Thông tin di động -Hệ thống GSM docx

Ph n 2ầ HỆ THỐNG GSM N i dungộ  C u trúc h th ngấ ệ ố  Phân c p vùng ph c vấ ụ ụ  Các giao di n ệ  Các giao th cứ  S d ng l i t n sử ụ ạ ầ ố  Chu trình cu c g i và chuy n giaoộ ọ ể ξ2.1. C u trúc h th ng GSMấ ệ ố  M ng thông tin di đ ng m t đ t công c ng PLMN (Public Land ạ ộ ặ ấ ộ Mobile Network) theo chu n GSM đ c chia thành 3 (4) phân h ẩ ượ ệ chính sau:  Phân h chuy n m ch - ệ ể ạ NSS  Network Switching Subsystem.  Phân h vô tuy n - ệ ế RSS = BSS + MS  Radio SubSystem  Phân h v n hành và b o d ng - ệ ậ ả ưỡ OMS  Operation and Maintenance Subsystem ξ2.1. C u trúc h th ng GSMấ ệ ố msc iwf ec eir vlr auc hlr NSS bsc bts bts bts SI E M E N S N IX D O R F trau BSS omc Data NetwoRK pstn ms Me sim Kết nối mang thông tin báo hiệu /điều khiển Kết nối mang thông tin người sử dụng và báo hiệu IWF: InterWorking Function - Khối tương tác mạng EC: Echo Canceler - Khối triệt tiếng vọng Omc- s Omc- r 1. Tr m di đ ng MS - Mobile Stationạ ộ  Tr m di đ ng ạ ộ MS = ME + SIM  ME : Mobile Equipment - thi t b di đ ngế ị ộ  SIM: Subscriber Indentity Module Module nh n d ng thuê bao.ậ ạ  ME = hardware + software  ME  IMEI = Assigned at the factory Serial Number Final Assembly Code Type Approval Code 6 digits 2 digits IMEI 6 digits Sp 1 digit Tr m di đ ng MS - Mobile Stattionạ ộ  SIM: l u gi các thông tin nh n th c thuê bao và m t mã ư ữ ậ ự ậ hóa/gi i m t mã hóa.ả ậ  Các thông tin l u gi trong SIM:ư ữ  Các s nh n d ng ố ậ ạ IMSI, TMSI  Khóa nh n th c Kậ ự i  S hi u nh n d ng vùng đ nh v ố ệ ậ ạ ị ị LAI: (Location Area ID)  Khóa m t mã Kậ c  Danh sách các t n s lân c nầ ố ậ Phân h tr m g c BSSệ ạ ố  BSS: Base Station Subsystem  BSS = TRAU + BSC + BTS  TRAU (XCDR): B chuy n đ i mã và ph i h p t c đ .ộ ể ổ ố ợ ố ộ  BSC: B đi u khi n tr m g c.ộ ề ể ạ ố  BTS: tr m thu phát g c.ạ ố  BSS k t n i v i NSS qua lu ng PCM c s 2 Mbps.ế ố ớ ồ ơ ở B đi u khi n tr m g c BSCộ ề ể ạ ố  BSC: Base Station Controller  B đi u khi n tr m g c BSC th c h ên các ch c ộ ề ể ạ ố ự ị ứ năng sau:  Đi u khi n m t s tr m BTS: x lý các b n tin báo hi u, ề ể ộ ố ạ ử ả ệ đi u khi n,v n hành & b o d ng đi/đ n BTS.ề ể ậ ả ưỡ ế  Kh i t o k t n i.ở ạ ế ố  Đi u khi n chuy n giao:Intra & Inter BTS HOề ể ể  K t n i đ n MSC, BTS và OMC.ế ố ế BSS’s components bsc bts trau BSS MSC bts bts BSS = TRAU + BSC + BTS BSS = TRAU + BSC + BTS Tr m thu phát g c BTSạ ố  BTS: Base Tranceiver Station ho c ặ BS: Base Station  Tr m thu phát g c BTS th c h ên các ch c năng sau:ạ ố ự ị ứ  Thu phát vô tuy n (Radio Carrier Tx and Rx)ế  Ánh x kênh logic vào kênh v t lý ạ ậ ( Logical to physical Ch Mapping )  Mã hóa/gi i mã hóa (Coding/Decoding)ả  M t mã hóa/gi i m t mã hóa(Ciphering/Deciphering)ậ ả ậ  Đi u ch / gi i đi u ch (Modulating/ Demodulating)ề ế ả ề ế [...]... ξ2.3. Các giao di n trong mạng GSM Khái niệm  Giao di n - Interface: ”Là ranh giới giữa các thực thể chức năng (functional entities) tại đó khuôn dạng dữ liệu (protocols) và quá trình trao đổi thông tin (procedure) được chuẩn hóa” GSM’s interfaces Quá trình xử lý tín hiệu thoại GSM transmitter Speech coding thoại Mã hóa nguồn Speech decoding Channel Coding Mã hóa kênh Channel DeCoding Encryption Interleaving Mật mã... (call procesing) • Điều khiển chuyển giao (Handover control) • Quản lý di động (mobility management) • Xử lý tính cước (billing) • Tương tác mạng (interworking function):GatewayMSC GMSC Bộ định vị thường trú HLR “HLR là cơ sở dữ liệu tham chiếu lưu giữ lâu dài các thông tin về thuê bao” • Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN • Các thông tin về thuê bao • Danh sách dịch vụ MS được/hạn chế sử dụng • Số hiệu... Số nhận dạng vùng định vị LAI 3 digits 2 digits 2 Bytes Mobile country Code (MCC) Mobile Network Code  (MNC) Location Area  Code (LAC) Số LAI: Location Area Identity => Số nhận dạng vùng định vị 3 digits Mobile country Code (MCC) 2 digits Mobile Network Code (MNC) 2 Bytes 2 Bytes Location Area Code (LAC) Cell Identity (CI) Số nhận dạng ô toàn cầu GCI: GCI = MCC + MNC + LAC + CI = LAI + CI ξ2.3. Các giao di n trong mạng GSM... BTS ở xa: remote BTS:  ÷  Bộ TRAU (XCDR) TRAU: Transcoding and Rate Adaption Unit hoặc XCDR : TransCoDeR LPC: 13 Kbps + header: 3 Kbps  PCM: 64 Kbps MSC 2 3 chuyển đổi mã    MUX 1 1 TS (64kbps)  4 kênh (16kbps) BSC 4 1 TS  1 kênh thoại: 64 kbps Tốc độ 1 kênh  thoại: 16 Kbps  Ghép kênh:  4*(3+13) = 64 Kbps  2 Phân hệ chuyển mạch NSS Tổng đài di động MSC Chức năng: • Xử lý cuộc gọi (call procesing)... thông tin về thuê bao • Danh sách dịch vụ MS được/hạn chế sử dụng • Số hiệu VLR đang phục vụ MS HLR: Home Location Register Bộ định vị tạm trú VLR “VLR là cơ sở dữ liệu trung gian lưu giữ tạm thời thông tin về thuê bao trong vùng phục vụ MSC/VLR được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu HLR” • Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN,TMSI • Số hiệu nhận dạng vùng định vị đang phục vụ MS • Danh sách dịch vụ MS được/hạn... bao và tạo ra bộ ba tham số nhận thực ‘triple: RAND, Kc,SRES’ khi HLR yêu cầu để tiến hành quá trình nhận thực thuê bao” AuC: Aunthentication Center Khối nhận dạng thiết bị EIR “EIR là cơ sở dữ liệu thông tin về tính hợp lệ của thiết bị ME qua số IMEI” • Một thiết bị sẽ có số IMEI thuộc 1 trong 3 danh sách: + Danh sách trắng (white list) -> valid ME + Danh sách đen (black list) -> stolen ME + Danh sách... Speech coding thoại Mã hóa nguồn Speech decoding Channel Coding Mã hóa kênh Channel DeCoding Encryption Interleaving Mật mã hóa Decryption Ghép xen Deinterleaving receiver Burst assembly Tạo cụm Burst disassembly Modulator Điều chế Demodulator T C H Phân cấp cấu trúc khung - Frame hierarchy 1 hyperframe = 2048 superframes = 2715648 TDMA frames 0 1 2 3 2044 …… 2045 2046 2047 3 h 28 min 53.76 s 1 superframe = 51 (26 Frames) multiframes . Approval Code 6 digits 2 digits IMEI 6 digits Sp 1 digit Tr m di đ ng MS - Mobile Stattionạ ộ  SIM: l u gi các thông tin nh n th c thuê bao và m t mã ư ữ ậ ự ậ hóa/gi i m t mã hóa.ả ậ  Các thông tin l. S N IX D O R F trau BSS omc Data NetwoRK pstn ms Me sim Kết nối mang thông tin báo hiệu /điều khiển Kết nối mang thông tin người sử dụng và báo hiệu IWF: InterWorking Function - Khối tương tác. vùng ph c vấ ụ ụ  Các giao di n ệ  Các giao th cứ  S d ng l i t n sử ụ ạ ầ ố  Chu trình cu c g i và chuy n giaoộ ọ ể ξ2.1. C u trúc h th ng GSMấ ệ ố  M ng thông tin di đ ng m t đ t công c ng