMSC sẽ sử dụng MSRN để định tuyến từ GMSC tới MSC/VLR. MSRN do vậy chỉ là một số tạm thời phục vụ điều khiển kết nèi tuyÕn Trong thêi gian nèi tuyÕn tõ GMSC tíi MSC/VLR phục vụ, GMSC dùng MSRN để chỉ địng MS bị gọi
Trong đó: Các là mã nớc, NDC là mã đích quốc qia còn
SN là số thuê bao (tạm thời) SN chứa 2 thành phần: Địa chỉ tổng đài MSC phục vụ và số tạm thời của MS do MSC/VLR phục vụ tạm thời
8.2.4 Số nhận diện thuê bao di động tạm thời TMSI:
TMSI dùng để giữ kín thuê bao khỏi bị nhận diện bởi các đối tợng không đợc phép do IMSI là một số cố định đối với di động và do quá trình thiết kế cuộc gọi IMSI nếu dùng để nhận diện sẽ không đợc mã mật nên MS có thể bị theo dõi IMSI và có thể bị xác định vị trí Để chống lại trao đổi IMSI giữa mạng và MS trên đờng vô tuyến đợc thay thế bằng TMSI TMSI chỉ có giá trị trong từng vùng định vị và đợc thay đổi sau mỗi một lần báo mới vị trí cấu trúc của TMSI đ- ợc quy định bởi công ty điện thoại di động và không dài quá
8.2.5 Số nhận diện trạm di động quốc tế IMEI:
IMEI đợc sử dụng để nhận diện thiết bị IMEI đợc nhà sản suất ghi trong một mô-đun gắn trên cùng một pa-nel với phần cứng của MS và có thể đợc phát về mạng theo yêu cầu của mạng Sau khi đăng ký thuê bao IMEI cũng đợc ghi trong EIR (bộ ghi xác minh thiết bị) của mạng nhằm cho phép ngời điều hành kiểm xoát đề phòng các trờng hợp lấy cắp thiết bị di động MS và sử dụng trái phép Tuy vậy việc có sử dụng EIR hay không lại tuỳ công ty điện thoại di động quyết
9 2 định Thực tế ở Việt Nam trong hệ thống thiết bị của công ty VMS khối EIR hiện đang không đợc đa vào hoạt động
8.2.6 Số nhận diên vùng định vị LAI :
LAI đợc sử dụng để phát quảng bá trên sóng mang BCCH giúp MS nhận diện vùng định vị khi nhận thâý sự thay đổi LAI, MS nhất thiết phải báo mới vị trí (lication updating).
LAI=MCC+MNC+LAC Trong đó là mã nớc gồm 3 con số giống nh MCC trong IMSI, MNC là mã mạng di động gồm 2 con số nh của IMSI, LAC (local area Code) là mã vùng định vị, LAC có độ dài cực đại
16 bít cho phép đánh số tới 65536 vùng định vị khác nhau trong mét GSM PLMN
8.2.7 Số nhận diện toàn cầu của tế bào CGI:
Mạng nhận diên tế bào bằng CGI CGI không đợc phát trên đờng vô tuyến mà chỉ có giá trị nh địa chỉ để trao đổi thông báo trong nội bộ mạng CGI đợc đánh số bằng cách thêm số nhận diện tế bào CI (Cell Identity) dài tối đa 16 bít vào sau LAI tức là: CGI=LAI+CI
8.2.8 Mã nhận diện trạm gốc BSIC:
Card SIM
Về bản chất SIM là một máy tính siêu nhỏ có bộ nhớ không mất thông minh ngay cả khi bị rút ra khỏi MS (tức là ngay cả khi không đợc cấp nguồn) Card SIM có thể đợc chế tạo dới một số dạng Loại thông dụng hiện nay là loậi đợc tiêu chuẩn hoá trongg toàn hệ thống GSM có thể cắm vào maý và rút ra khỏi máy khi càn thiết Ngoài ra SIM cũng có thể đợc chế tạo dới dạng thẻ IC đa năng (chẳng hạn thẻ vừa có SIM cho máy di động vừa có IC của thẻ tín dụng…) SIM tham gia vào các hoạt động nhận thực tính toán tạo khoá mật mã thay đổi
9 4 điều khiển truy nhập… Không có SIM MS không thể truy nhập hệ thống để liên lạc ngoại trừ gọi các số khẩn cấp nh cứu hoả cảnh sát, cứu thơng Khi rút card SIM khỏi máy liên lạc đang tiến hành lập tức bị gián đoạn và MS bị xem nh rời mạng
Các thông tin chứa trong SIM bao gồm:
- Số se-ri, số này xác định nhà sản suất, phiên bản của hệ điều hành, số của SIM…
- Thông tin về trạng thái của SIM (bị chặn hay không bị chặn)
- khoá nhận thực thêu bao riêng ki (individual subcriber authentication key).
- Khoá mật mã Kc (Ciphering key).
- Số trình tự khoá mật mã (ciphering key sequence number).
- Lớp điều khiển truy nhập của thuê bao (subcriber access control class).
SIM tự bản thân cũng có thể trở thành bị chặn nếu không đa đúng khoá mở SIM tự bật bởi ngời sử dụng thêu bao Khoá mở SIM gồm 8 con số Sau 10 lần liên tiếp đa sai khoá mở chặn SIM váo thì SIM sẽ tự động khoá lại bất chấp mọi cố gắng bật tắt nguồn hay tháo ra cắm lại card SIM
Nhận thực trạm di động
Vào thời điểm đăng ký thuê bao IMSI và khoá thuê bao nhận thực thuê bao riêng Ki của MS sẽ đợc nạp vào SIM và đồng thời IMSI đựợc ghi chữ tại HLR nh là thông số thuê bao còn Ki đợc trữ lại trong trung tâm nhận thực AUC (authentication centre) làm thông số nhận thực thuê bao Mặt khác các thuật tính toán các thông số bảo mật nh A3, A8 cũng đợc nạp vào SIM
Khi cố gắng truy nhập PLMN, MS sẽ tự xác nhận với hệ thống về quyền truy nhập mạng của mình bằng IMSI hoặc TMSI đồng thời trao đổi với mạng các thông số nhằm bảo mật các cuộc liên lạc diễn ra sau đó.
Trong các trờng hợp đã trình bầy ở phần trên gồm:
- Sau khi bật nguồn MS;
- Thiết lập cuộc gọi đi từ MS hoặc gọi đến MS;
- Báo mới vị trí của MS trong quá trình lu động sang LA míi;
- Đăng ký vị trí ( báo mới vị trí) của MS sau quá trình
Giữa MS và mạng nhất thiết phải diễn ra quá trình nhận thực MS nhằm khẳng định quyền truy nhập hợp pháp của MS Thủ tục nhận thực giữa MS với mạng đợc trao đổi trên kênh điều khiển SDCCH đợc mạng đặt cho MS trong các trờng hợp nói trên Thủ tục nhận thực gồm hai khâu:
- Mạng cung cấp các “Bộ ba chìa khoá nhận thực và bảo mật” gồm số ngẫu nhiên R, mật khẩu S và khoá mã mật Kc cho từng MS của mạng.
- Mỗi khi cần nhận thực, mạng gửi số ngẫu nhiên R cho
MS MS sẽ tính toán mật khẩu và gửi trả mạng, mạng so sánh mật khẩu và quyết định về quyền truy nhập mạng của MS.
8.4.1 Cung cấp bộ ba chìa khoá:
Việc tạo sẵn các bộ ba chìa khoá nhận thực và bảo mật cho mỗi một thuê bao của mạng đợc thực hiện tại Trung tâm nhận thực AUC theo các bớc sau:
- AUC tạo ra một số ngẫu nhiên R;
- R cùng với Ki cuả MS đợc sử dụng để tính mật khẩu S (Signed response) và khoá mã mật Ke bằng các thuật toán bảo mật A3 và A8;
- Số ngẫu nhiên R cùng với S và Kc tạo thành một bộ ba chìa khoá bảo mật và nhận thực Vài bộ ba này (từ 01 bộ cho tới 10 bộ) cho mỗi một thuê bao đợc AUC tạo sẵn và trữ chúng tại HLR một cách tự động Một số bộ ba đó (từ 01 bộ cho đến 07 bộ) đợc gửi tới trữ tại MSC/VLR phục vụ của MS để dùng cho quá trình nhận thực và mã mật thông tin, sao cho đối với mỗi một thuê bao đang đăng ký vị trí tại một MSC/VLR nào đó luôn có ít nhất một bộ ba chìa khoá cha đ- ợc sử dụng.
8.4.2 Thủ tục nhận thực và tạo khoá mã mật của MS:
Khi nhận đợc yêu cầu xin truy nhập mạng của MS (để đăng ký vị trí, tạo cuộc gọi hoặc đáp tin nhắn gọi) trong đó có IMSI của MS, MSC sẽ đặt kênh SDCCH cho MS để trao đổi thông tin nhận thực Căn cứ vào IMSI của MS, MSC/VLR sẽ
9 7 chọn ra trong số các bộ ba chìa khoá dành cho nó đang trữ lại VLR một bộ ba chìa khoá cha sử dụng và gửi số ngẫu nhiên
R của bộ ba này cho MS nh là tín hiệu yêu cầu nhận thực.
Nhận đợc R, SIM của MS sẽ dùng R, Ki và thuật toán A8 có sẵn trong SIM tính ra khoá mã mật Kc mới và trữ lại vào SIM để sử dụng cho mã và giải mã mật thông tin trong những cuộc gọi tiếp theo để tránh việc sử dụng Kc khác nhau ở máy thu và máy phát khi phát số ngẫu nhiên R cho MS mạng còn gửi cho
MS một khoá Kn liện quan tới Kc, Kn sau đó đợc trữ trongSIM và phải chứa trong tin đầu tiên gửi tới mạng.
Mã mật thông tin trong GSM
Trong hệ thống GSM nhằm trống nghe trộm trên đờng vô tuyến và chống xác định các bên tham gia đàm thoại nội dung cuộc liên lạc và các phần boá hiệu-điều khiển liên quan tới ngời sử dụng đều đợc mã mật Hệ thống GSM sử dụng thủ tục mã và giải mã mật (ký hiệu là A5) với khoá Kc và khung TDMA đóng vai trò các tham số mã Việc cùng sử dụng mã mật giữa BTS và MS đợc bắt đầu bằng lệnh chế độ mật mã (Ciphering Mode Command) phát đi từ BTS MS sẽ khảng định việc đã chuyển sang chế độ mã mật và đã sử dụng đúng khoá mật mã bằng cách sử dụng mã mật A5 với các tham số Kc và khung TDMA để mã hoá chính bản tin lệch chế độ mật mã và gửi về BTS nh là thông báo song chế độ mật mã (Ciphering Mode Complete) BTS sẽ giải mã thông báo này và khớp với tin đã gửi đi thì việc đặt chế độ mã mật đã hoàn thành Các thủ tục liên lạc hoặc điều khiển tiếp theo có liên quan tới ngời sử dụng sẽ đợc mã hoá theo thủ tục mã hoá đã
9 8 đặt Nh vậy mọi thông tin số liệu hoặc thoại đều đợc mã mật và mọi thông tin báo hiệu liên quan gồm IMEI, IMSI, các số MSISDN của cả hai bên tham gia liên lạc đều đợc bảo vệ nh có thể thấy mã mật dùng trong GSM thay đổi thờng xuyên theo từng cuộc gọi (do thời điểm vào truy nhập là ngẫu nhiên dẫn đến thông số mã là số khung TDMA thay đổi ngẫu nhiên theo từng cuộc gọi) và theo từng lần nhận thực (do mỗi một lần nhận thực, thông số khoá mã mật Kc lại đợc thay đổi).
Bảo vệ nhận diện thuê bao bằng TMSI
IMSI không đợc mã mật trong thời gian thiết lập cuộc gọi do đó cần có biện pháp bảo vệ chống việc theo dõi nhận diện thêu bao theo tín hiệu điều khiển Việc bao vệ IMSI đ- ợc thực hiện nhờ sử dụng số nhận diện thuê bao tạm thời TMSI.
Mỗi khi MS yêu cầu một trong các thủ tục của hệ thống nh thể báo mới vị trí, yêu cầu cuộc gọi… MSC/VLR sẽ tạo ra một TMSI và thay thế IMSI bằng TMSI này đồng thời phát TMSI do đó MS với lệnh thay IMSI bằng TMSI Từ đó trở đi IMSI sẽ không đợc phát trên đờng vô tuyến nữa, trao đổi báo hiệu giữa MSC/VLR và MS sẽ chỉ sử dụng TMSI thay cho IMSI bất cứ khi nào cần đến nó trong các thủ tục điều khiển. Chỉ trong các trờng hợp mất đăng ký vị trí hay khi MS không có một TMSI nào cả, lúc đó hệ thống mới cần đến IMSI.
Nh vậy, TMSI chắc chắn sẽ bị thay đổi sau mỗi lần đăng ký vị trí và do vậy chỉ có giá trị trong từng vùng định vị LA Thậm chí ngay cả khi MS không thay đổi vị trí (không đổi vùng định vị) mà chỉ tắt nguồn rồi lại bật
9 9 nguồn nhập mạng trở lại (chẳng hạn sau khi nạp lại ắc–quy) nó cũng phải xin đăng ký báo mới vị trí và vì vậy VLR cũng sẽ ấn định cho nó một TMSI mới Khi MS đang ở trong trạng thái hoạt động, MS luân đợc xác định một cách duy nhất đối với mạng bởi TMSI hiện hành và LA mà nó đang đăng ký vị trí Nói cách khác, thay vì xác định MS một cách duy nhất bằng IMSI của nó, MSC/VLR phục vụ sẽ xác định MS bằng TMSI và LAI hiện tại của nó, tức là IMSI (TMSI, LAI).
Thí dụ về quá trình đăng ký báo mới vị trí của MS
Để thấy dõ các thủ tục điều khiển liên quan đến an ninh mạng GSM chúng ta xét thí dụ thủ tục đăng ký báo mới vị trí của MS.
Xét một MS đang đăng ký vị trí khi nhận thấy LAI mới trong quá trình lu động hoặc khi mới bặt nguồn, để đơn giản ta giả sử rằng LA mới vẫn trong vùng phục vụ MSC/VLR cũ. Sau khi đã nhận đợc một kênh điều khiển hai chiều SDCCH,
MS gửi cho mạng yêu cầu báo mới vị trí (location Updating Requert) trong đó có TMSI cũ , LAI cũ , và Kn VLR sẽ chọn ra một bộ 3 chìa khoá cha dùng của MS này, gửi cho MS yêu cầu nhận thực (authentication Requert) trong đó có số ngẫu nhiên R cùng khoá Kn mơí MS sẽ dùng thuật toán A3, Ki, và R để tính ra mật khẩu A5 gửi cho mạng nh là lơì đáp nhận thực Mặt khác thuật toán A5 cũng đợc sử dụng để tính ra khoá mã Kc, Kc mới và Kn mới sẽ đợc trữ lại trong SIM khi so thấy S nhận đợc từ MS và S trong bộ 3 chìa khoá giống nhau mạng sẽ kết thúc quá trình nhận thực VLR tạo ngay ra một
TMSI mới cho MS này và gửi TMSI mới cùng Kc mới cho hệ MSC/BS tin gửi Kc cho MSC/BS xem nh lệnh khởi động mật mã (Start Ciphering) nhận đợc Kc BS trữ lại dùng cho thủ tục mật mã đồng thời phát lệnh chế độ mã mật tính ra lời đáp xong chế độ mã mật, bằng thuật toán A5 (mã hoá) với các thông số Kc và số khung TDMA rồi phát về BS BS nhận đợc lời đáp sẽ dùng thuật toán A5 (giải mã) cùng các thông số khung TDMA và Kc để kiểm tra lại, nếu đúng BS sẽ phát tin chấp nhận đăng ký vị trí (Location Update Accepted) là bản tin chứa TMSI mới đã đợc mã hoá mật cho MS MS nhận đợc tin đó sẽ lọc ra TMSIO mới, trữ lại trong SIM cùng LAI mới đọc đợc trên kênh BCCH, đồng thời phát trả về BS bản tin đã mã hoá đã thay thÕ xong TMSI (TMSI Reallocation complete) BS nhËn ®- ợc tin này sẽ xãc nhận cho VLR biết đã hoàn thành thủ tục đặt lại TMSI Lu đồ của toàn bộ quá trình báo hiệu nhận thực, tính khoá mã mật và khởi động chế độ mã mật.
AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép thâm nhËp.
AMU Automatic Maint enance Unit Khối bảo dỡng tự động
Hệ thống chuyển mạch AXE APZ AXE Control System Hệ thống điều khiển AXE.
AUC Autentication Center Trung t©m nhËn thùc
BCC Base Station Color Code Mã mầu trạm gốc
BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá.
BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá.
Bm Full rate TCH TCH toàn tốc.
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gèc.
BSIC Base Station Idencity Code Mã nhận dạng trạm gèc.
BSS Base Station System Hệ thống trạm gốc. BSSAP Base Station Application Part Phần ứng dụng BSS. BSSMAP BSS Management Application Part Phần ứng dụng quản lýBSS.
BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc.
CC Country Code Mã Quốc gia.
CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung.
CCD Conference Call Device Thiết bị gọi hội nghị. CCS Common chanel Signalling
Hệ thống con báo hiệu Subsystem kênh chung CME20 Erricsson’s Imolementation of GSM Thực hiện hệ thèng GSM của erricsson
CP Central Processor Bộ xử lý trung tâm. CP-A Central Processor (A-Side) Bộ xử lý trung tâm (PhÝaA).
CPS Central Processor Subsystem Hệ thống con xử lý trung t©m.
DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng.
EIR Equipment Identity Register Thanh ghi nhận dạng thiết bị.
FACCH Fast associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh. FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần sè.
FDMA Frequency Division Multiple access §a th©m nhËp ph©n chia theo tÇn sè
GMSC Gateway MSC MSC cổng.
GS Group Switch Chuyển mạch nhóm.
GSM Group Specical Mobile or Global Nhóm di động đặc biệt hay
System For Mobile communication hệ thống thông tin di động toàn cầu.
HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thờng tró.
ISDN Intergrated Service Digital Network Mạng số liên kết đa dịch vụ
LA Location area Vùng định vị.
LAC Location area code Mã vùng định vị.
LAI Location area Identity Nhận dạng vùng định vị.
MAP Mobile Application Phần ứng dụng di động.
MCC Mobile Country Code Mã quốc gia di động. MNC Mobile Network Code Mã mạng di động. MSIN Mobile Station Identity NumberSố nhận dạng trạm di động.
MUX Multiplexer Bộ ghép kênh.
NS Network Synchronization Đồng bộ mạng.
NMS Network Management Subsystem Hệ thống con quản lý mạng.
O&M Operation and Maintenance Khai thác và bảo d- ìng.
OMC Operation and Maintenance Center Trung t©m khai thác và bảo dìng.
OMS Operation and Maintenance Hệ thống con khai thác và
OSS Operation and Support System Hệ thống khai thác và hỗ trợ.
PCH Paging Channet Kênh tìm gọi.
PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã. PIN Personal Identification Number Số nhận dạng cá nh©n.
PLMN Public land Mobile Network Mạng di động mặt đất công céng.
PSPDN Packet Switch Public Data Network Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói. PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyÓn mạch công cộng. RACH Random Access Channet Kênh thâm nhập ngẫu nhiên.
RAND Random number Số ngẫu nhiên.
RBS Radi Base Station Trạm vô tuyến gốc. RCS Radio Control Subsystem Hệ thống con điều khiển vô tuyÕn.
RE Register function Chức năng thanh ghi. SACCH Slow Associated Control Channet Kênh điều khiển liên kết chËm.
SCH Synchronization Channet Kênh đồng bộ.
SDCCH Stand alone Didecated Kênh điều khiển dành
Control Channet riêng đứng một m×nh.
SIM Subscriber Identity Module Mô dun nhận dạng thuê bao.
SN Subscriber Number Số thuê bao.
SPS Support Processor Subsystem Hệ thống con xử lý hỗ trợ.
SPU Signal Procesing Unit Khối xử lý báo hiệu.
SS Switching System Hệ thống chuyển mạch.
ST Signalling Ternimal Đầu cuối báo hiệu. TCH Traffic Channet Kênh lu thông.
TCS Traffic Control Subsystem Hệ thống con điều khiển lu lợng.
TDMA Time Division Multiple Access §a th©m nhËp ph©n chia theo
TG Transceiver Group Nhóm thu phát.
TMSI Temporary Mobile Subscrible Nhận dạng thuê bao di
TRAU Transcoder and Rate Khối chuyển đổi mã và
Adaptation Unit thích ứng tốc độ. TRH Transceiver Handler Bé ®iÒu khiÓn thu phát.
TRS Transceiver Subsystem Hệ thống con thu phát.
TRI Transceiver Remote Interface Giao tiếp thu phát từ xa.
TRX Transceiver Máy thu phát.
TS Timeslot Khe thêi gian.
TSM Time Switch Module Modun chuyển mạch thêi gian.
TSS Trunk and Signalling Subsystem Hệ thống con trung kế và báo hiệu.
UP User Part Phần ngời sử dụng.
VLR Visitor location Register Bộ ghi định vị tạm tró.
Khái quát về thông tin vô tuyến di động
1.2 Đặc điểm truyền sóng trong thông tin di động …… … 3
1.3 Phân loại các hệ thống thông tin vô tuyến di động ……… 6
1.4 Các đặc điểm cơ bản của một số hệ thống vô tuyến di động hiện nay… 12 CH¦¥NG II Mạng điện thoại GSM toàn quốc …… … 13
2.2 Tổng quan về mạng GSM …… … 13
2.3 Các thành phần của mạng …… … 16
2.4 Các thông số cơ bản của
Chơng IV. Máy Di Động……… ……… … 29 4.1 Các chế độ sử dụng……… …… 29
4.2 Một số tính năng của máy di động……….… … 29
CH¦¥NG V. Các thủ tục thông tin………. ……….… 34
5.1 Tổng quan các thủ tục thông tin……… … 34
5.2 Lu động và cập nhật………. …… 34
5.3 Thủ tục nhập mạng - đăng ký lần ®Çu……… … 37
5.6 Cuộc gọi đang tiến hành, định vị……… …… 39
5.7 Cuộc gọi khởi đầu từ trạm di động……… ….… 43
5.8 Thuê bao cố định gọi thuê bao di động MTC……… … 44
Chơng VI Hệ Thống Trạm Gốc……….……… …… 46
6.2 Bộ điều khiển trạm gốc BSC……….… 48
6.3 Hệ thống trạm gốc vô tuyến RBS……….… 54
Chơng VII. Hệ Thống Chuyển Mạch……….……. ……… 61
7.1 Cấu trúc hệ thống SS……… ……… 61
7.2 Các hệ thống con ở APT……… ….… 62