đồ án mạng thông tin GSM

LI NI U 3 CHNG I :NHNG KHI NI¦M CHUNG VÞ THNG TIN DI NG I.CU TRÜC H¦ THNG THNG TIN DI NG S: 4 1. Phn h¦ trm gc BSS: 4 1.1. B iÞu khiÜn trm gc ( BSC ). 5 1.2. Trm thu pht gc ( BTS ). 5 1.3. B chuyÜn m (XCDR). 6 1.4. Cc cu hnh c®a BSS 6 2. Phn h¦ chuyÜn mch (SS) 6 2.1. Trung tm chuyÜn mch cc dch v¬ di ng (MSC) 7 2.2. B ghi nh v thng trÜ(HLR) 7 2.3. B ghi nh v thng trÜ(VLR). 8 2.4. B ghi nhn dng thit b (EIR) 9 2.5.Trung tm nhn thc(AUC): 9 II.TØNG QUAN VÞ CC K THUT A TRUY NHP V ANG S­ D¬NG: 10 1. a truy nhp phn chia theo tn s (FDMA): 10 2. a truy nhp phn chia theo thi gian (TDMA): 11 3. a truy nhp phn chia theo m (CDMA): 12 4. So snh cc cng ngh¦ FDMA, TDMA vÝi CDMA ng d¬ng trong thng tin di ng t bo: 12 CHNG II: K THUT TRUYÞN DN TN HI¦U I. M T CHUNG: 16 II. H¦ THNG IÞU CH TNG T: 16 III. H¦ THNG IÞU CH S: 18 1. M t chung h¦ thng iÞu ch s: 18 1.1. iÞu ch BPSK v QPSK: 19 1.2. iÞu ch FSK v MSK: 20 2. Thu phn tp: 23 IV. IÞU KHIÜN LI : 24 1. Cc chin lþc iÞu khiÜn li: 24 2. Cc m hi¦u chnh li: 24 2.1. M khi: 24 2.2. M xon: 25 CHNG III: H¦ THNG THU PHT I. H¦ THNG TRM GC BSC: 27 1. Chc nng: 27 1.1. Qun l mng v tuyn 27 1.2. Qun l BTS 27 1.3. iÞu khiÜn cuc ni trm di ng 27 1.4. Qun l mng truyÞn dn 28 2. Cu trÜc BSC 28 2.1. M hnh h¦ thng 28 2.2. Cu trÜc phn cng 29 3. Cc h¦ thng con iÞu khiÜn c®a BSC : 30 4. Cc h¦ thng ng d¬ng c®a BSC: 30 II. H¦ THNG TRM GC BTS: 30 1. Chc nng: 30 1.1. Cc tiÞm nng. 30 1.2. M ho v ghp knh 31 1.3. iÞu khiÜn h¦ thng con v tuyn. 31 2. Cu trÜc BTS: 31 2.1. Giao tip my thu pht xa. 32 2.2. H¦ thng con my thu pht. 32 2.3. B Øi ngun. 33 3. Cc dØc tnh: 34 3.1. Tnh tin cy. 34 3.2. Tnh bo d×ng. 34 III MY DI NG: 34 1. Cu hnh tham kho GSM 34 2. Modul nhn dng thu bao 35 2.1. M t. 33 2.2. SIM card IC. 35 3. Cc tnh nng c®a my di ng 35 3.1. Cc yu cu Ü thc hi¦n cc tnh nng MS. 36 3.2. Mt s cc tnh nng c®a thu bao di ng 36 CHNG IV: GIÝI THI¦U 2 TØ CHC MNG THNG TIN DI NG HI¦N NAY VI¦T NAM I. TØNG QUAN 39 II. MNG VINAPHONE. 39 1. Cc s li¦u vÞ cu hnh v cc dch v¬ hi¦n ti c®a mng VINAPHONE: 39 1.1. Cu hnh: 39 1.2. Cc dch v¬ c®a mng VINAPONE 39 1.3. Cu hnh v dch v¬ mÝi trong tng lai: 40 2. S u ni c®a ton mng thng 12 nm 2000: 41 II. MNG MOBILEPHONE. 43 1. GiÝi thi¦u mng v cu hnh mng 43 1.1. GiÝi thi¦u 43 1.2. Cu hnh 43 1.3. Cc dch v¬ 43 2. S kt ni mng MOBIPHONE 44 LI NI U Hi¦n nay trong cuc sng hng ngy thng tin lin lc ng mt vai tr rt quan trng khng thÜ thiu þc, n quyt nh nhiÞu mØt hot ng c®a x hi, giÜp con ngi nm bt nhanh chng cc gi tr vn ho, kinh t, khoa hc k thut rt a dng v phong phÜ. Bng nhng bÝc pht triÜn thn k, cc thnh tu cng ngh¦ i¦n T­ – Tin Hc – Vi¥n Thng lm thay Øi cuc sng con ngi tng gi tng phÜt , n to ra mt tro lu i¦n T­ – Tin Hc – Vi¥n Thng trong mi lnh vc nhng nm cui c®a th k 20, v u th k 21. Lnh vc Thng Tin Di ng cÞng khng nm ngoi tro lu . Cng vÝi nhiÞu cng ngh¦ khc nhau Thng Tin Di ng ang khng ngng pht triÜn p ng nhu cu thng tin ngy cng tng c vÞ s lþng v cht lþng, to nhiÞu thun lþi trong miÞn thi gian cÞng nh khng gian. Chc chn trong tng lai Thng Tin Di ng s þc hon thi¦n nhiÞu hn na Ü tho mn nhu cu thng tin t nhin c®a con ngi. Trn c s nhng kin thc tch lu þc qua 5 nm hc tp chuyn ngnh i¦n T­ – Vi¥n Thng ti trng i hc Bch Khoa H Ni v hn mt thng thc tp ti i GSM – Trung tm Dch v¬ vi¥n thng KV I, ti hon thnh bn bo co thc tp tt nghi¦p ny. Ü hon thnh bn bo co ny ti xin chn thnh cm n thy gio TS Nguy¥n VÞ Sn tn tnh hÝng dn ti trong sut qu trnh thc tp tt nghi¦p . Ti xin chn thnh cm n s giÜp × nhi¦t tnh Ph i MSC1 Phm nh Hon cng cc cn b trong cng ty trong sut qu trnh thc tp ti i.

Báo cáo thực tập Sinh viên: Phạm Thanh Tùng Mục lục Lời nói đầu 3 CHƯƠNG I :NHữNG KHáI NIệM CHUNG Về THÔNG TIN DI ĐộNG I.Cấu trúc hệ thống thông tin di động số: 4 1. Phân hệ trạm gốc BSS: 4 1.1. Bộ điều khiển trạm gốc ( BSC ) 5 1.2. Trạm thu phát gốc ( BTS ) 5 1.3. Bộ chuyển mã (XCDR) 6 1.4. Các cấu hình của BSS 6 2. Phân hệ chuyển mạch (SS) 6 2.1. Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC) 7 2.2. Bộ ghi định vị thờng trú(HLR) 7 2.3. Bộ ghi định vị thờng trú(VLR) 8 2.4. Bộ ghi nhận dạng thiết bị (EIR) 9 2.5.Trung tâm nhận thực(AUC): 9 II.Tổng quan về các kỹ thuật đa truy nhập đã và đang sử dụng: 10 1. Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA): 10 2. Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA): 11 3. Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA): 12 4. So sánh các công nghệ FDMA, TDMA với CDMA ứng dụng trong thông tin di động tế bào: 12 Chơng II: kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu I. mô tả chung: 16 ii. hệ thống điều chế tơng tự: 16 III. Hệ thống điều chế số: 18 1. Mô tả chung hệ thống điều chế số: 18 1.1. Điều chế BPSK và QPSK: 19 1.2. Điều chế FSK và MSK: 20 2. Thu phân tập: 23 IV. Điều khiển lỗi : 24 1. Các chiến lợc điều khiển lỗi: 24 2. Các mã hiệu chỉnh lỗi: 24 2.1. Mã khối: 24 2.2. Mã xoắn: 25 Chơng III: hệ thống thu phát I. hệ thống trạm gốc bsc: 27 1. Chức năng: 27 1.1. Quản lý mạng vô tuyến 27 1.2. Quản lý BTS 27 1.3. Điều khiển cuộc nối trạm di động 27 1 Báo cáo thực tập Sinh viên: Phạm Thanh Tùng 1.4. Quản lý mạng truyền dẫn 28 2. Cấu trúc BSC 28 2.1. Mô hình hệ thống 28 2.2. Cấu trúc phần cứng 29 3. Các hệ thống con điều khiển của BSC : 30 4. Các hệ thống ứng dụng của BSC: 30 II. hệ thống trạm gốc BTS: 30 1. Chức năng: 30 1.1. Các tiềm năng 30 1.2. Mã hoá và ghép kênh 31 1.3. Điều khiển hệ thống con vô tuyến 31 2. Cấu trúc BTS: 31 2.1. Giao tiếp máy thu phát ở xa 32 2.2. Hệ thống con máy thu phát 32 2.3. Bộ đổi nguồn 33 3. Các dặc tính: 34 3.1. Tính tin cậy 34 3.2. Tính bảo dỡng 34 III Máy di động: 34 1. Cấu hình tham khảo GSM 34 2. Modul nhận dạng thuê bao 35 2.1. Mô tả 33 2.2. SIM card IC 35 3. Các tính năng của máy di động 35 3.1. Các yêu cầu để thực hiện các tính năng MS 36 3.2. Một số các tính năng của thuê bao di động 36 Chơng IV: Giới thiệu 2 tổ chức mạng thông tin di động hiện nay ở việt nam I. Tổng quan 39 II. Mạng vinaphone 39 1. Các số liệu về cấu hình và các dịch vụ hiện tại của mạng VINAPHONE: 39 1.1. Cấu hình: 39 1.2. Các dịch vụ của mạng VINAPONE 39 1.3. Cấu hình và dịch vụ mới trong tơng lai: 40 2. Sơ đồ đấu nối của toàn mạng tháng 12 năm 2000: 41 II. Mạng mobilephone 43 1. Giới thiệu mạng và cấu hình mạng 43 1.1. Giới thiệu 43 1.2. Cấu hình 43 1.3. Các dịch vụ 43 2. Sơ đồ kết nối mạng MOBIPHONE 44 2 Báo cáo thực tập Sinh viên: Phạm Thanh Tùng Lời nói đầu Hiện nay trong cuộc sống hàng ngày thông tin liên lạc đóng một vai trò rất quan trọng không thể thiếu đợc, nó quyết định nhiều mặt hoạt động của xã hội, giúp con ngời nắm bắt nhanh chóng các giá trị văn hoá, kinh tế, khoa học kỹ thuật rất đa dạng và phong phú. Bằng những bớc phát triển thần kỳ, các thành tựu công nghệ Điện Tử Tin Học Viễn Thông làm thay đổi cuộc sống con ngời từng giờ từng phút , nó tạo ra một trào lu "Điện Tử Tin Học Viễn Thông " trong mọi lĩnh vực ở những năm cuối của thế kỷ 20, và đầu thế kỷ 21. Lĩnh vực Thông Tin Di Động cũng không nằm ngoài trào lu đó. Cùng với nhiều công nghệ khác nhau Thông Tin Di Động đang không ngừng phát triển đáp ứng nhu cầu thông tin ngày càng tăng cả về số lợng và chất lợng, tạo nhiều thuận lợi trong miền thời gian cũng nh không gian. Chắc chắn trong tơng lai Thông Tin Di Động sẽ đợc hoàn thiện nhiều hơn nữa để thoả mãn nhu cầu thông tin tự nhiên của con ngời. Trên cơ sở những kiến thức đã tích luỹ đợc qua 5 năm học tập chuyên ngành Điện Tử Viễn Thông tại trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội và hơn một tháng thực tập tại Đài GSM Trung tâm Dịch vụ viễn thông KV I, tôi đã hoàn thành bản báo cáo thực tập tốt nghiệp này. Để hoàn thành bản báo cáo này tôi xin chân thành cảm ơn thày giáo TS Nguyễn Vũ Sơn đã tận tình hớng dẫn tôi trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp . Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình Phó đài MSC1 Phạm Đình Hoàn cùng các cán bộ trong công ty trong suốt quá trình thực tập tại đài. 3 Báo cáo thực tập Sinh viên: Phạm Thanh Tùng CHƯƠNG I :NHữNG KHáI NIệM CHUNG Về THÔNG TIN DI ĐộNG I.Cấu trúc hệ thống thông tin di động số: Mô hình hệ thống thông tin di động cellular nh sau: Các ký hiệu: AUC: Trung tâm nhận thực VLR: Bộ ghi định vị tạm trú HLR: Bộ ghi định vị tạm trú EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị BSS: Hệ thống trạm gốc BTS: Đài vô tuyến gốc BSC: Đài điều khiển trạm gốc MS: Máy di động OMC: Trung tâm khai thác và bảo dỡng ISDN: Mạng số liên kết đa dịch vụ PSPDN: Mạng chuyển mạch công cộng theo gói OSS: Hệ thống khai thác và hỗ trợ PLMN: Mạng di động mặt đất công cộng SS: Hệ thống chuyển mạch PSTN: Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng CSPDN: Mạng chuyển mạch số công cộng theo mạch MSC: Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động (Tổng đài di động) 1. Phân hệ trạm gốc BSS: 4 SS AUC VRL EIRHLR MSC ISDN PSPD N CSPD N PSTN PLMN OSS BSS BSC BTS MS Hệ THốNG TRạM GốC truyền dẫn tin tức Kết nối cuộc gọi và truyền dẫn tin tức Hệ thống Chuyển mạch Báo cáo thực tập Sinh viên: Phạm Thanh Tùng Phân hệ trạm gốc BSS là thiết bị đặt tại phạm vi cell, bao gồm một tổ hợp thiết bị thu, phát vô tuyến và quản lý vô tuyến. BSS đảm bảo sự liên kết giữa các thiết bị di động và trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động. BSS sẽ liên lạc với trạm di động trên giao diện vô tuyến số và với trung tâm chuyển mạchcác dịch vụ di động ( MSC ) qua đờng truyền.2Mbps. BSS gồm 3 bộ phận chủ yếu sau: 1. Bộ điều khiển trạm gốc ( BSC ). BSC đảm bảo việc điều khiển cho BSS . BSC thông tin trực tiếp với MSC. BSC có thể điều khiển một hay nhiều BTS. 2.Trạm thu phát gốc ( BTS ). BTS chứa tất cả các cấu kiện RF cung cấp giao diện vô yuyến cho một cell riêng biệt . Đây cũng là một bộ phận của mạng trực tiếp trao đổi thông tin vơi BTS máy di động 3 Bộ chuyển mã - XCDR. Bộ chuyển mã đợc sử dụng để nén các tín hiệu từ trạm di động sao cho việc phát các tín hiệu lên các giao diện cơ sở có hiệu quả hơn . Do vậy bộ chuyển đổi mã cũng đ - ợc xem nh một bộ phận của BSS , nó thờng đợc định vị để nối đến MSC . 1.1. Bộ điều khiển trạm gốc ( BSC ). BSC quản lý giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa của BTS và MS . Đó là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao . BSC đ- ợc đặt giữa các BTS và MSC . BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng tính toán nhất định . Vai trò chủ yếu của BSC là quản lý các kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao . Một BSC có thể quản lý hàng chục BTS , tạo thành một trạm gốc. Giao diện A đợc quy định giữa BSC và MSC , sau đó giao diện Abits đợc quy định giữa BSC với BTS . BTS sẽ đảm bảo việc điều khiển BSS . Một thông tin bất kỳ do BTS yêu cầu, cho khai thác sẽ thu qua BSC . Cũng nh vậy, thông tin bất kỳ đợc yêu cầu về BTS (ví dụ OMC ) sẽ thu đợc bằng BSC . BSC sẽ kết hợp với một ma trận số đợc dùng để kết nối các kênh vô tuyến trên giao diện vô tuyến với các mạch hệ thống trong MSC . Ma trận chuyển mạch BSC cũng cho phép BSC thực hiện các chuyển vùng giữa các kênh vô tuyến trong các BSC riêng rẽ dới sự điều khiển của BSC mà không dính dáng đến MSC . 1.2. Trạm thu phát gốc ( BTS ). BTS chứa phần cứng RF tức là các thiết bị thu , phát, anten và khối xử lý tín hiệu cho giao diện vô tuyến . BTS nh là một Moderm vô tuyến phức tạp . BTS sẽ cung cấp việc kết nối giao diện vô tuyến với máy di động , nó cũng có nhiều hạn chế về chức năng điều khiển , điều này sẽ giảm nhiều lu lợng cần đợc truyền giữa BTS và BSC . Mỗi BTS sẽ cung cấp lần lợt từ 1 đến 6 sóng mang RF, và sẽ cung cấp từ 8 đến 48 cuộc gọi đồng thời . BSC, BTS sẽ điều khiển riêng rẽ hoặc cả hai cùng điều khiển một chức năng . BSC sẽ quản lý cácchức năng, ngợc lại BTS sẽ thực hiện các chức năng hoặc thực hiện các phép đo để giúp BSC. 5 Báo cáo thực tập Sinh viên: Phạm Thanh Tùng 1.2. Bộ chuyển mã (XCDR). XCDR là bộ chuyển mã toàn tốc, sẽ đảm bảo sự chuyền mã thoại và ghép kênh con 4:1 . Bộ chuyển mã (XCDR) cần phải có để chuyển đổi thông tin (thoại hay số liệu) ở lối ra MSC (64 Kb/s) thành dạng quy định bởi các đặc tính kỹ thuật SGM (Special Mobile Group committee) để phát lên giao diện vô tuyến, tức giữa BSS và MS (64 Kb/s thành 16 Kb/s và ngợc lại) . Tín hiệu 64 Kb/s từ các bộ điều chế xung mã (PCM) của MSC, nếu đợc phát trên giao diện vô tuyến mà không có sự sửa đổi thì sẽ chiếm nhiều dải tần vô tuyến, điều này tất nhiên là việc sử dụng phổ vô tuyến có sẵn là không hiệu quả, vì vậy bằng việc xử lý các mạch 64 Kb/s để giảm băng tần yêu cầu sao cho tổng lợng thông tin yêu cầu để phát thoại đã đợc số hoá giảm xuống 13 Kb/s. Bộ chuyển mã có thể đợc đặt ở MSC,BSC hay BTS, nếu nó đợc đặt tại MSC thì các kênh truyền 13 Kb/s đợc phát đến BSS bằng cách chèn thêm bit để có tốc độ truyền dữ liệu 16 Kb/s và sau đó sẽ ghép 4 kênh 16 Kb/s thành một kênh 64 Kb/s. Do vậy mỗi đờng truyền PCM 2Mb/s 30 kênh có thể mang 120 kênh thoại GSM quy định, tức là sẽ tiết kiệm chi phí đối với nhà khao thác hệ thống. Bộ chuyển mã thờng đợc định vị chung với MSC, nh vậy nó sẽ giảm số lợng đờng truyền 2Mb/s. 1.3. Các cấu hình của BSS Nh trên đã đề cập, một BSC có thể điều khiển nhiều BTS, số lợng các BTS cực đại có thể đợc điều khiển bằng một BSC không quy định trong GSM. Các BTS và BSC hay có thể cả hai sẽ đợc đặt trong cùng một cell hpặc đợc đặt ở các khu vực khác (remote) . Trong thực tế phần lớn là các BTS là đợc điều khiển từ xa, trong một mạng thì các BTS nhiều hơn nhiều so với các BSC. Một BTS không cần thông tin trực tiếp với BSC điều khiển nó, nó có thể đợc kết nối với BSC thông qua một vòng các BTS . Để thiết lập một mạng thì một vòng BTS có thể giảm số lợng cáp cần thiết nh khi một BTS có thể đợc kết nối với một BTS bên cạnh nó đúng hơn so với tất cả đợc nối tới một BSC, để tránh trễ truyền dẫn do vòng các BTS gây ra. Vì vậy độ dài của một vòng BTS cần phải giữ đủ ngắn để ngăn ngừa lỗi vòng do trễ thoại trở nên quá dài. 2. Phân hệ chuyển mạch (SS) Phân hệ chuyển mạch bao hàm các chức năng chuyển mạch chính của hệ thống GSM, nó cũng bao gồm các cơ sở dữ liệu cần thiết vê số liệu thuê bao và quản lý di động. Chức năng chính của nó là quản lý các thông tin giữa mạng GSM và các mạng truyền thông khác. Các thành phần của phân hệ chuyển mạch nh sau : - Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động(MSC). - Bộ ghi định vụ thờng trú (HLR). - Bộ ghi định vị tạm trú (VLR). - Bộ ghi nhận dạng thiết bị (EIR). - Trung tâm nhận thực thuê bao(AUC). - Chức năng tơng tác mạng(IWF). 6 Báo cáo thực tập Sinh viên: Phạm Thanh Tùng - Bộ triệt tiếng vang(EC). Hệ thống các thanh ghi định vị : thanh ghi định vị thờng trú (HLR), thanh ghi định vị tạm trú, thanh ghi định dạng thiét bị (EIR). Các thanh ghi định vị là các điểm xử lý đợc định hớng đến cơ sở dữ liệu của các bộ phận quản lý số liệu thuê bao theo bất cứ địa chỉ nào khi một thuê bao di động đứng yên cũng nh khi lu động trong khắp mạng. Về mặt chức năng, nh chức năngtơng tác (IWF), triệt vang (EC) có thể xem nh là các phần của MSC vì các hoạt động của chúng là đợc liên kết chính xác đến chuyển mạch cũng nh kết nói các cuộc gọi thoại và số liệu đến và đi từ các trạm di động (MS). 2.1. Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC) Trong thông tin di động MSC dùng để chuyển mạch cuộc gọi, tức là thiết lập cuộc gọi đến MS và đi từ MS, toàn bộ mục đích của nó giống nhmột tổng đài điện thoại bất kỳ. Tuy nhiên, do cần phải bổ xung thêm nhiều mặt điều khiển, bảo mật phức tạp trong hệ thống tế bào GSM và độ rộng băng tần cho thuê bao, nên sẽ có nhiều u điểm hơn, MSC có khả năng đáp ứng nhiều chức năng bổ xung khác. MSC sẽ thực hiện hàng loạt các nhiệm vụ khác nhau tuỳ thuộc vào vị trí của nó trong hệ thống. Khi MSC cung cấp giao diện giữa PSTN và các BSS trong hệ thống GSM nó sẽ đợc hiểu nh là một MSC cổng. ở vị trí này nó sẽ đảm bảo yêu cầu chuyển mạch cho toàn bộ quá trình thông tin di động từ khi bắt đầu cho đến khi kết thúc. Mỗi MSC sẽ cung cấp dịch vụ đến các máy di động đợc định vị trong vùng phủ sóng địa lý xác định, một hệ thống điển hình gồm có nhiều MSC . Một MSC có khả năng đáp ứng vùng đô thị khoảng một triệu dân. MSC thực hiện các chức năng sau: - Chức năng xử lý cuộc gọi: Bao gồm điều khiển việc thiết lập cuộc gọi thoại/ số liệu, liên kết các BSS, liên kết các MSC, các chuyển vùng, điều khiển việc quản lý di động (tính hợp lệ và vị trí của thuê bao). - Chức năng hỗ trợ và bảo dỡng khai thác: Bao gồm việc quản lý cơ sở dữ liệu, định lợng và đo lu lợng thông tin, giao tiếp ngời- máy. - Chức năng hoạt động tơng tác giữa các mạng: Quản lý giao tiếp giữa hệ thống GSM và hệ thống điện thoại công cộng PSTN. - Chức năng Billing: Thu thập số liệu lập hoá đơn cớc cuộc gọi. 2.2. Bộ ghi định vị th ờng trú(HLR) Bộ ghi định vị thờng trú liên quan với cơ sở dữ liệu về các thông số của thuê bao. Các thông tin này đợc đa vào cơ sở dữ liệu do hãng khai thác mạng khi một thuê bao mới đợc bổ xung vào hệ thống. Bất kể MS hiện ở đâu, HLR đều lu giữ mọi thông tin thuê bao liên quan đến việc cung cấp các dịch vụ viễn thông, kể cả vị trí hiện thời của MS. HLR thờng là một máy tính đứng riêng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao, nhng không có khả năng chuyển mạch. Một chức năng nữa của HLR là nhận dạng thông tin do AUC cung cấp(số liệu bảo mật về tính hợp pháp của thuê bao). Các tham số đợc lu giữ trong HLR gồm có: - Các chỉ số (ID) của thuê bao (IMSI và MSISDN) - VLR của thuê bao hiện thời (vị trí hiện thời) 7 Báo cáo thực tập Sinh viên: Phạm Thanh Tùng - Các dịch vụ bổ sung thuê bao yêu cầu. - Thông tin về dịch vụ bổ sung (ví dụ số máy chuyển tiếp hiện thời) - Trạng thái thuê bao(đăng ký / xoá đăng ký) - Khoá nhận thực và các chức năng AUC. - Số lu động thuê baodi động(MSRN). Cơ sở dữ liệu của HLR chứa đựng các dữ liệu chính của tất cả các thuê bao ở một mạng GSM PLMN. Cơ sở dữ liệu của HLR chứa đựng các dữ liệu chính của tất cả các MSC và các VLR trong mạng và dù cho mạng có nhiều HLR nhng chỉ có một cơ sở dữ liệu đợc ghi cho một thuê bao. Vì vậy một HLR chỉ xử lý một phần của toàn bộ cơ sở dữ liệu thuê bao. Dữ liệu thuê bao có thể đợc truy nhập hoặc bằng số IMSI hoặc số MSISDN. Dữ liệu cũng có thể sẽ đợc truy nhập bởi một MSC hay một VLR trong một mạng PLMN khác để cho phép liên kết hệ thống và liên kết vùng lu động. 2.3. Bộ ghi định vị th ờng trú(VLR). VLR là một cơ sở dữ liệu đợc nối với một hay nhiều MSC. VLR sẽ sao chép hầu hết các số liệu đợc lu trữ tại HLR. Tuy nhiên, đó chỉ là số liệu tạm thời tồn tại chừng nào mà thuê bao đang hoạt động trong vùng phủ riêng của VLR (số liệu định vị thuê bao MS lu giữ trong VLR chính xác hơn số liệu tơng ứng trong HLR). Do vậy cơ sở dữ liệu VLR sẽ có một vài số liệu giống hệt nh nhiều số liệu chính xác, thích hợp khi các thuê bao tồn tại trong vùng phủ của VLR. VLR sẽ cung cấp cơ sở dữ liệu nội bộ về thuê bao bất cứ nơi nào thuê bao tồn tại thực sự trong một mạng PLMN, điều này có thể có hoặc không có ở hệ thống gốc , chức năng này sẽ loại trừ các nhu cầu về truy cập đến cơ sở dữ liệu HLR gốc tốn nhiều thờ gian. Các chức năng của VLR thờng đợc liên kết với chức năng của MSC. Các dữ lệu bổ sung đợc lu trữ ở VLR nh sau: - Nhận dạng vùng định vị: Các ô trong mạng di động (PLMN) đợc tập hợp liền nhau thành các vùng địa lý và mỗi vùng đợc ấn định một chỉ số nhận dạng vùng định vị (LAI), một vùng định vị điển hình có khoảng 30 ô. Mỗi VLR sẽ kiểm soát một loạt các LAI và khi một thuê bao di chuyển từ một LAI này đến một LAI khác, thì LAI đợc cập nhật vào một VLR. Cũng nh vậy, khi một thuê bao di chuyển từ một VLR này đến một VLR khác thì các địa chỉ của VLR sẽ đợc cập nhật vào một HLR. - Nhận dạng thuê bao di động tạm thời: Các VLR sẽ điều khiển việc phân phối các chỉ số nhận dạng thuê bao di động tạm thời (TMSI) và sẽ thông báo chúng đến HLR. Các TMSI sẽ đợc cập nhật thờng xuyên, điều này sẽ làm cho việc phát hiện cuộc gọi là rất khó khăn vì vậy, đảm bảo khả năng an ninh rất cao cho thuê bao.TMSI có thể sẽ đợc cập nhật ở các trạng thái bất kỳ sau: Thiết lập cuộc gọi . Đang vào một LAI mới. 8 Báo cáo thực tập Sinh viên: Phạm Thanh Tùng Đang vào một VLR mới. - Số lu động của thông tin di động : Khi một thuê bao muốn hoạt động ngoài vùng thờng trú của nó tại một thời điểm nào đó thì VLR cũng sẽ chỉ định một số lu động cho trạm di động (MSRN), chỉ số này đợc ấn định từ một danh sách các số thuê bao đợc lu giữ tại VLR (MSC). MSRN sau đó đợc sử dụng để định tuyến cuộc gọi đến một MSC sẽ điều khiển trạm gốc tại vị trí hiện thời của các trạm di động. Cơ sở dữ liệu trong VLR có thể sẽ đợc truy nhập bằng IMSI,TMSI hay MSRN. Một cách điển hình sẽ có một VLR cho mỗi MSC. 2.4. Bộ ghi nhận dạng thiết bị (EIR ) ở eir chứa một cơ sở dữ liệu trung tâm để xác nhận tính hợp lệ của chỉ số nhận dạng thiết bị di động quốc tế (IMEI) Đây là cơ sở dữ liệu liên quan duy nhất đến thiết bị MS và không liên quan đến thuê bao đang sử dụng MS để phats hay thu các cuộc gọi. Cơ sở dữ liệu của EIR gồm có danh sách các số IMEI (hay các khối IMEI) đợc cơ cấu nh sau: - Danh sách Trắng : gồm các số IMEI đã đợc gán cho các máy di động hợp lệ. - Danh sách Đen : gồm các số IMEI của các máy di động đã đợc trình báo là mất cắp hoặc các dịch vụ bị từ chối vì một vài lý do nào đó. - Danh sách Xám : gồm các số IMEI của các máy di động có các vấn đề trục trặc (nh lỗi phần mềm ), tuy nhiên cha đủ ý nghĩa để cho phép dựa vào Danh sách đen Cơ sở dữ liệu của EIRcó thể đợc truy nhập từ xa bởi các MSC trong mạng và cũng có thể đợc truy nhập bởi một MSC ỏ mạng PLMN khác. Cũng nh HLR, một mạng có thể sẽ có một hoặc nhiều bộ EIR, với mỗi EIR sẽ kiểm tra một khối các số IMEI nào đó . Khi cho một số IMEI thì MSC sẽ dễ dàng truyền lại theo địa chỉ của EIR để kiểm tra ở khu vực thích hợp ở cơ sở dữ liệu của thiết bị. 2.5. Trung tâm nhận thực(AUC): Trung tâm nhận thực là một hệ thống xử lý. AUC thờng đợc đặt chung với thanh ghi định vị thờng trú (HLR ) bởi vì nó đợc yêu cầu để truy nhập và cập nhật một cách liên tục, liên quan mật thiết đến hồ sơ thuê bao trong hệ thống . Trung tâm nhận thực AUC /HLR có thể đợc đặt chung với MSC hoặc tại các MSC ở xa. Quá trình nhận thực thờng xảy ra ở mỗi thời điểm khởi đầucủa thuê bao trong hệ thống. Trong quá trình nhận thực, các dữ liệu bảo mật đợc lu giữ tại SIM card đợc vận dụng và so sánh với dữ liệu lu giữ tại cơ sở dữ liệu của HLR. Đây là các dữ liệu đã đợc nhập vào SIM card và cơ sở dữ liệu của hệ thống (HLR )tại thời điểm phát hành SIM card. Quá trình nhận thực nh sau: 1. Một số ngẫu nhiên đợc gửi tới máy di động từ trung tâm nhận thực (AUC ). 2. Số này đợc thao tác bằng các thuật toán nhận thực lu giữ trong SIM card. Khoá nhận thực thuê bao (Ki) đợc lu giữ trong SIM cũng đợc sử dụng trong việc thao tác. 9 Báo cáo thực tập Sinh viên: Phạm Thanh Tùng 3. Các kết quả thao tác số ngẫu nhiên sẽ đợc trả lời (SRES) trở lại AUC cùng với một khoá bảo mật (Kc) đã đợc lu giữ tại SIM card. Khoá bảo mật đợc dùng để bảo mật dữ liệu khi phát lên lên giao diện vô tuyến, tạo ra nhiều sự an toàn trên giao diện. 4. Khi máy di động và AUC cùng thực hiện đồng thời các phép tính giống nhau một cách chính xác với số ngẫu nhiên và dữ liệu đã đợc lu giữ tại HLR. 5. AUC sẽ nhận lời đáp (SRES) và so sánh nó với đáp án đúng. 6. Nừu các trả lời đa ra bởi AUC và thuê bao giống nhau thì thuê bao đợc phép sử dụng trên mạng. 7. Khoá bảo mật đợc đa ra bởi AUC, đợc lu giữ và gửi đến BTS để chop phép đ- ợc tiến hành bảo mật. II.Tổng quan về các kỹ thuật đa truy nhập đã và đang sử dụng: Để làm tăng dung lợng của dải vô tuyến dùng cho hệ thống thông tin tế bào, ngời ta sử dụng các kỹ thuật ghép kênh. Hiện nay có rất nhiều dạng ghép kênh nhng có ba hình thức thông dụng nhất là: - Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA - Frequency Division Multiple Access) - Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA - Time Division Multiple Access) - Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA - Code Division Multiple Access) Liên quan đến việc ghép kênh là dải thông mà mỗi kênh hoặc mỗi mạch chiếm trong một băng tần nào đó. Dải thông đơn giản chỉ là sự chênh lệch giữa các tần số cao nhất và thấp nhất trong băng. Cùng một khái niệm nh vậy dải thông của kênh đợc áp dụng theo quy mô nhỏ hơn. Trong mỗi hệ thống ghép kênh ở trên đều sử dụng thuật ngữ đa truy nhập, tức là các kênh vô tuyến đợc nhiều thuê bao dùng chung chứ không phải là mỗi thuê bao đợc gán một tần số riêng. Sau đây sẽ đi chi tiết về ba kỹ thuật ghép kênh. 1. Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA): Các hệ thống tế bào hiện tại đang sử dụng kỹ thuật ghép kênh FDMA, chia toàn bộ băng tần đợc phân phối cho một nhà khai thác mạng tế bào (25 MHz) thành các kênh rời rạc. Vì mỗi kênh có dải thông (độ rộng dải) là 30 KHz, cho nên hệ thống có tất cả 832 kênh. Mỗi cuộc đàm thoại cần sử dụng hai tần số, cho nên mỗi nhà khai thác có 416 cặp tần số khả dụng, mỗi cặp có thể gán cho một thuê bao mạng tế bào vào bất kỳ lúc nào. 10 Thoại analog 30 KHz kênh1 Thoại analog 30 KHz kênh832 . . . [...]... hoá cho một mã khối phân chia khối thông tin thành khối bản tin, mỗi khối có k bit thông tin Một khối bản tin đợc biểu diễn bằng tập hợp k nhị phân = ( 1 , 2 , k ) gọi là một bản tin (thông tin mã hoá khối sử dụng ký hiệu có ngiã là một bản tin k bit htay cho toàn bộ chuỗi thông tin ) Có thể có tất cả 2 k bản tin khác nhau Bộ mã hoá chuyển đổi độc lập từng bản tin thành một tập hợp W = (W1 ,W2... Đối với mã hệ thống k bit trong số W là chính xác nh bản tin Hình vẽ sau tra tả quá Bit kiểm tra được thêm vào Bit thông tin Bit kiểm mô trình này các bit thông tin ở hướng phát Hướng thu xác định vị trí các lỗi từ các bit kiểm tra/ bit thông tin Các bit thông tin Các bit kiểm tra Hiệu chỉnh Vị trí lỗi 24 Bit mã lỗi xảy ra được sửa Bit thông tin Báo cáo thực tập Sinh viên: Phạm Thanh Tùng Hình vẽ:... Các chỉ thị này là các tone (tổng), 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 Chỉ thị quốc gia / mạng PLMN cho biết hiện thời MS đang đăng ký ở mạng GSM PLMN nào Chỉ thị này cần thiết để ngời sử dụng biết khi nào lu động (chuyển mạng quốc gia) và việc lựa chọn PLMN... cơ sở thông tin về các đặc tính của từng kênh riêng Thông tin này đợc thu thập từ các phép đo các khe thời gian rỗi ở trạm vô tuyến gốc Trong quá trình gọi, sự đấu nối BSC đợc giám sát Cờng độ tín hiệu và chất lợng tiếng đợc đo ở máy di động và máy thu phát, sau đó đợc phát đến BSC Một thuật toán cônGSM suất quyết đình các công suất ra tốt nhất của máy di động và máy thu phát để giảm nhiễu trong mạng. .. bao đợc bảo vệ và chuẩn hoá 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) * 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 Những bản tin nh vậy đợc ngời sử dụng mạng viễn thông gửi đến trung tâm dịch vụ,... chung đợc phân bố ở toàn bộ TG nhng đợc điều khiển bởi TGC TGC là một chức năng phần mềm ở hai TRXC trong TG Có hai TGC để dự phòng và sử dụng khe thời gian điều khiển cho TRX đẻ thông tin với BSC Thông tin này bao gồm cả thông tin TRXT Khối xử lý tín hiệu (SPU): SPU là phần xử lý tín hiệu của TRX Mỗi SPU điều khiển hai khe thời gian Máy phát vô tuyến (RTX): 32 Báo cáo thực tập Sinh viên: Phạm Thanh Tùng... tham khảo giao tiếp thâm nhập GSMPLMN 2 Modul nhận dạng thuê bao (SIM) 2.1 Mô tả: Nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI) là thông tin nhận dạng đơn trị một thuê bao với mạng GSM PLMN Các máy di động chỉ có thể hoạt động nếu có IMSI đúng (trừ các cuộc gọi khẩn đợc cho phép) MS phải chứa một chức năng bảo mật để nhận thực thuê bao: Một khoá nhận thực bí mật và một thuật toán mật mã Modul nhận dạng thuê... pháp, ngăn ngừa việc sử dụng thẻ trái phép SIM có khả năng l u trữ thêm thông tin, chẳng hạn nh tính cớc cuộc gọi đã tích lũy Đây là thông tin có thể tới khách hàng qua đờng handset / ghi số ở tổng đài Thẻ SIM cũng thực hiện thuật toán nhận thực SIM card cho phép ngời sử dụng nhiều dịch vụ và cho phép ngời dùng truy nhập vào các mạng di động mặt đất PLMN khác nhau (nhờ tiêu chuẩn hoá giao diện SIM... QPSK là điều chế mà trong đố thông tin đợc đa vào theo hai pha và bốn pha của sóng mang tơng ứng Trong hệ thống BPSK, các pha sóng đều đợc thiết lập là 0 và so với sóng mang không điều chế Đây là điều chế pha nhị phâncho phép chuyển một bit thông tin thành một pha Trong hệ thống QPSK, các pha sóng điều chế đợc thiết lập là 0, /4 và 3 /4, nó cho phép chuyển hai bit thông tin thành một pha Hình vẽ sau... đợc từ các trạm gốc của các ô lân cận baừng cách sử dụng cụm TDMA của chúng trong quá trình thu phát Sử đụng thông tin nh vậy các đầu cuối di động có thể xác định đợc vị trí của chúng và thời điểm chuyển giao Điều này cải thiện đáng kể hiệu quả và độ tin cậy điều khiển kên vô tuyến Từ khi thông tin phi thoại hoặc số liệu ở dạng tín hiệu số, các hệ thống tổ ong số phù hợp hơn trong việc cung cấp các dịch . dịch vụ của mạng VINAPONE 39 1.3. Cấu hình và dịch vụ mới trong tơng lai: 40 2. Sơ đồ đấu nối của toàn mạng tháng 12 năm 2000: 41 II. Mạng mobilephone 43 1. Giới thiệu mạng và cấu hình mạng 43 1.1 hệ thống GSM, nó cũng bao gồm các cơ sở dữ liệu cần thiết vê số liệu thuê bao và quản lý di động. Chức năng chính của nó là quản lý các thông tin giữa mạng GSM và các mạng truyền thông khác. Các. kỷ 21. Lĩnh vực Thông Tin Di Động cũng không nằm ngoài trào lu đó. Cùng với nhiều công nghệ khác nhau Thông Tin Di Động đang không ngừng phát triển đáp ứng nhu cầu thông tin ngày càng tăng