các biện pháp kỹ thuật hỗ trợ mạng gsm theo chuẩn 3g (gsm→wcdma)

MỤC LỤC. Trang LỜI MỞ ĐẦU. 3 Chương I. TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM. 4 1.1. Giới thiệu tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM. 4 1.1.1. Lịch sử phát triển mạng GSM. 4 1.1.2. Đặc điểm truyền sóng trong mạng GSM. 5 1.2. Cấu trúc mạng và chức năng của các thành phần chính trong mạng GSM.7 1.2.1. Sơ đồ cấu trúc cơ bản mạng GSM. 7 1.2.2. Chức năng của các thành phần chính trong mạng. 8 1.2.3. Mạng báo hiệu kênh chung số 7 (CCSN7). 10 1.3. Các kỹ thuật chính sử dụng trong mạng GSM. 15 1.3.1. Mã hóa tiếng nói . 15 1.3.2. Mã hóa kênh và ghép xen. 15 1.3.3. Điều chế. 17 1.3.4. San bằng. 18 1.3.5. Nhảy tần. 19 1.3.6. Điều khiển công suất. 19 1.4. Cấu trúc kênh và cấu trúc khung tin trong mạng GSM. 20 1.4.1. Cấu trúc kênh cơ bản. 20 1.4.2. Cấu trúc khung tin. 24 1.4.3. Cấu trúc cụm (Burst). 26 1.5. Hoạt động của mạng GSM trong quá trình thiết lập một cuộc gọi. 26 1.5.1. Trạm di động MS thực hiện một cuộc gọi. 26 1.5.2. Trạm di động MS nhận một cuộc gọi. 28 1.6. Xu hướng phát triển của mạng GSM. 29 Chương II. HỆ THỐNG GPRS HỖ TRỢ MẠNG GSM. 31 2.1. Giới thiệu chung về mạng GPRS. 31 2.2. Cấu trúc mạng và chức năng của các thành phần chính trong hệ thống GPRS. 32 2.2.1. Cấu trúc mạng GPRS. 32 2.2.2. Chức năng của các phần tử chính trong mạng GPRS. 33 2.2.3. Mặt phẳng truyền dẫn và mặt phẳng báo hiệu trong mạng GPRS. 37 2.3. Cấu trúc kênh logic trong mạng GPRS. 42 1 2.3.1. Kênh điều khiển phát quảng bá kiểu gói PBCCH. 43 2.3.2. Các kênh điều khiển chung kiểu gói PCCCHs. 43 2.3.3. Các kênh điều khiển riêng biệt kiểu gói PDCCHs. 44 2.3.4. Kênh lưu lượng dữ liệu gói PDTCH. 44 2.4. Các kỹ thuật chính sử dụng trong mạng GPRS hỗ trợ mạng GSM. 44 3.4.1. Kỹ thuật mã hóa dữ liệu (CS1→CS4). 45 3.4.2. Kỹ thuật chuyển mạch gói. 47 3.4.3. Kỹ thuật xe đường truyền. 48 2.5. Giải pháp thiết bị mạng lõi GPRS của hai nhà cung cấp lớn trên thế giới. 50 2.5.1. Thiết bị mạng lõi GPRS của Ericsson. 51 2.5.2. Thiết bị mạng lõi GPRS của Alcatel. 52 2.6. Xu hướng phát triển của mạng GPRS. 52 Chương III. HỆ THỐNG EDGE HỖ TRỢ MẠNG GSM. 54 3.1. Giới thiệu chung về mạng EDGE. 54 3.2. Cấu trúc mạng và chức năng của các thành phần chính trong mạng EDGE. 55 3.3. Các kỹ thuật chính sử dụng trong mạng EDGE hỗ trợ mạng GSM. 56 3.3.1. Điều chế 8-PSK. 56 3.3.2. Các phương pháp mã hóa và điều chế. 59 3.4. Một số giải pháp kỹ thuật cho mạng EDGE của Nokia. 60 3.4.1. Vùng phủ sóng cho 8-PSK 61 3.4.2. Hỗ trợ phương thức truyền lặp tiên tiến IR cho đường lên/xuống. 62 3.4.3. Abis động. 63 3.5. Xu hướng phát triển mạng EDGE. 64 KẾT LUẬN. 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 67 CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT. 68 2 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay trong thời đại công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, thời kỳ nền kinh tế hàng hóa mở cửa thì thông tin nhanh và chính xác là một trong những nhu cầu cấp bách và cần thiết đối với mỗi con người. Do vậy nhu cầu sử dụng điện thoại đã tăng lên rất nhanh. Đặc biệt là nhu cầu sử dụng điện thoại di động, là phương tiện không thể thiếu trong thời đại kinh tế năng động. Để đảm bảo chất lượng các dịch vụ và nhu cầu của xã hội thì các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông không ngừng nâng cấp mạng. Do đó để tiến tới công nghệ thông tin di động thứ ba (3G) thì các nhà khai thác GSM ở Việt Nam cũng như trên thế giới đều mong muốn giữ lại mạng lõi của mình trong khi tiến hành nâng cấp mạng, vẫn duy trì được các dịch vụ đang cung cấp hiện thời. Vấn đề cân nhắc chính là các khía cạnh kinh tế và kỹ thuật cho việc nâng cấp, điều đó buộc các nhà khai thác GSM phải suy tính và lựa chọn. Chính vì vậy các nhà khai thác GSM đã lựa chọn tiến hành nâng cấp mạng theo con đường GSM → GPRS → EDGE → WCDMA. Thực tế các nhà khai thác GSM trên thế giới đã tiến hành nâng cấp thành công theo con đường đó. Còn ở Việt Nam thì các mạng GSM đang chờ quyết định của Chính Phủ cấp giấy phép nâng cấp lên mạng thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G). Dựa vào tình hình thực tế đó cho nên Em đã chọn đề tài tốt nghiệp là: “Các biện pháp kỹ thuật hỗ trợ mạng GSM theo chuẩn 3G (GSM→WCDMA)”. Đề tài gồm có 3 chương sau: - Chương I. Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM. - Chương II. Hệ thống GPRS hỗ trợ mạng GSM. - Chương III. Hệ thống EDGE hỗ trợ mạng GSM. Sau một thời gian nung nấu và nghiên cứu luận văn Em đã chọn được đề tài và đã hoàn thành. Do nhiều yếu tố khó khăn hợp thành lên đề tài không khỏi không tránh được những thiếu sót, Em rất mong được sự đóng góp của các thầy và các bạn để Em rút ra được bài học, bổ sung vào kinh nghiệm trong công việc cũng như trong cuộc sống. Em xin chân thành cảm ơn Thầy Giáo Th.S Bùi Đình Thịnh đã nhiệt tình hướng dẫn Em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp, các Thầy Cô trong bộ môn, Anh Th.S Nguyễn Như Thông, các Anh Chị trong Công Ty Viettel Telecom và các bạn trong lớp đã giúp đỡ Em hoàn thành đề tài này. Em xin chân thành cảm ơn! 3 Chương I. TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM. 1.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM. 1.1.1. Lịch sử phát triển mạng GSM. Vào cuối thế kỷ 19, các thí nghiệm của nhà bác học người ITALYA Marconi Guglielmo (1874-1937, đạt giải Nobel Vật Lý năm 1909) đã cho ta thấy thông tin vô tuyến có thể thực hiện liên lạc được giữa các máy thu phát di động ở xa nhau. Loại mã sử dụng thời đó là mã Morse và đến năm 1928 hệ thống vô tuyến truyền thanh được thiết lập lần đầu tiên cho cảnh sát. Đến năm 1933 sở cảnh sát Bayone New Jersy thiết lập được một hệ thống điện thoại di động tương đối hoàn chỉnh đầu tiên trên thế giới. Các thiết bị thời đó sử dụng rất cồng kềnh, nặng, đầy tạp âm và rất tốn nguồn do sử dụng đèn điện tử, chất lượng mạng di động kém. Tần số sóng vô tuyến sử dụng trong dải thấp của băng VHF lên chỉ có thể liên lạc được trong khoảng cách vài chục dặm. Tuy vậy thời đó quân đội đã ứng dụng nó một cách rất hiệu quả trong quá trình triển khai và chiến đấu và trong đời sống như: Cảnh sát, cứu thương, cứu hỏa, hàng hải, hàng không Đến năm 1947 Bell Laboratories đã có thai nghén về Đ ý đồ một mạng di động tế bào. Nhưng công nghệ điện tử thời đó chưa phát triển lắm lên mãi đến năm 1981 thì hệ thống vô tuyến di động tế bào đầu tiên ở Châu Âu được lắp đặt đầu tiên ở khu vực bán đảo Scan-đi-na-vơ, thoạt đầu chỉ dùng cho vài chục ngàn thuê bao. Hệ thống này ra đời nhờ sự phát triển của các mạch tổ hợp và tích hợp như: Các bộ vi xử lý, các mạch tổng hợp tần số, các chuyển mạch nhanh dung lượng lớn và thường được gọi là mạng vô tuyến di động mặt đất công cộng PLMRN (Public Land Mobile Radio Network), làm việc ở dải tần UHF. Do đó năm 1982 tại Hội Nghị Bưu Chính Viễn Thông Châu Âu CEPT (Conference of Post ang Telecommunications) đã thành lập được nhóm chuyên môn về thông tin di động GSM (Groupe Speciale Mobile). Nhóm này có nhiệm vụ xác định một hệ thống thông tin di động công cộng tiêu chuẩn cho toàn Châu Âu hoạt động trên băng tần 900MHz. Nhóm đã quyết định xây dựng hệ thống toàn cầu cho thông tin di động GSM (Global System for Mobile Communications - hệ thống toàn cầu cho thông tin di động). Các thí nghiệm và các mô phỏng đã được tiến hành ở 4 nhiều nước Châu Âu trên nhiều hệ thống với nhiều nguyên tắc và các chuẩn khác nhau. Tới năm 1986 thì có 9 đề nghị về chuẩn cho một hệ thống GSM toàn Châu Âu và đã được thử nghiệm tại hội nghị diễn ra ở Pari. Hội nghị được tiến hành bỏ phiếu với 15 nước Châu Âu để chọn ra cấu hình chuẩn của hệ thống GSM căn cứ theo các yêu cầu sau: Hiệu quả phổ, chất lượng âm thanh, giá thành máy di động, giá trạm cố định, tính tiện lợi, khả năng phục vụ với các dịch vụ mới và khả năng cùng hoạt động với các mạng hiện hành. Cho đến năm 1992 thì toàn Châu Âu đã có 6 mạng tế bào khác nhau tại 16 nước phục vụ cho 1,2 triệu thuê bao. Lúc đó thì các thuê bao di động của các mạng không tương thích nhau, dẫn đến giá thành thiết bị và giá sử dụng dịch vụ rất cao dẫn đến số lượng thuê bao rất ít. Hệ thống GSM cho phép các trạm di động (MS) trong mạng không những liên lạc được với nhau mà còn liên lạc được với bất kỳ thuê bao nào nối tới các mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN (Public Switched Telephone Network), các mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN (Intergrated Services Digital Network) Các dịch vụ chủ yếu khi mạng GSM ra đời là: Truyền thoại, truyền số liệu, truyền fax, truyền các bản tin ngắn SMS…. 1.1.2. Đặc điểm truyền sóng trong mạng GSM. Đặc tính truyền sóng trong thông tin vô tuyến di động là tín hiệu thu được ở máy thu bị thay đổi so với tín hiệu đã phát ở máy phát về tần số, biên độ, pha và thời gian giữ chậm. Các thay đổi này có tính chất rất phức tạp và sự tác động của chúng ảnh hưởng tới chất lượng liên lạc hay truyền dữ liệu. Nó phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố như: Địa hình, khoảng cách liên lạc, dải tần, khí quyển, mật độ thuê bao…Tuy vậy ta có thể cơ bản chia ảnh hưởng của chúng thành: Ảnh hưởng của hiệu ứng Dopler, tổn hao đường truyền, hiệu ứng pha-đinh và hiện tượng trải trễ. Tổn hao đường truyền: Là lượng suy giảm của mức điện thu so với mức điện đã phát đi. Mức điện trung bình của tín hiệu thu giảm dần theo khoảng cách, do công suất của tín hiệu trên một diện tích của mặt cầu sóng tới giảm dần theo khoảng cách giữa anten phát và anten thu, hấp thụ của môi trường truyền sóng…Tổn hao đường truyền phụ thuộc vào: Tần số bức xạ, địa hình, mật độ thuê bao, mức độ di động của chướng ngại vật, loại anten được sử dụng…Trong mạng tế bào thì tổn hao này tăng tỷ lệ với lũy thừa của khoảng cách, tuân theo luật mũ 4. 5 Tổn hao đường truyền hạn chế kích thước của tế bào và cự ly thông tin, do đó ta có thể lợi dụng nó để phân chia hiệu quả các tế bào, cho phép tái sử dụng tần số một cách hiện hữu, làm tăng hiệu quả sử dụng tần số. Ảnh hưởng của hiệu ứng Dopler: Là sự thay đổi của tần số tín hiệu thu so với tần số tín hiệu được phát gây bởi chuyển động tương đối giữa máy thu và phát trong quá trình truyền sóng. Giả sử tần số thu được tại máy thu là: f = f c + f m *cosα i → f = f c *(1+(v/c) * cosα i ) (1.1) Trong đó: f là tần số tín hiệu thu được ở đầu vào máy thu. f c là tần số sóng mang phát không bị điều chế. f m là lượng dịch tần Dopler. α i góc của tia sóng tới thứ i so với hướng chuyển động của máy thu. c là vận tốc ánh sáng mà f m = v *f c /c. Khi máy thu đứng yên so với máy phát (v = 0) hoặc máy thu chuyển động vuông góc với góc tới của tín hiệu phát (α i = 90 0 ) thì tần số của tín hiệu thu mới không bị thay đổi. Ngược lại thì bị thay đổi và hiệu ứng xảy ra mạnh nhất khi máy thu chuyển động theo phương của tia sóng tới (α i = 0 0 ; 180 0 ) như: Anten phát bố trí dọc theo quốc lộ còn máy thu đặt trên xe chuyển động trên xa lộ đó… Hiện tượng pha-đinh: Ở một khoảng cách ngắn nào đó thì mức tín hiệu thu trung bình không đổi, khi mức điện tức thời của tín hiệu thu tại anten có thể thay đổi nhanh hoặc chậm (pha-đinh nhanh hoặc pha-đinh chậm), nhưng khi khoảng cách giữa MS và BTS tăng thì mức điện thu trung bình giảm. Nguyên nhân gây ra pha đinh là: Sự truyền lan theo nhiều tia của sóng vô tuyến trong môi trường di động như: Nhiễu xạ, tán xạ và phản xạ từ các chướng ngại vật hay người ta còn gọi là pha đinh đa đường. Pha đinh gọi là phẳng nếu mức tín hiệu thu trung bình xảy ra như nhau với mọi tần số làm việc của kênh trong suốt dải tần. Pha đinh tần số là pha đinh xảy ra đối với tất cả các tần số trong suốt dải tần. Khi pha-đinh rất sâu xảy ra thì tín hiệu thu được có thể giảm tới không, tỷ số tín hiệu/tạp âm nhỏ hơn không (S/N<0) thì đầu ra của máy thu hoàn toàn phụ thuộc vào nhiễu của kênh. Hiện tượng trải trễ: Đối với thông tin di động số thì việc truyền dẫn tín hiệu theo nhiều tia sóng trong môi trường di động dẫn đến sự trải trễ và độ trải trễ có thể xem như độ dài của xung khi xung cực hẹp được phát đi. 6 Hiện tượng trải trễ làm hạn chế tốc độ truyền tin và khi lưu lượng trải trễ càng lớn thì tốc độ truyền tin càng nhỏ. Đối với hệ thống thông tin di động trong nhà thì tốc độ tối đa có thể đạt được khoảng 2 Mb/s mà không cần bộ san bằng kênh. Còn đối với thông tin di động tế bào lớn muốn truyền tin với tốc độ cao thì nhất thiết phải có bộ san bằng kênh hoặc là chia nhỏ kích thước của tế bào (thực chất của bộ san bằng kênh là mạch lọc). Do đó kích thước của tế bào có ảnh hưởng rất lớn đến đặc điểm truyền sóng trong thông tin di động. 1.2. CẤU TRÚC MẠNG VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG MẠNG GSM. 1.2.1. Sơ đồ cấu trúc cơ bản mạng GSM. MT TE MS MS TEMT BTS BTS BTS BSC TRAU BSS BSS TRAU BSC BTS BTS BTS MT TE MS MS TEMT NSS OMC/ ADC/NMC MSC/VLR HLR/ AuC/EIR GMSC ISDN PSTN PSPDN CSPDN PLMN Um Air Interface A-bis Interface A Interface Hình 1.1. Cấu trúc mạng GSM. Chú thích: Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt PLMN Groupe Speciale Mobile Nhóm chuyên môn di động GSM Global System for Mobile Communication Hệ thống toàn cầu cho thông tin di động GSM MT Mobile Terminal Đầu cuối di động TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối MS Mobile Station Trạm di động Um Um Air Interfacee Giao diện vô tuyến giữa MS và BTS BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc BSS Base Station System Hệ thống trạm gốc 7 BSC Base Station Controller Trạm điều khiển gốc MSC Mobile Switching Centre Trung tâm chuyển mạch di động VLR Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú EIR Equipment Identity Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị AuC Authentication Centre Trung tâm nhận thực thuê bao GMSC Gateway Mobile Switching Centre Cổng trung tâm chuyển mạch di động NMC Network Management Centre Trung tâm quản lý mạng OMC Operations and Maintenance Centre Trung tâm khai thác và bảo dưỡng ADC Administration Centre Trung tâm quản trị điều phối A-bis A-bis Interface Giao diện A-bis giữa BTS và BSC A A Interface Giao diện A giữa BSS và MSC ISDN Intergrated Services Digital Network Mạng số liên kết đa dịch vụ PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng CSPDN Circuit Switched Packet Data Network Mạng dữ liệu gói chuyển mạch kênh PSPDN Packet Switched Packet Data Network Mạng dữ liệu gói chuyển mạch gói PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng TRAU Transcoder Rate Adapter Unit Khối thích ứng tốc độ chuyển đổi mã 1.2.2. Chức năng của các thành phần chính trong mạng GSM. Trạm di động MS: Là một thuê bao dùng để truy nhập các dịch vụ của hệ thống. MS gồm có một đầu cuối di động MT và một thiết bị đầu cuối TE. Trong đầu cuối di động có một Modul thông minh dùng để xác nhận thuê bao SIM (Subscriber Identity Module) mà thiếu SIM thì thiết bị di động không thể truy nhập mạng GSM được ngoại trừ các số khẩn cấp như: Cảnh sát, cứu thương… Thực tế MS có rất nhiều hình dáng, kích thước và chức năng khác nhau, điều này tuỳ thuộc vào các nhà sản xuất hay các dịch vụ của mạng GSM. MS có 2 chức năng chính là: Chức năng truyền dữ liệu và chức năng liên quan đến truyền dẫn ở giao diện vô tuyến. Trạm thu phát gốc BTS: Thực hiện các chức năng thu phát vô tuyến trực tiếp đến các thuê bao di động MS trong tế bào BTS đó quản lý thông qua giao diện vô tuyến Um như: Phát quảng bá các thông tin của hệ thống, thực hiện thu phát một cuộc gọi…BTS được kết nối với BSC thông qua giao diện A-bis (sử dụng đường truyền vi ba hoặc cáp quang với tốc độ truyền dẫn trên dưới 100 Mb/s). Ngoài ra BTS còn có chức năng mã hoá và giải mã tiếng nói (kênh), sửa lỗi, điều khiển công suất phát… Trạm điển khiển gốc BSC : Thực hiện các chức năng chuyển mạch và điều khiển các kênh vô tuyến của hệ thống BSS, BSC thực hiện việc quản lý các kênh vô 8 tuyến và truyền các bản tin đến và đi từ thuê bao di động MS. BSC ấn định kênh vô tuyến trong toàn bộ thời gian thiết lập cuộc gọi và giải phóng liên kết khi kết thúc cuộc gọi. Ngoài ra BSC còn có nhiệm vụ quản lý các trạm BTS thuộc phạm vi của mình… Trung tâm chuyển mạch di động MSC: Lập tuyến gọi và điều khiển cuộc gọi; các thủ tục cần thiết để làm việc với các mạng khác như: Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN, mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN, mạng chuyển mạch số công cộng theo mạch CSPSN, mạng dữ liệu gói chuyển mạch theo gói PSPDN ; các thủ tục cần thiết để tiến hành chuyển điều khiển (HO); các thủ tục liên quan tới quản lý quá trình di động của các trạm di động như: Nhắn tin để thiết lập cuộc gọi, báo mới vị trí trong quá trình lưu động và nhận thực nhằm chống các cuộc truy nhập trái phép. Bộ ghi định vị thường trú HLR: Là một đơn vị cơ sở dữ liệu dùng để quản lý các thuê bao di động. HLR chứa một phần thông tin được VLR chuyển tới báo mới thường xuyên vị trí hiện thời của MS đang nằm trong MSC nào. Ngoài ra nó còn chứa các thông tin về thuê bao như: Các dịch vụ phụ mà MS có quyền sử dụng trong mạng hay các thông số nhận thực liên quan tới quá trình nhận thực thuê bao (số nhận diện thuê bao di động quốc tế). Trung tâm nhận thực thuê bao AuC: Là một đơn vị cơ sở dữ liệu trong mạng, cung cấp các tham số mã mật và nhận thực cần thiết để đảm bảo tính riêng tư (mật) của từng cuộc gọi, nhận thực quyền truy nhập của thuê bao đang tiến hành truy nhập mạng và AuC được đặt trong khối HLR. Bộ ghi số nhận diện thiết bị EIR: Cũng là một cơ sở dữ liệu của mạng, chứa các thông tin về thiết bị như con số nhận diện phần cứng của thiết bị di động. Nó cho phép MSC nhận diện được các MS bị hỏng, bị lấy cắp hay đang gọi trộm và được đặt trong khối HLR. Bộ ghi định vị tạm trú VLR: Là một khối chức năng theo dõi mọi MS hiện có trong vùng MSC của nó, kể cả các MS đang hoạt động ngoài vùng phủ sóng HLR và nó được bố trí trong cùng một thiết bị với MSC. OMC, NMC và ADC: Là các bộ phận chức năng mà thông qua chúng có thể giám sát quá trình hoạt động của các trạm, điều khiển các yêu cầu cần thiết, quản lý và bảo trì toàn bộ hệ thống. Ngoài ra còn có khối thích ứng tốc độ chuyển đổi mã TRAU: TRAU có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu thoại của mạng GSM thành dạng mã dùng trong điện thoại cố định. TRAU có thể được bố trí trong BSC hoặc trong MSC. 9 Để truyền các gói tin đến và đi nhanh chóng, chính xác tới địa điểm thu thì trong mạng GSM sử dụng mạng báo hiệu kênh chung số 7 (CCSN7) và cải tiến của nó. Đây là một vấn đề không kém phần quan trọng làm tăng tốc độ truyền dẫn sử dụng trong mạng GSM. Ta sẽ đi sâu về mạng báo hiệu CCSN7 ở phần dưới đây. 1.2.3. Mạng báo hiệu kênh chung số 7 CCSN7 (Common Channel Signalling Number Seven). Báo hiệu kênh chung số 7. Trong hệ thống thông tin di động thì đường báo hiệu CCSN7 tách riêng so với đường tiếng. Trong mạng CCSN7 thì không nhất thiết phải có phải có một kênh báo hiệu trên mọi đường nối. Có nghĩa là các bản tin báo hiệu có thể có các đường truyền khác nhau so với đường tiếng để đến được điểm thu. Điều này giúp cho hệ thống tránh được sự cố và tắc nghẽn. Để tránh nhầm lẫn với các bản tin khác thì người ta gán nhãn cho các bản tin báo hiệu. Kênh báo hiệu có thể chiếm một khe thời gian bất kỳ trên đường truyền dẫn 2 Mb/s (trừ khe TS0) và được sử dụng để truyền tất cả các báo hiệu của các kênh thoại ở đường nối tương ứng. Nếu bản tin báo hiệu và kênh thoại được phát đi ở cùng một đường truyền PCM thì được gọi là báo hiệu liên kết, còn ngược lại là tự liên kết. Mạng báo hiệu kênh chung số 7 (CCSN7). Trong mạng GSM sử dụng mạng báo hiệu CCSN7 và cải tiến của nó. Sự cải tiến đó là CCSN7 được thiết kế để có thể sắp đặt trên mô hình 7 lớp của OSI. Sự tương ứng giữa CCSN7 và mô hình OSI được cho bởi hình sau: A A-bisRadio Lí p 7 Lí p 4-6 Lí p 3 Lí p 2 Lí p 1 OSI MSC/VLR HLR/GMSC MSC BSC BTS MS Lí p 3 Lí p 2 RR MM CM LAPDm B¸o hiÖu lí p 1 RR LAPD B¸o hiÖu lí p 1 B¸o hiÖu lí p 1 LAPDm BTSM RR BTSM LAPD BSSAP SCCP MTP lí p 3 MTP lí p 2 MTP lí p 1 MTP lí p 1 MTP lí p 1 MTP lí p 2 MTP lí p 3 SCCP BSSAP MM CM MTP lí p 2 MTP lí p 3 SCCP TCAP MAP ISUP TUP B¸o hiÖu lí p 1 Lí p 1 10 [...]... n s ộ s) 57 3 1 26 57 Các bit đ c m uợ ã uờng TB F Dò đ Các bit đợ c m u ã 8,25 CP Cụmsủatầ số n 3 TB 14 2 Các bit cố đ ? nh 3 TB 8,25 CP Cụmđ bộ ồng 3 39 uợ ã TB Các bit đ c m 3 39 Các bit đ c m TB uợ ã 8,25 CP Cụmtruy n p hậ 3 TB 41 Dãy đ bộ ồng 64 Dãy bit đ bộ ồng 36 3 Các bit đ c m TB uợ ã 68,25 CP Hỡnh 1.7 Cu trỳc siờu siờu khung, siờu khung, khung TDMA v cm Burst trong GSM 25 1.4.3 Cu trỳc cm... sut rt l vn sng cũn 1.4 CU TRC KấNH V CU TRC KHUNG TIN TRONG MNG GSM 1.4.1 Cu trỳc kờnh c bn H thng GSM gm cú rt nhiu súng mang, s dng phng thc a truy nhp phõn chia theo thi gian TDMA (Time Division Multi Access) v phng thc song cụng phõn chia theo tn s FDD (Frequency Division Duplex) Sau õy l bng di tn s s dng trong mng GSM Di tn GSM 400MHz Di tn s dng 450.4-457.6 MHz + 460.4-467.6 MHz 19 Ni ỏp dng... MNG GSM 2.1 GII THIU CHUNG V MNG GPRS Do mng GSM cú nhng hn ch v tc v dung lng truyn dn ó núi trờn nờn n nm 1999 cỏc nh khai thỏc mng GSM ó ỏp dng gii phỏp GPRS, v ó trin khai hot ng trờn c s nn tng ca mng GSM GPRS ỏp dng nguyờn lý chuyn mch gúi vụ tuyn truyn s liu ca ngi s dng mt cỏch hiu qu vi tc truyn s liu cao hn chuyn mch kờnh mng GSM hay HSCSD, m khụng nh hng ti cỏc dch v hin thi ca mng GSM. .. thi gian x 21,4 kb/s) GPRS cho phộp thit lp cuc gi nhanh hn vỡ: Trong mng GSM, thi gian thit lp trong vi giõy, cũn trong mng GPRS thỡ cho phộp thi gian kt ni di 1s v coi nh MS luụn kt ni vi mng s liu GPRS cho phộp tớnh cc ớt hn mng GSM vỡ: Trong mng GPRS tớnh cc theo dung lng truyn dn ch khụng tớnh theo thi gian truyn dn nh mng GSM Do ú nú cho phộp MS kt ni vi mng di lõu m khụng b tớnh tin nh: c web,... hin thi ca mng Vi mc ớch trin khai nhanh cỏc dch v s liu gúi trờn mng GSM vi chi phớ u vo thp, hin ti mng GSM ch cn nõng cp v phn mm, ngoi tr khi BSC phi nõng cp v phn cng, cng cú mt s tuyn truyn dn c s dng cho c GSM v GPRS, nh cỏc tuyn BTS v BSC Mng GSM ch cung cp dch v chuyn mch kờnh, nhng mng GPRS li cung cp chuyn mch gúi Do ú mng GSM v GPRS hot ng nhp nhng cựng vi nhau thỡ ta phi a thờm mt s thit... húa d liu trong mng GSM Trong mng GSM s dng mó húa kờnh ton tc cho tc truyn i l 22,8 kb/s, d liu c truyn i trờn kờnh truyn l 9,6 kb/s Tc bit ting núi c truyn i trong kờnh lu lng l 13,4 kb/s Ghộp xen (trỏo th t truyn): L bin phỏp nhm gim tng quan li, gim nh nhim v cho gii mó kờnh phớa thu Bn cht ca ghộp xen l thay vỡ truyn cỏc ma trn i theo hng thỡ cỏc ma trn s liu c truyn i theo ct phớa thu thỡ... gõy nhiu ln nhau Do ú loi b ISI mt cỏch hiu qu thỡ trong mng GSM ngi ta s dng mch san bng vi thut toỏn Viterbi s dng vi ca s c lng kờnh Nh thut toỏn ny m tớnh phõn tp theo tia súng c li dng, lm gim nh hng ca kờnh bin i theo thi gian (thc cht mch san bng l mch lc) phc v san bng thỡ chui san bng kờnh c phỏt kốm vi tớn hiu phỏt Trong mng GSM thỡ chui dũ kờnh gm 26 bits c truyn vo gia khung ca tớn hiu... cm phỏt lờn kờnh truyn) Tc truyn tớn hiu thoi trong GSM l (189+78)bit/20ms = 13,4 kb/s Sau õy l s mó húa thoi trong mng GSM 15 Type II 456 Interleaver 189 378 ADD 4 189 MPX 132 r=1 2 3 K= 5 Type Ib Error Detection Convolutional encoder Vocoder Type Ia 50 78 Hỡnh 1.3 S mó húa thoi trong mng GSM Ta cú th gii thớch ti sao mó húa kờnh trong mng GSM cú c tc truyn d liu l 9,6 kb/s, da vo s iu ch sau:... M Chõu u, Chõu Chõu u, Chõu M Bng 1.1 Cỏc di tn s s dng trong mng GSM bo m cỏc quy nh v tn s bờn ngoi bng thỡ phi cú khong bo v gia cỏc bng Do ú ngi ta n nh trong mng GSM khong cỏch gia 2 súng mang lõn cn nhau l 200 kHz Di tn s s dng chung cho mng GSM ton cu l di 900 MHz, Vit Nam cng s dng di ny 1.4.1.1 Kờnh vụ tuyn Mi súng mang GSM hỡnh thnh lờn mt kờnh vụ tuyn Nh vy xột trong di 900 MHz v di 1800... cỏc ma trn s liu c truyn i theo ct phớa thu thỡ cỏc tớn hiu s liu sau gii iu ch c sp xp li theo th t ban u, li cm s c ri ra Nh ú b gii mó chng nhiu s phỏt hin v sa c d dng hn Trong mng GSM thỡ trỏo th th truyn c thc hin 2 ln nhm gii tng quan li mt cỏch trit 1.3.3 iu ch t c hiu qu ph tn cao thỡ trong mng GSM ngi ta s dng phng phỏp iu ch khúa dch pha cc tiu Gau-x GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying), . Các biện pháp kỹ thuật hỗ trợ mạng GSM theo chuẩn 3G (GSM WCDMA)”. Đề tài gồm có 3 chương sau: - Chương I. Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM. - Chương II. Hệ thống GPRS hỗ trợ mạng. Giới thiệu chung về mạng EDGE. 54 3.2. Cấu trúc mạng và chức năng của các thành phần chính trong mạng EDGE. 55 3.3. Các kỹ thuật chính sử dụng trong mạng EDGE hỗ trợ mạng GSM. 56 3.3.1. Điều. trong mạng GPRS hỗ trợ mạng GSM. 44 3.4.1. Kỹ thuật mã hóa dữ liệu (CS1→CS4). 45 3.4.2. Kỹ thuật chuyển mạch gói. 47 3.4.3. Kỹ thuật xe đường truyền. 48 2.5. Giải pháp thiết bị mạng lõi GPRS của