Hệ thống thông tin di động GSM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM HÀ NỘI Tháng 07 năm 2016 MỤC LỤC I Lịch sử phát triển II Thông số kỹ thuật GSM III Cấu trúc GSM a SS: b Bộ ghi định vị thường trú HLR c Bộ ghi định vị tạm trú VLR d Trung tâm nhận thực AUC e Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR f Phân hệ trạm gốc BSS g Trạm thu phát gốc BTS h Bộđiều khiển trạm gốc BSC i Bộ chuyển đổi mã thích ứng tốc độ TRAU k Trạm di động MS (Mobile Station) IV Nguyên Lý Hoạt động GSM 10 V Tổ chức kênh cụm GSM 11 VI Giao diện vô tuyến 16 Mã hóa thoại 16 Mã Hóa Kênh 18 Sự cài xen 19 Chuyển giao – Handover HO 20 Tái sử dụng tần số GSM 21 Can nhiễu kênh chung GSM 22 Lưu lượng mạng GSM 22 VII Quy hoạch ô GSM 24 VIII Thí dụ tính toán kích cỡ kênh GSM 27 Tính toán kích cỡ cho kênh GSM 27 a Tính toán kích cỡ kênh SDCCH 27 b kênh CCCH 30 c tính toán kích cỡ kênh CCCH 31 Page | I Lịch sử phát triển Quá trình phát triển mạng thông tin trải qua giai đoạn sau: - Giai đoạn thứ nhất: Sau 1946, khả phục vụ nhỏ, chất lượng không cao, giá dắt Giai đoạn thứ hai: Từ 1970 – 1979, với phát triển thiết bịđiện tử tổ hợp cỡ lớn vi xử lý, ta thực hệ thống phức tạp Bởi vùng phủ sóng anten phát máy di động bị hạn chế nên hệ thống chia thành vài trạm nhận cho trạm phát Giai đoạn thứba: Từ1979 -1990, mạng tổ ong tương tự Các trạm thu phát đặt theo ô tổ ong Mạng cho phép sử dụng lại tần số cho phép chuyển giao ô gọi Các mạng điển hình là: + AMPS (Advanced Mobile Phone Service): đưa vào hoạt động Mỹ năm 1979 +NMT (Nordic Mobile Telephone): hệ thống nước Bắc Âu vàđược đưa vào sử dụng vào tháng 12/1981 +TACS (Total Access Communication System): đưa vào phục vụ Vương quốc Anh năm 1985 Tất mạng dựa mạng truyền điện thoại tương tự băng điều chế tần số Chúng sử dụng tần số 450 900 Mhz Vùng phủ sóng chỉở mức quốc gia phục vụđược vài trăm thuê bao Hệ thống lớn Anh TACS đạt triệu thuê bao vào năm 1990 Giai đoạn thứ tư: Từđầu năm 1980, sau hệ thống NMT hoạt động thành công biểu số hạn chế: yêu cầu cho dịch vụ di Page | động lớn vượt qua số mong đợi nhà thiết kế hệ thống nên hệ thống không đáp ứng Hai hệ thống khác hoạt động phục vụ cho tất thuê bao châu Âu, nghĩa thiết bị mạng truy nhập vào mạng khác Ba thiết kế mạng lớn phục vụ cho châu Âu không nước có thểđáp ứng vốn đầu tư lớn Tất hạn chế dẫn đến nhu cầu làphải thiết kế hệ thống loại làm theo kiểu chung để dùng cho nhiều nước Hiện nay, hệ thống thông tin di động tiến tới hệ thứ ba Ở hệ thứ ba này, hệ thống thông tin di động có xu hoà nhập thành tiêu chuẩn có khả phục vụở tốc độ lên đến 2Mbit/s **Lịch sử phát triển việt nam Việt Nam, 1993 đưa vào hệ thống GSM: GSM – GPRS – EDGE Nhà khai thác: VMS (Vietnam Mobile Services) – Mobifone Nhà khai thác: GPC – Vinaphone Nhà khai thác: Viettel – Viettel Các mạng dựa công nghệ CDMA: cdma2000 1x – cdma2000 EV-DO Nhà khai thác SPT (Saigon Post and Telecommunications) – Sfone Nhà khai thác EVN – E-mobile Nhà khai thác HT – HT mobile (Hiện chuyển sang công nghệ GSM) Page | II Thông số kỹ thuật GSM Phổ tần RF GSM 900 Đường lên (MS => BTS) : 890-915 Mhz; Đường xuống (BTS =>MS : 935-960 Mhz Độ rộng băng tần : 2* 25 Mhz GSM 1800 Đường lên (MS=>BTS : 1710-1785 Mhz Đường xuống (BTS => MS) : 1805-1880 Mhz Độ rộng băng tần : 2* 75 Mhz Page | III Cấu trúc GSM Một hệ thống GSM có thểđược chia thành nhiều phân hệ sau đây:  Phân hệ chuyển mạch (SS: Switching Subsystem)  Phân hệ trạm gốc (BSS: Base Station Subsystem)  Phân hệ khai thác (OSS: Operation Subsystem) ISDN SS AUC VLR HLR PSPD N EIR MSC OSS BSC CSPD PSTN N BTS PLMN  Trạm di động MS (MS: Mobile Statio Hình hệ thống GSM a SS: quản lý thông tin người sử dụng mạng GSM với với mạng khác.Hệ thống chuyển mạch SS bao gồm khối chức sau:  Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động (MSC: Mobile Services  Switching Center)  Bộ ghi định vị tạm trú (VLR: Visitor Location Register)  Bộ ghi định vị thường trú (HLR: Home Location Register)  Trung tâm nhận thức (AUC: AuthenticationCenter)  Bộ nhận dạng thiết bị (EIR: Equipment Identity Register)  Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động cổng (GMSC: GatewayMobileServicesSwitchingCenter)  Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động cổng MSC Page | Nhiệm vụ MSC làđiều phối việc thiết lập gọi đến người sử dụng mạng GSM.Một mặt MSC giao tiếp với phân hệ BSS, mặt khác giao tiếp với mạng MSC làm nhiệm vụ giao tiếp với mạng ngoàiđược gọi MSC cổng b Bộ ghi định vị thường trú HLR Là sở liệu quan trọng mạng GSM, lưu trữ số liệu vàđịa nhận dạng thông số nhận thực thuê bao mạng Các thông tin lưu trữ HLR gồm: nhận dạng thuê bao IMSI, MSISDN, VLR thời, trạng thái thuê bao, khoá nhận thực chức nhận thực, số lưu động trạm di động MSRN.HLR chứa sở liệu bậc cao tất thuê bao GSM Những liệu truy nhập từ xa MSC VLR mạng c Bộ ghi định vị tạm trú VLR VLR sở liệu thứ hai mạng GSM Nóđược nối với hay nhiều MSC có nhiệm vụ lưu giữ tạm thời số liệu thuê bao thuê bao nằm vùng phục vụ MSC tương ứng vàđồng thời lưu giữ số liệu vị trí thuê bao nói mức độ xác HLR Các chức VLR thường liên kết với chức MSC d Trung tâm nhận thực AUC AUC quản lý thông tin nhận thực mật mã liên quan đến cá nhân thuê bao dựa khoá nhận dạng bí mậtđểđảm bảo toàn số liệu cho thuê bao phép Khoá lưu giữ vĩnh cửu bí mật nhớở MS Bộ nhớ có dang Simcard rút cắm lại AUC có thểđược đặt trongHLR MSC độc lập với hai.Khi dăng ký thuê bao, khoá nhận thựcđược ghi nhớ vào Simcard thuê bao với IMSI Page | Đồng thời khoá nhận thực lưu giữở trung tâm nhận thực AUC để tạo ba thông số cần thiết cho trình nhận thực mật mã hoá:  Số ngẫu nhiên RAND  Mật SRES  Khoá mật mã e Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR Quản lý thiết bị di động thực bộđăng ký nhận dạng thiết bị EIR EIR lưu giữ tất liệu liên quan đến phần thiết bị di động ME trạm di động MS EIR nối với MSC thông qua đường báo hiệu để kiểm tra sựđược phép thiết bị cách so sánh tham số nhận dạng thiết bị di động quốc tế IMEI (International Mobile Equipment Identity) thuê bao gửi tới thiết lập thông tin với số IMEI lưu giữ EIR phòng trường hợp thiết bịđầu cuối bịđánh cắp, so sánh không thiết bị truy nhập vào mạng f Phân hệ trạm gốc BSS BSS thực nhiệm vụ giám sát đường ghép nối vô tuyến, liên kết kênh vô tuyến với máy phát quản lý cấu hình kênh Đó là: - Điều khiển thay đổi tần số vô tuyến đường ghép nối (Frequency Hopping) trình chuyển giao Handover - Thực bảo thay đổi công suất phát vô tuyến - Thực mã hoá kênh tín hiệu thoại số, phối hợp tốc độ truyền thông tin - Quản lý - mật kênh vô tuyến Page | - Phân hệ BSS gồm hai khối chức năng: bộđiều khiển trạm gốc (BSC: Base Station Controller) trạm thu phát gốc (BTS: Base Transceiver Station) g Trạm thu phát gốc BTS Một BTS bao gồm thiết bị phát thu, anten xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vô tuyến.BTS có chức sau: - Quản lý lớp vật lý truyền dẫn vô tuyến - Quản lý giao thức cho liên kết số liệu MS BSC - Vận hành bảo dưỡng trạm BTS - Cung cấp thiết bị truyền dẫn ghép kênh nối giao tiếp A-bis h Bộđiều khiển trạm gốc BSC BSC có nhiệm vụ quản lý tất giao diện vô tuyến qua lệnh điều khiển từ xa BTS MS i Bộ chuyển đổi mã thích ứng tốc độ TRAU Trong GSM, tín hiệu thoại giao diện vô tuyến mã hoáở tốc độ 13Kbps sử dụng mã hoá tiền định tuyến LPC Để thích ứng tốc độ tốc độ mạng hội thoại cốđịnh PSTN cần có chuyển đổi mã TRAU để chuyển đổi 13Kbps PCM MS MSC TRAU có thểđược đặt BTS, BSC MSC Để giảm thiểu chi phí truyền dẫn, thường TRAU đặt MSC Khi cần thêm báo hiệu bổ xung vào tiếng thoại 13Kbps để truyền thông tin điều khiển từ chuyển đổi mã từ xa dặt BTS đến TRAU k Trạm di động MS (Mobile Station) Máy di động MS gồm hai phần: Module nhận dạng thuê bao SIM (Subscriber Identity Module) thiết bị di động ME (Mobile Equipment).Đểđăng ký Page | quản lý thuê bao, thuê bao phải có phận gọi SIM SIM module riêng tiêu chuẩn hoá GSM Tất phận thu, phát, báo hiệu tạo thành thiết bị ME ME không chứa tham số liên quan đến khách hàng, mà tất thông tin lưu trữ SIM SIM thường chế tạo vi mạch chuyên dụng gắn thẻ gọi Simcard Simcard rút cắm vào MS Phân hệ khai thác OSS: Phân hệ khai thác OSS thực ba chức sau: Khai thác bảo dưỡng mạng, Quản lý thuê bao, Quản lý thiết bị di động Page | mảng bit tin ta xếp bit vào khe thời gian liên tiếp Để tránh nhiều bit liền đến mức mã hóa vòng xoắn tác dụng, ta sử dụng cài xen sau (“even” “odd” tên đặt phân biệt khối bit): Chuyển giao – Handover HO Khi đàm thoại, kênh xác lập Khi MS chuyển động khỏi vùng phủ sóng cell cho trước, tín hiệu thu cell giảm Khi đó, cell sử dụng yêu cầu HO đến hệ thống Đến mức quy định, hệ thống chuyển mạch gọi đến cell có tần số với cường độ tín hiệu mạnh mà không làm gián đoạn gọi hay gửi cảnh báo đến người sử dụng Cuộc gọi tiếp tục mà người dùng không nhận thấy trình HO diễn Phân loại HO Intra-cell HandOver Inter-cell HandOver Intra-MSC HandOver Inter-MSC HandOver Quy trình chuyển giao gọi Về bản, thủ tục Handover bao gồm giai đoạn: Giai đoạn 1: BSC định thực handover để đảm bảo kết nối Giai đoạn 2: Một kết nối thiết lập, song song với kết nối gốc Giai đoạn 3: MSC chuyển gọi sang kết nối Giai đoạn 4: Kết nối gốc giải phóng Page | 20 Tái sử dụng tần số GSM Hệ thống GSM đưa giải pháp mảng mẫu để sử dụng lại tần số phạm vi khác có khoảng cách xác định theo tính toán để tránh nhiễu (gọi khoảng cách sử dụng lại tần số D) Sử dụng lại tần số vấn đề cốt lõi hệ thống cellular Người dùng cell xa dùng lại đồng thời tần số Việc sử dụng lại tần số làm tăng hiệu suất phổ nhiều, gây can nhiễu lớn Can nhiễu gọi can nhiễu kênh chung - Mảng mẫu Mảng mẫu tập hợp cell xác định có cấu trúc xác định mà toàn tài nguyên tần số phân chia sử dụng hết mảng mẫu Những cell mảng mẫu sử dụng nhóm tần số sóng vô tuyến khác nhau, can nhiễu kênh chung cell mảng mẫu Số lượng cell K mảng mẫu sử dụng làm tên gọi cho mảng mẫu.Để phủ sóng diệntích lớn mảng mẫu phải thiết lập lại mảng mẫu theo kiểu lát sàn nhà Những cell tương ứng thuộc mảng mẫu khác dùng chung nhóm tần số gây can nhiễu kênh chung cho Việc lựa chọn loại mảng mẫu để phủ sóng cho phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố thực tế, quan trọng Page | 21 mật độ thuê bao Và sau chọn loại mảng mẫu phù hợp tiến hành tính can nhiễu kênh chung tương ứng với mảng mẫu Can nhiễu kênh chung GSM Tái sử dụng tần số bị giới hạn mức can nhiễu kênh chung Do vậy, cần tìm khoảng cách tối thiểu sử dụng lại tần số D giới hạn cho phép D để can nhiễu kênh chung nằm phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Số cell dùng lại tần số xung quanh cell xem xét Đặc điểm địa lý vùng phủ sóng Chiều cao anten Công suất phát Về lý thuyết, số lượng cell K tăng khoảng cách D tăng, làm giảm can nhiễu kênh chung Trên thực tế, tổng số kênh tần số cố định, số cell K tăng số kênh cell lại giảm, hiệu suất sử dụng kênh giảm Lưu lượng mạng GSM - Cấp độ dịch vụ GoS (Grade of Service) Để kênh đường trục có chất lượng phục vụ cao xác suất nghẽn phải thấp số người dùng phải bị giới hạn, tức lưu lượng muốn truyền phải giữ dung lượng kênh Nếu chấp nhận cấp phục vụ thấp hơn, tức xác suất nghẽn lớn hơn, tương ứng tăng dung lượng muốn truyền (tăng số người dùng) - GoS nghĩa với xác suất nghẽn - Mô hình Erlang C: Là mô hình hệ thống thông tin hoạt động theo kiểu đợi, thuê bao kiên trì gọi lại đến gọi thành công Page | 22 - Hiệu suất đường trục (trung kế): Hiệu suất sử dụng trung kế tỷ số lưu lượng truyền với số kênh đường trục.Với cấp phục vụ, trung kế lớn (số kênh dùng chung lớn) hiệu sử dụng trung kế cao - Định cỡ cho kênh SDCCH Trước MS cấp phát TCH, MS thực báo hiệu nhằm thiết lập gọi nhờ SDCCH Quá trình cấp phát tức SDCCH cho MS phải hoàn thành trước cấp phát TCH cho MS Ngay TCH rỗi, MS bị tắc nghẽn thiếu SDCCH gọi thực thi Vì vậy, xác suất tắc nghẽn SDCCH phải bé so với TCH, tức GoS SDCCH > GoS TCH Page | 23 VII Quy hoạch ô GSM  Mẫu tái sử dụng tần số : Ở giai đoạn đầu công việc quy hoạch tần số , người ta chia vùng địa lý thành cụm ô có cấu trúc giống phân bố sóng mang cụm ô cho ô cụm sử dụng tần số sóng mang ô tương ứng cụm khác Các cụm ô gọi mẫu tái sử dụng tần số Khoảng cách ô sử dụng tần số gọi khoảng cách tái sử dụng tần số Khoảng tính theo công thức sau : Với R bán kính ô, N kích cỡ cụm số ô cụm Riêng mẫu 3/9 ,hai ô cạnh có kênh tần số lân cận C/A = 0dB ,mặc dù lớn -9 dB mẫu nhiễu cao Để giảm mức nhiễu cần sử dụng biện pháp : điều khiển công suất động, nhẩy tần, phát không liên tục Ta thấy mẫu 3/9 cho dung lượng cao bị nhiễu nhiều Các A B C A B C A B C 10 11 1 15 17 18 nhóm tần số Các kênh 19 20 24 2 2 Page | 24 Bảng ví dụ  Vậy kênh Trong số trường hợp người ta sử dụng phương pháp vay kênh để sử dụng lưu lượng tối ưu Các ô có lưu lượng cao vay kênh ô có lưu lượng thấp Khi cần lưu ý C/A tăng làm tăng nhiễu Ta thấy D1 cụm A vay kênh 23 D3 lân cận chứa kênh lân cận 24 C/A =0dB làm nhiễu tăng them Nếu D1 cụm A vay kênh 11 từ C3 khoảng cách tái sử dụng giảm lần,C/I giảm Từ công thức suy hao không gian tự ta thấy công suất nhiễu đồng kênh tăng bốn lần hay 6dB lúc trước C/I =12dB nửa, thấp so với 9dB cho phép dB Trong thực tế lớn nhiều vay kênh kênh vay phải phát với công suất thấp để vùng phủ sóng kênh hẹp so với kênh Như vùng gần trạm có ba kênh phủ ,còn xa trạm hai kênh Ô gọi ô đồng tâm  Phân bố sóng mang ( cho 24 sóng mang) A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2 A3 B3 C3 D3 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24  phân đoạn chia ô giáp ranh Page | 25 Khi giai đoạn mà lưu lượng không lớn người ta sử dụng ô vô hướng ngang Khi lưu lượng tăng người sử dụng phân đoạn ô sử dụng BTS phát xạ hình quạt.Nếu lưu lượng tăng them người ta phải tách ô Vùng giáp ranh vùng ô lớn phục vụ cho nông thôn (lưu lượng thấp công suất lớn) ô nhỏ phục vụ cho đô thị (công suất nhỏ lưu lượng lớn) Đặc biệt phải lưu ý đến vùng nhiễu đồng kênh lớn Page | 26 VIII Thí dụ tính toán kích cỡ kênh GSM Tính toán kích cỡ cho kênh GSM a Tính toán kích cỡ kênh SDCCH Vì kênh SDCCH dễ xảy ứ nghẽn dẫn đến máy di dộng thâm nhập mạng trình thiết lập gọi, nên xác suất chặn kênh phải nhở nhiều so với kênh lưu lượng hay nói cách khác GoS phải tốt Đối với cấu hình SDCCH/8 GoS phải tốt so với TCH từ đến lần.Đối với cấu hình SDCCH/4 GoS phải tốt só với TCH hai lần thời gian chiếm giữ kênh SDCCH phụ thuộc vào hoạt động xảy kênh : Bảng thời gian hoạt động chiếm kênh Hoạt động Thời gian giữ trung bình (s) Thiết lập gọi 2,5 Cập nhật vị trí (tự 3,5 động) 3,5 Cập nhật vị trí (định kỳ) 3,5 Nhập IMSI 3,0 Rời bỏ IMSI 6,5 Page | 27 Bản tin SMS 2,5 Các dịch vụ bổ sung Bảng tổng thời gian chiếm dụng kênh cao điểm Hoạt động Các thuê Số thuê Thời gian Tổng thời thuê bao tích bao cho gian(s) bao cực thuê hoạt động bao Thiết lập 80% 2,5 gọi Cập nhật 2x2,5x0,8 =4 40% 3,5 vị trí (tự 1x3,5x0,4 =1,4 động) Cập nhật 60% 3,5 vị trí (định 2x3,5x0,6 =4,2 kỳ) SMS 10% 6,5 1x6,5x0,1 =0,65 Dịch vụ 20% 2,5 bổ sung Nhập =0,5 60% 3,5 IMSI Rời bỏ 1x2,5x0,2 1x3,5x0,6 =2,1 30% 3,0 1x3x0,3=0 Page | 28 IMSI ,9 Tổng (1+0,2) x +20% dự 13,75 trữ =16,5 vậy: Lưu lượng cao điểm / thuê bao = 16.08/3600 =4,58 mErl.Ngoài hoạt động nói SDCCH sử dụng để phát quảng bá tin tức ô ,hoạt động chiếm riêng kênh SDCCH Xét thí dụ sau: Có Hoạt động cao điểm 30 mErl /thuê bao/kênh TCH mErl/thuê bao / SDCCH GoS cho TCH 3% GoS cho SDCCH % Sử dụng cho sóng mang Sử dụng cấu hình SDCCH/8 với BCH TSO SDCCH/8 TSI song mang thứ =>>> ta số kênh TCH sau: (3 x 8) -2 =22 kênh TCH/ô Tra bảng Erlang B A cho TCH = 15,782 Erl tương ứng với số thuê bao phục vụ : 15,782/0,03=526 Số kênh SDCCH nên ta A cho SDCCH =3,129 Erl tương ứng với thuê bao 3,129/0,005=626 Vậy dự trữ cho tương lai : ( 626 - 526 ) x mErl = 500 mErl Page | 29 b kênh CCCH Kênh CCCH bao gồm kênh sau : Đường xuống: PCH, AGCH; Đường lên: RACH Ở cấu hình không kết hợp khung (CCCH – CONF 0) đa khung có khối CCCH với cụm khối , cấu hình có kết hợp khung ( CCCH – CONF 1) có khối CCCH với cụm khối Mỗi tin tìm gọi hay cho phép thâm nhập truyền khối cụm Trình tự ưu tiên cho tin sau: - Ưu tiên cao : tin tìm gọi (PCH) - Ưu tiên thứ hai : tin ấn định tức (AGCH) - Ưu tiên thấp :các tin từ chối ấn định(AGCH) Ngoài dành riêng số khối cho phép thâm nhập để tìm gọi không độc chiếm CCCH lưu lượng tìm gọi lớn.Cấu hình không kết hợp đa khung dành 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 khối, cấu hình kết hợp dành 0,1,2,3 khối Để tăng dung lượng CCCH sử dụng them khe 2, 4, kênh tần số BCCH Tồn ba kiểu tin tìm gọi: Có thể tìm hai MS IMSI TMSI Có thể tìm ba MS với theo IMSI hai theo TMSI Có thể tìm MS TMSI Các tin tìm gọi cho tạm di động gửi đến BSS để lưu giữ để tin đầy đủ (kiểu 1,2,3) khoảng định thời thay đổi lập cấu Page | 30 hình Sau phát quảng bá LA Ví dụ: Sử dụng cấu hình không kết hợp đa khung (CCCH – CONF 0) với CCCH truyền TS0 Một khối CCCH phép thâm nhập Bản tin tìm gọi kiểu Ta tính dung lượng PCH? =>> số tin tìm gọi cực đại khung là: 9-1=8, số MS tìm gọi x = 16 Một đa khung 51 khung có thời gian sấp sỉ = 235 ms, dung lượng tìm gọi là: 16 x 1/0,235 = 68 MS/s c tính toán kích cỡ kênh CCCH Để tính toán kích kênh CCCH trước tiên ta cần tính riêng cho PCH AGCH sau kết hợp chung hai yêu cầu Tính toán yêu cầu PCH: Các thông số dự cáo lưu lượng cao điểm, số tìm gọi / gọi, kiểu tin tìm gọi dự trữ Xét thí dụ sau: LA phục vụ 40000 thuê bao (LA với tống dung lượng 1000 Erl thuê bao sử dụng 0,025 Erl ), số dự báo 30% thuê bao nhận gọi Page | 31 Trung bình hai tin tìm gọi gọi Sử dụng kiểu tin tìm gọi Dự trữ 20% =>>> tổng số tin tìm gọi cao điểm là: 40000 x 0,3 x = 24000 Với kiểu 1, tin tìm hai MS, nên cần phát: 24000/2 =12000 tin/giờ Tương đương với: 14400/3600 = tin /s Cấu hình cho phép truyền tin 235ms thừa đảm bảo cho yêu cầu Tổng quát ta có công thức sau để định yêu cầu kênh tìm gọi: Yêu cầu kênh tìm gọi tính: số gọi x MT x PF x M Theo số khối /đa khung: PMF x 3600 x 4,25 Số gọi: số dự báo gọi LA cao điểm MT: tỷ lệ gọi kết cuối MS (30% chẳng hạn) M: dự trữ PMF: thừa cos tin tìm gọi xác định số MS tìm gọi tin, phụ thuộc vào tin (PMF = cho kiểu 1) Tính toán yêu cầu AGCH Page | 32 Tính toán giới hạn cho hoạt động ô Các thong số cần thiết: dự báo lưu lượng cao điểm cộng với hoạt động khác (chẳng hạn cập nhật vị trí, truyền SMS, rời/nhập IMSI dịch vụ bổ sung) Xét thí dụ sau: Ô có dung lượng 25 Erl Thời gian giữ trung bình 90s Tỷ lệ hoạt động khác so với gọi là: đối cập nhật vị trí, 0, SMS, 0, dịch vụ bổ sung 0,2 nhập IMSI =>>> lưu lượng cho gọi : 90/3600= 0,025 Erl Mức độ gọi cực đại cao điểm là: 25/0,025 = 100 gọi / Vì thế: Số cập nhật vị trí cao điểm: 1000 x 2=2000 SMS cao điểm: 1000 x 0,1 =100 Các dịch vụ bổ sung cao điểm: 1000 x 0,2 = 200 Nhập IMSI cao điểm: Rời bỏ IMSI cao điểm: 1000 x 0,2 = 200 1000 x 0,1 =100 Tổng = 2600 Nếu cộng them với 1000 gọi 20 % dự trữ ta được: Page | 33 (2600 + 1000) x 1,2 = 4320 Nếu đòi hỏi truyền dẫn tin ấn định tức AGCH tổng cao điểm tương ứng với 4320/3600 = 1,2 tin /s Một khối AGCH truyền hai tin ấn định tức nên yêu cầu : 1,2 – 0,6 khối AGCH/s Nhưng thực tế khối AGCH dành riêng đa khung ,nên trường hợp xét đc đảm bảo Tổng quát: Các khối AGCH: (số gọi + LU+SMS+IA+ID+SS) x M Cần thiết / đa khung: 3600 x 4,25 Trong đó: Số gọi: số gọi dự báo cao điểm LU: số cập nhật vị trí dự báo cao điểm SMS: số SMS dự báo cao điểm IA: số nhập IMSI dự báo cao điểm ID: số rời bỏ IMSI dự báo cao điểm SS L: số yêu cầu dịch vụ bổ sung cao điểm M: dự trữ (1,2 chẳng hạn) Page | 34 [...]... GMSK Page | 10 V Tổ chức kênh và cụm trong GSM  Kênh vật lý là một khe thời gian ở một sóng mang vô tuyến để truyền tải thông tin - Đối với hệ thống TDMA GSM 900: 890 ÷ 915 MHz cho đường lên (MS BTS) 935÷960 MHz cho đường xuống (BTS MS) Dải thông tần kênh vật lý là 200KHz Mỗi dải thông tần kênh là một khung TDMA gồm 8T Mỗi khe sẽ được cấp phát cho 1 người dùng s Dải tần bảo vệ ở biên cũng rộng 200KHz... chuỗi có năng lượng lớn nhất đại di n cho nhóm sẽ giảm đợt đầu độ dư thoại Page | 17 Phân tích LTP (Long Term Prediction) (1) LTP giảm độ dư thoại dựa vào tương quan dài Bộ nhớ lưu 4 chuỗi đại di n cho 4 nhóm của một cửa sổ Thuật toán chọn chuỗi đại di n cho cửa sổ theo nguyên tắc “Chuỗi của cửa sổ xét phải gần giống với chuỗi đại di n cho cửa sổ trước” Dòng bit mang thông tin thoại truyền đến máy thu... cho biết chuỗi của nhóm nào được chọn và thông số thay đổi giữa chuỗi của cửa sổ này với chuỗi của cửa sổ trước.LTP giảm độ dư thoại dựa vào tương quan dài Bộ nhớ lưu 4 chuỗi đại di n cho 4 nhóm của một cửa sổ Thuật toán chọn chuỗi đại di n cho cửa sổ theo nguyên tắc “Chuỗi của cửa sổ xét phải gần giống với chuỗi đại di n cho cửa sổ trước”.Dòng bit mang thông tin thoại truyền đến máy thu có con trỏ... nhằm tạo điều kiện sửa sai lỗi truyền dẫn qua môi trường vô tuyến 2 Mã Hóa Kênh Mã hoá kênh được sử dụng để phát hiện và hiệu chỉnh lỗi trong luồng bit thu để giảm tỉ số bit lỗi BER Trong các hệ thống thông tin di động, sử dụng hai dạng mã hoá kênh khác nhau: - Mã khối tuyến tính (phát hiện lỗi) - Mã xoắn (sửa lỗi) Trong phần mã hóa thoại, đầu ra của CODEC là dòng số 260bit/20ms 260 bit này đươc phân... MS chuyển động ra khỏi vùng phủ sóng của cell cho trước, tín hiệu thu của cell này sẽ giảm Khi đó, cell đang sử dụng sẽ yêu cầu một HO đến hệ thống Đến một mức quy định, hệ thống sẽ chuyển mạch cuộc gọi đến một cell có cùng tần số với cường độ tín hiệu mạnh hơn mà không làm gián đoạn cuộc gọi hay gửi cảnh báo đến người sử dụng Cuộc gọi được tiếp tục mà người dùng không nhận thấy quá trình HO di n ra... kết nối mới Giai đoạn 4: Kết nối gốc được giải phóng Page | 20 5 Tái sử dụng tần số trong GSM Hệ thống GSM đã đưa ra giải pháp mảng mẫu để sử dụng lại tần số ở một phạm vi khác có khoảng cách xác định theo tính toán để tránh nhiễu (gọi là khoảng cách sử dụng lại tần số D) Sử dụng lại tần số là vấn đề cốt lõi của hệ thống cellular Người dùng ở những cell xa nhau có thể dùng lại đồng thời một tần số như... giữ kênh SDCCH phụ thuộc vào các hoạt động xảy ra ở kênh này : Bảng thời gian của các hoạt động chiếm kênh Hoạt động Thời gian giữ trung bình (s) Thiết lập cuộc gọi 2,5 Cập nhật vị trí (tự 3,5 động) 3,5 Cập nhật vị trí (định kỳ) 3,5 Nhập IMSI 3,0 Rời bỏ IMSI 6,5 Page | 27 Bản tin SMS 2,5 Các dịch vụ bổ sung Bảng tổng thời gian chiếm dụng kênh giờ cao điểm Hoạt động Các thuê Số thuê Thời gian Tổng thời... động sự truy cập vào mạng SB được sử dụng cho SCH Ngoài chuỗi hướng dẫn dài 64 bit để bộ hiệu chỉnh máy thu đạt đến thu tối ưu thì SB còn có các nội dung sau: Số khung TDMA dạng rút gọn BSIC = BCC + NCC  Kênh logic là khái niệm cấu trúc khung để truyền đưa từng loại tin tức: Kênh logic được đặc trưng bởi thông tin truyền giữa BTS và MS Các kênh logic được đặt vào các kênh vật lý - cấu trúc khung Tin. .. phục vụ thấp hơn, tức là xác suất nghẽn lớn hơn, thì tương ứng tăng được dung lượng muốn truyền (tăng số người dùng) - GoS cùng một nghĩa với xác suất nghẽn - Mô hình Erlang C: Là mô hình hệ thống thông tin hoạt động theo kiểu đợi, thuê bao kiên trì gọi lại đến khi cuộc gọi thành công Page | 22 - Hiệu suất đường trục (trung kế): Hiệu suất sử dụng trung kế là tỷ số giữa lưu lượng được truyền với số... khe phục vụ 8 MS) Page | 15 VI Giao di n vô tuyến 1 Mã hóa thoại GSM Yêu cầu đối với mã hóa thoại - Độ dư nội tại của thoại phải lọc bỏ Sau mã hóa chỉ giữ lại tin tức tối thiểu đủ để khôi phục thoại ở máy thu - Bảo đảm chất lượng truyền thoại đến R x - Ngừng phát vô tuyến khi không tích cực thoại trong quá trình đàm thoại Đây là chức năng phát gián đoạn (DTX – Discontinuous transmission) DTX giảm bớt