BÁO CÁO THỰC TẬP-NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CÁC DỊCH VỤ GIÁ TRỊ GIA TĂNG CỦA ERICSSON CHO MẠNG DI ĐỘNG VINAPHONE

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI _______________________ = ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CÁC DỊCH VỤ GIÁ TRỊ GIA TĂNG CỦA ERICSSON CHO MẠNG DI ĐỘNG VINAPHONE CHUYÊN NGÀNH: Kĩ Thuật Điên Tử Mã số : 60.52.70 Học viên : Ngô Diên Hưng Lớp : Cao Học Điện Tử 16 Giáo viên hướng dẫn : TS. Trần Hoài Trung Năm 2011 2 ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ 1. Họ và tên học viên: Ngô Diên Hưng Tel: 0936230784 Mail: hung.d.ngo@ericsson.com 2. Chuyên ngành: Kĩ Thuật Điện Tử 3. Lớp: Cao Học Điện Tử 16 - khoá 16 4. Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Giao thông Vận tải 5. Giáo viên hướng dẫn: TS Trần Hoài Trung Tel: 0982341176 Mail: hoaitrunggt@yahoo.com Tên đề tài: Nghiên cứu giải pháp thiết kế các dịch vụ giá trị gia tăng của Ericsson cho mạng di động Vinaphone Học viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên) Ngô Diên Hưng 3 PHẦN MỞ ĐẦU I.Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây thông tin di động đã đạt được những thành tựu vượt bậc. Thông tin di động cho phép người sử dụng đàm thoại ở mọi nơi mọi lúc trong vùng phủ sóng, kể cả khi đang di chuyển. Ngoài ra thông tin di động còn đáp ứng nhiều dịch vụ khác như: nhắn tin truyền số liệu, truyền thông đa phương tiện, xác định vị trí người sử dụng mà các dịch vụ khác không thể thực hiện được. Do vậy, nhu cầu về thông tin di động ngày một tăng lên. Và hơn bao giờ hêt ở Việt nam và thế giới đang chứng kiến những thay đổi lớn và sự phát triển rất nhanh chóng của ngành thông tin di động, từ công nghệ 2G chuyển sang 3G là một bước tiến quan trọng trong ngành di động và công nghệ 3G đang được nhắc đến nhiều hơn bao giờ hết. Bởi 3G có khả năng đem lại các dịch vụ dữ liệu băng rộng, thoại và đa truyền thông mới Cụ thể hóa bởi tính ưu việt đó là hàng loạt các dịch vụ giá trị gia tăng nổi trội đem lại lợi ích to lớn cho người dùng như: quản lí cuộc gọi, cuộc gọi kèm hình ảnh, thông tin dịch vụ tổng hợp, dịch vụ cộng đồng trên di động hay âm nhạc di động Vì vậy nghiên cứu giải pháp để phát triển hơn nữa các dịch vụ giá tri gia tăng và tối ưu hóa các dịch vụ trong 3G là một vấn đề cực kì quan trọng II. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: Tìm hiểu thực tại của các nhà mạng tại Việt Nam, những vấn đề tồn tại :cơ sở hạ tầng và dịch vụ cung cấp của các nhà mạng ở thế hệ 2G, 2.75G. Những khó khăn, thách thức khi tiến lên thế hệ tiếp theo 3G. Hiểu và nắm rõ về kĩ thuật VAS,vai trò của VAS trong mạng di động 3G và các dịch vụ ứng dụng. III. Đối tượng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu: - Nghiên cứu công nghệ 3G: con đường tiến lên 3G, kiến trúc của mạng 3G và những tính năng ưu việt của nó, Sự khác biệt so với 2 G: dịch vụ và cơ sở hạ tầng - Các dịch vụ giá trị gia tăng trong 3 G - Đề xuất thiết kế các giải pháp dịch vụ giá trị gia tăng trong mạng Vinaphone IV. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu công nghệ 3G, dịch vụ và các giải pháp thiết kế dịch vụ giá trị gia tăngcho mạng di động Vinaphone, và chuẩn bị những bước tiến mới hướng tới thế hệ 4G. 4 V. Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong quá trình làm đề tài: - Tìm hiểu tài liệu: Website về công nghệ viễn thông, tài liệu của Ericsson về thông tin di động thế hệ 3G - Qua đề xuất thực tế của Ericsson trong việc thiết kế các giải pháp dịch vụ gia tăng cho Vinaphone VI. Kết cấu của luận văn: Chương 1: Các hệ thống thông tin di động Chương 2: Hệ thống thông tin di động 3G Chương 3: Thiết kế giải pháp một số dịch vụ giá trị gia tăng của Ericsson trong mạng 3G của Vinaphone . NỘI DUNG ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT Chương 1: Các hệ thống thông tin di động 1.1. Thế hệ thông tin di động thứ 1 1.2. Thế hệ thông tin di động thứ 2 1.3. Thế hệ thông tin di đông thứ 3 Chương 2: Hệ thống thông tin di động 3G 2.1. Cấu trúc của hệ thống 3G 2.2. Hệ thống VAS 2.3. Các dịch vụ của hệ thống thông tin di động 2G 2.4. Các dịch vụ của hệ thống thông tin di động 3G Chương 3: Thiết kế giải pháp một số dịch vụ giá trị gia tăng của Ericsson trong mạng 3G của Vinaphone . 3.1. Cấu trúc của mạng Vinaphone 3.2. Cấu trúc hệ thống VAS của Vinaphone 5 3.3.Các vấn đề liên quan đến dịch vụ giá trị gia tăng 3.4. Thiết kế giải pháp của Ericsson cho mạng di động Vinaphone KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ VII. Dự kiến tiến độ thực hiện Luận văn dự kiến được hoàn thành trong khoảng 6 tháng (25 tuần) kể từ khi ra quyết định giao đề tài. Cụ thể như sau: TT CHƯƠNG MỤC TIẾN ĐỘ (tuần) 1 Chương I. 3 2 Chương II. 6 3 Chương III và phần Kết luận, kiến nghị 15 4 Hoàn thiện Luận văn 2 Tổng cộng 24 (Ghi chú: Quá thời hạn nêu trên mà chưa hoàn thành luận văn, học viên phải đến trường để làm thủ tục gia hạn theo quy định) VIII. Tài liệu tham khảo [1]. Ericsson document, WCDMA-Procedures-Protocols-LZT1238772, 2009 [2]. Ericsson document, Coverage and capacity dimensioning guideline, 2009 [3]. Timo Halnen, Javier Romero, Juan Melero; (2003) GSM, GPRS and EDGE Performance (Evolution Towards 3G/UMTS); John Wiley & Sons, Ltd [4]. Rudolf Tanner, Jason Woodard, WCDMA Requirements and Practical Design (2004), John Wiley & Sons, Ltd [5]. Tổng quan mạng WCDMA. TS. Nguyễn phạm Anh Dũng, 2008 [6]. 3GPP, UTRAN System Engineering, 2009 6 Giáo viên hướng dẫn Bộ môn Kỹ thuật viễn thông (Ký và ghi rõ họ tên) Trưởng bộ môn (Ký và ghi rõ họ tên) Bài Làm Chương 1 giới thiệu chung mạng di động GSM, GPRS, EDGE 1.1 . Mạng thông tin di động GSM 1.1.1. Lịch sử phát triển Công nghệ di động đầu tiên là công nghệ tương tự, khởi đầu từ những năm 70 với các công nghệ tiêu biểu như AMPS (Advanced Mobile Phone System) tại North American (1983), NTT tại Nhật (1977) và NMT (Nordic Mobile Telephone) tại Europe (1983). + Năm 1982, hội nghị quản lý bưu điện và viễn thông ở Châu Âu (CEPT – European Conference of Postal and Telecommunications ad minstrations) thành lập 1 nhóm nghiên cứu, GSM – Group Speciale Mobile, mục đích phát triển chuẩn mới về thông tin di động ở Châu âu. + Năm 1987, 13 quốc gia ký vào bản ghi nhớ và đồng ý giới thiệu mạng GSM vào năm 1991. + Năm 1988, Trụ sở chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI – European Telecommunication Standards Institute) được thành lập, có trách nhiệm biến đổi nhiều tiến cử kỹ thuật GSM thành chuẩn European. + Ngày 01/07/1991 ở Phần Lan (finland) cuộc gọi điện thoại GSM đầu tiên từ công viên Helsinki, đánh dấu GSM900 Phase 1 ở European. + Năm 1995, chuẩn GSM đã phát triển lên Phase 2. Tập trung phát triển vào phát đàm thoại và những dịch vụ liên quan đến những cuộc gọi đàm thoại. 7 + Năm 1998, 3GPP (the Third Generation Partnership) phát triển chuẩn GSM lên GPRS và EDGE Sự phát triển kỹ thuật từ FDMA -1G, 2G – là kết hợp FDMA và TDMA, 3G – CDMA 1.1.2. Giới thiệu mạng di động GSM Hệ thống GSM làm việc trong một băng tần hẹp, dài tần cơ bản từ (890-960MHz). Băng tần được chia làm 2 phần:  Uplink band từ (890 – 915) MHz  Downlink ban từ (935 – 960)MHz Băng tần gồm 124 sóng mang được chia làm 2 băng, mỗi băng rộng 25MHz, khoảng cách giữa 2 sóng mang kề nhau là 200KHz. Mỗi kênh sử dụng 2 tần số riêng biệt cho 2 đường lên và xuống gọi là kênh song công. Khoảng cách giữa 2 tần số là không đổi bằng 45MHz. Mỗi kênh vô tuyến mang 8 khe thời gian TDMA và mỗi khe thời gian là một kênh vật lý trao đổi thông tin giữa MS và mạng GSM. Tốc độ mã từ (6.5 – 13)Kbps. 125 kênh tần số được đánh số từ 0 đến 124 được gọi là kênh tần số tuyệt đối ARFCN (Absolute Radio Frequency Channel Number). Ful(n) = 890 MHz + (0,2MHz) * n Fdl(n) = Ful(n) + 45MHz Với 1 <= n <= 124 Cấu trúc của 2 kênh vật lý và kênh logic: - Các kênh vật lý là một khe thời gian ở một tần số vô tuyến dành để truyền tải thông tin ở đường vô tuyến của GSM. Mỗi một kênh tần số vô tuyến được tổ chức thành các khung TDMA dài 4,62ms gồm có 8 khe thời gian (một khe dài 577 µ s) - Các kênh logic được đặc trưng bởi thông tin truyền giữa BTS và MS. Các kênh logic này được đặt vào kênh vật lý nói trên. Có thể chia các kênh logic gồm 2 loại kênh: các kênh lưu lượng (TCH) và các kênh báo hiệu điều khiển 1.1.2.1 Các thành phần của hệ thống. PLMN theo chuẩn GSM được chia làm 3 phân hệ:  Phân hệ chuyển mạch: NSS (Network Switching Subsytem): MSC, HLR, VLR, AuC, EIR 8  Phân hệ vô tuyến: RSS = BSS + MS ( RSS – Radio SubSystem) -> MS = ME +SIM: Trong SIM chứa các số nhận dạng IMSI, TMSI; số hiệu nhận dạng vùng định vị LAI - > BSS = TRAU + BSC + BTS: BSS kết nối với NSS qua cổng PCM cơ sở 2Mbps  Phân hệ vận hành và bảo dưỡng (khai thác) – OMS (Operation and Maintenance Subsystem) Phân hệ khai thác thực hiện 3 chức năng chính: Khai thác và bảo dưỡng mạng, Quản lý thuê bao và tính cước, Quản lý thiết bị di động Hình 1.1: Cấu trúc hệ thống GSM A. phân hệ vô tuyến BSS (Base Station System ) có chức năng cung cấp đường truyền giữa MS với tổng đài MSC. BSS trao đổi thông tin với MS trên giao diện vô tuyến Um và với MSC (SGSN) bằng các truyến truyền dẫn 2Mbps qua giao diện A(Gb): BSS = BSC + BTS + TRAU (TCE) BSC ( Base Station Controller) điều khiển 1 vài Cell (1 vài BTS) vàquản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao (handover). Trong thực tế BSC là một tổng đài nhỏ có vai trò quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển giao. BSC phải thực hiện 1 vài chức năng: - ước lượng báo hiệu giữa MS và tổng đài (mạng lõi – CN) 9 - performing gaging in a group of cells for every mobile terminating call (MTC) - Quản lý tài nguyên vô tuyến đối với mỗi BTS - Chuyển mạch khe thời gian từ mạng lõi tới đúng BTS - Cung cấp điểm truy cập bảo trì và vận hành chính cho toàn bộ BSS - Lưu dữ cấu hình data đối với tất cả những phần tử trong BSS. Handover là 1 thuê bao từ Cell này đến cell khác, yêu cầu mọi BTS phải:  Đánh giá thông báo đo lường được phát từ mọi di động trong xuốt quá trình gọi, để xác định khi nào thì chuyển giao  Truy cập tới tài nguyên có sẵn trong mỗi BTS hàng xóm;  Có thể thông tin với BTS hàng xóm để yêu cầu tài nguyên cho mỗi mobile cần handover, và hợp tác handover  Hợp tác handover(chuyển giao) với tổng đài điện thoại mục đích để nó biết BTS nào đang xử lý mỗi cuộc gọi. BTS (Base Transceiver Station) trong 1 cell. BTS có chức năng trao đổi thông tin với MS. Mỗi BTS bao gồm các thiết bị thu phát, anten và xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vô tuyến để cung cấp giao diện vô tuyến cho một cell. Dung lượng kênh thoại của mạng GSM, trong bất kỳ một vùng, được xác định bởi số lượng tần số mang trên mỗi cell và mật độ cell trên một vùng. nhiệm vụ chính của BTS là: - Mã kênh (sử dụng FR, HR hoặc EFR), iết mật mã và giải mật mã (chỉ với những kết nối chuyển mạch kênh) - đồng bộ một vài mật MS về thời gian và tần số - Khối vô tuyến tương tự để điều chế, khuyếch đại và phối hợp thu phát - Khối băng gốc để phối hợp tốc độ truyền thoại, số liệu và mã hoá kênh - sự ước lượng và optimizatin về chất lượng phát UL và DL (sử dụng nhiều cách đo riêng và những thông báo đo MS) TRAU(TCE): Tín hiệu trên giao diện vô tuyến được mã hoá ở tốc độ 13kbps sử dụng mã tiền định tuyến tính LPC. Để thích ứng tốc độ này với tốc độ mạng thoại cố định PSTN cần có bộ chuyển đổi mã TRAU để chuyển đổi giữa 13kbps LPC và 64kbps PCM giữa MS và MSC. TRAU có thể đặt tại BTS, BSC hoặc tại MSC. Mỗi 20ms chứa 260bit tiếng sẽ được 10 bổ sung 60bit và tốc độ luồng số mỗi kênh đạt 16kbps. Với truyền số liệu, không cần chuyển đổi mã nhưng tốc độ số liệu thay đổi từ 9,6kbps lên 16kbps để truyền trền giao diện kênh mặt đất (trong đó có 3kbps TRAU) ME (Mobile Equiptment) = hardware + software là htiết bị di động. ME tương đương số IMEI = Assigned at the factory SIM: lưu giữ thông tin nhận thực thuê bao và mật mã hoá/ giải mật mã hoá. Các thông tin lưu dữ trong SIM Các sô nhận dạng IMSI, TMSI - Khoá nhận thực Ki - Khoá mật mã Kc - Số hiệu nhận dạng vùng định vị LAI (LAI – Location Area ID) - Danh sách các tần số lân cận Có 3 lớp khác biệt của thiết bị di đ ộng (ME) GPRS với GSM. - Lớp A: thiết bị có khả năng xử lý cuộc gọi thoại và chuyển gói data ở cùng một thời điểm. - Lớp B: Thiết bị có thể xử lý thoại hoặc lưu lượng gói data và có thể đặt việc chuyển gói ở trạng thái trờ để nhận cuộc gọi thoại. - Lớp C: Thiết bị có thể xử lý cả 2 thoại và data B. phân hệ chuyển mạch MSC ( Mobile service Switching Centre) có nhiệm vụ điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những người sử dụng mạng GSM. Một mặt giao tiếp với BSS, mặt khác giao tiếp với mạng ngoài (qua GMSC) MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiển trạm gốc BSC. MSC thực hiện các chức năng: Xử lý cuộc gọi, vận hành và bảo dưỡng, chức năng tương tác và tính cước. MSC có thể triển khai ở 2 dạng: MSC server - xử lý báo hiệu; CS-MGW xử lý báo hiệu người dùng MSC server điều khiển cuộc gọi từ lúc bắt đầu đến kết thúc trong miền CS, hoàn thành báo hiệu và biên dịch vào trong mạng báo hiệu. Chứa dữ liệu dịch vụ thuê bao trong VLR và dữ liệu liên quan CAMEL. [...]... Những lớp của giao di n Gb Giao di n Gr giữa SGSN và HLR Giao di n này được dùng để trao đổi dữ liệu liên quan tới định vị MS và tới quản lý thuê bao Dịch vụ chính là dịch chuyển dữ liệu gói SGSN cho HLR biết vị trí của MS HLR gửi tới SGSN tất cả dữ liệu cần để hỗ trợ dịch vụ tới thuê bao di động Giao di n Gn và Gp giữa SGSN và GGSN Những giao di n này hỗ trợ tính di động giữa SGSN và GGSN Giao di n Gn... hoạt động của MS, Cell hoặc vùng định tuyến nơi mà MS đăng ký; số VLR của VLR được kết hợp (nếu Gs được triển khai); địa chỉ GGSN Chức năng của SGSN: định tuyến, quản lý di động SGSN phát hiện và đăng ký vị trí cho các trạm di động GPRS mới trong phạm vi phục vụ của nó và truyền phát các gói số liệu giữa các trạm di động và các GGSN SGSN điều khiển các giao thức giao di n vô tuyến mức cao, cũng như các. .. gửi tới MS từ trung tâm dịch vụ (SC – Service Centre) 1.1.2.2 Các giao di n trong mạng GSM + Giao di n A giữa BSS – MSC: Là khả năng cung cấp nhiều dịch vụ cho những người dùng GSM và thuê bao Thêm vào đó, giao di n A cho phép cấp phát tài nguyên phù hợp trong mạng PLMN, vận hành và bảo quản những tài nguyên này + Giao di n Abis giữa BSC – BTS: là giao di n giữa BSC và BTS Giao thức sử dụng ở lớp 2... dụng giao di n này Giao di n Gp là giao di n dựa vào IP giữa SGSN bên trong và GGSNs bên ngoài Giữa SGSN và GGSN bên ngoài, có Border Gateway (giống như một firewall) Cũng sử dụng giao thức GTP Giao di n Gc là đường báo hiệu giữa GGSN và HLR GGSN sử dụng đường báo hiệu không bắt buộc này (Gc) để lấy thông tin định vị (vị trí) và hỗ trợ nhiều dịch vụ cho thuê bao di động, để có thể kích hoạt địa chỉ mạng. .. truyền xuyên qua BSS Giới hạn của GPRS, header dịch vụ mạng (layer 2) chứa header của giao thức chuyển mạch (FR – Frame Relay: là một dạng phát dữ liệu packet mà giao di n Gb sử dụng giữa PCU và SGSN) cộng thêm thông tin về kết nối ảo dịch vụ mạng so-called Quyết định chuyển mạch chỉ dựa trên header FR Khi giao thức lớp 1 ở luồng E1, nó có thể thiết lập nhiều thay đổi của kết nối vật lý giữa PCU và SGSN... trong suốt cuộc gọi, tiến trình handover phải thực hiện để duy trì thông tin Do đó, những MSC server phải trao đổi data để bắt đầu và thực hiện hoạt động Khi SMS được dịch chuyển giữa MS và trung tâm dịch vụ SMS, giao di n này có chức năng dich chuyển message giữa MSC server phục vụ MS và MSC server làm việc với SC + Giao di n F giữa MSC server và EIR: Giao di n F dùng để trao đổi data, mục đích để EIR... truyền dẫn của GSM và các mạng ngoài Chức năng của IWF là - phụ thuộc vào dịch vụ và loại mạng cố định - Chuyển giao thức được dùng trong mạng PLMN sang những giao thức được dùng trong mạng cố định GMSC (the Gateway MSC): Để thiết lập một cuộc gọi đến người sử dụng GSM, trước hết cuộc gọi phải được định tuyến đến một tổng đài cổng GMSC mà không cần biết vị trí hiện thời của thuê bao.GMSC có nhiệm vụ lấy... (GRX) Network) 20 Hình 1.3: Mạng tổng đài Roaming GPRS (GRX) BG (the Border Gateway) Kiểm soát truyền gói giữa các mạng GPRS PLMN, Cung cấp mức bảo mật tương ứng để bảo vệ PLMN và nhiều thuê bao của nó 1.2.3 Giao di n trong mạng GPRS Giao di n Gb giữa BSS và SGSN Không giống với giao di n A, ở giao di n Gb mỗi người dùng được cấp phát tài nguyên duy nhất trong suốt thời gian tồn tại cuộc gọi, không... EGPRS  chuẩn EDGE và những tham khảo: BSS của EDGE cung cấp platform để thực hiện kỹ thuật điều chế mới, trong khi NSS của EDGE định nghĩa những thay đổi mạng để thoả mãn lớp vật lý EDGE cung cấp 2 phase: − Phase 1: Những dịch vụ chuyển mạch gói đơn khe và đa khe và những dịch vụ chuyển mạch kênh đơn khe và đa khe − Phase 2: Những dịch vụ thời gian thực thực hiện kỹ thuật điều chế mới mà không bị... thành ở R99 của 3GPP Phase 2 vẫn đang được tiếp tục bởi chuẩn 3GPP, và phạm vi của nó đã được mở rộng trong WCDMA và cung cấp IMS 27 Hình 1.8: Giao thức của EDGE 1.3.3 Tương lai của GSM/EDGE là hướng tới WCDMA Bước phát triển tiếp theo cho hệ thống tế bào GSM/EDGE, gồm nhiều cải tiến về dịch vụ trong miền chuyển mạch gói và tăng liên kết cung cấp dịch vụ trong UMTS/UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access . 2G 2.4. Các dịch vụ của hệ thống thông tin di động 3G Chương 3: Thiết kế giải pháp một số dịch vụ giá trị gia tăng của Ericsson trong mạng 3G của Vinaphone . 3.1. Cấu trúc của mạng Vinaphone 3.2 năng ưu việt của nó, Sự khác biệt so với 2 G: dịch vụ và cơ sở hạ tầng - Các dịch vụ giá trị gia tăng trong 3 G - Đề xuất thiết kế các giải pháp dịch vụ giá trị gia tăng trong mạng Vinaphone IV Nghiên cứu giải pháp thiết kế các dịch vụ giá trị gia tăng của Ericsson cho mạng di động Vinaphone Học viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên) Ngô Di n Hưng 3 PHẦN MỞ ĐẦU I.Tính cấp thiết của