Báo cáo full Hệ thống thông tin di động GSM

I. TỔNG QUAN MẠNG GSM 1. Khái niệm mạng thông tin di dộng – Lịch sử phát triển 2. Khái niệm mạng GSM 3. Cấu trúc cơ bản 4. Sơ lược lịch sử phát triển 5. Các dịch vụ được tiêu chuẩn ở GSM. 5.1. Dịch vụ thoại 5.2. Các dịch vụ số liệu: 5.3. Dịch vụ bản tin nhắn: 6. Các tiêu chuẩn kỹ thuật 7. Công nghệ sử dụng Ứng dụng 8. Ưu điểm nhược điểm 9. An toàn bảo mật 10. Tổng quát hệ thống báo hiệu số 7 10.1. Sơ lược về báo hiệu số 7. 10.2. Vai trò của hệ thống báo hiệu số 7 II. CẤU TRÚC MẠNG GSM 1. Cấu trúc địa lý mạng GSM 1.1. Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network) 1.2. Vùng phục vụ MSC 1.3. Vùng định vị (LA Location Area) 1.4. Cell (Tế bào hay Ô) 2. Cấu trúc mạng GSM 2.1. Các thành phần chức năng trong hệ thống 2.2. Hệ thống trạm BSC 2.3. Hệ thống trạm BSS 2.4. Phân hệ chuyển mạch SS 3. Trạm di động MS 3.1. Khái niệm 3.2. Cấu trúc của một máy di động 4. Hệ thống vận hành khai thác và bảo dưỡng OSS 4.1. Khai thác và bảo dưỡng mạng 4.2. Quản lý thuê bao 4.3. Quản lý thiết bị di động 4.4. Trung tâm quản lý mạng 4.5. Trung tâm khai thác và bảo dưỡng III. CHUYÊN GIAO HANDOVER TRONG GSM 1. Khái niệm 2. Các loại chuyển giao 2.1. Chuyển giao trong BTS 2.2. Chuyển giao trong cùng BSC: 2.3. Chuyển giao trong cùng MSC 2.4. Chuyển giao giữa các MSC IV. GIAO DIỆN VÀ THÔNG TIN TRONG GSM 1. Giao diện vô tuyến 1.1. Tổng quan 1.2. Cấu trúc cụm 1.3. Cách kênh logic 2. Giao diện Um 3. Giao diện Abis 4. Giao diện A 5. Giao diện Ater 6. Fading và anh hưởng của nó đến thông tin mạng 6.1. Fading là gì? 6.2. Cách khắc phục

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ❧■■❧ BÁO CÁO HỆ THỐNG VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG THƠNG TIN DI ĐỘNG GSM GVHD : ThS NHĨM : LỚP : DV14 TP.HCM , 9/2017 MỤC LỤC I TỔNG QUAN MẠNG GSM Khái niệm mạng thông tin di dộng – Lịch sử phát triển Từ đầu năm 1980 sau hệ thống WMT đưa vào hoạt động cách thành cơng biểu số hạn chế Thứ nhất: yêu cầu dịch vụ lớn so với mong đợi nhà thiết kế nên hệ thống đáp ứng Thứ hai: hệ thống khác hoạt động không phù hợp với người dùng mạng Ví dụ: đầu cuối TACS khơng thể truy nhập vào mạng NMT đầu cuối NMT truy nhập vào mạng TACS Thứ ba: thiết kế mạng cho tồn Châu Âu khơng nước đáp ứng vốn đầu tư lớn Tất hạn chế dẫn đến yêu cầu phải thiết kế hệ thống làm theo kiểu chung để dùng cho nhiều nước Trước tình hình vào tháng 9/1987 hội nghị Châu Âu bưu viễn thông, 17 quốc gia sử dụng mạng điện thoại họp hội nghị ký vào biên ghi nhớ làm tảng cho mạng thông tin di động số toàn Châu Âu sử dụng dải tần 900 Mhz Đến năm 1988 viện tiêu chuẩn Châu Âu (European- TelecommunicationStandard Institute) thành lập nhóm đặc trách mạng thơng tin di động số GSM Nhóm có nhiệm vụ đưa tiêu chuẩn thống cho thơng tin di động số GSM hình thức khuyến nghị, lấy tiêu chuẩn làm sở cho việc xây dựng mạng thông tin di động cho chúng thống nhất, tương thích Khái niệm mạng GSM GSM hệ thống thông tin di động toàn cầu (tiếng Anh: Global System for Mobile Communication, viết tắt là: GSM) công nghệ dùng cho mạng thông tin di động Dịch vụ GSM sử dụng tỷ người 212 quốc gia vùng lãnh thổ Các mạng thông tin di động GSM cho phép roaming với Do máy điện thoại di động mạng GSM khác chỗ sử dụng nhiều nơi giới GSM chuẩn phổ biến cho điện thoại di động (ĐTDĐ) giới Khả phủ sóng khắp nơi chuẩn GSM khiến trở nên phổ biến giới, cho phép người sử dụng sử dụng ĐTDĐ họ nhiều vùng giới GSM khác với chuẩn trước tín hiệu, tốc độ lẫn chất lượng gọi Nó xem hệ thống ĐTDĐ hệ thứ (second generation, 2G ) GSM chuẩn mở, phát triển 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Cấu trúc Mạng thông tin di động GSM mạng thông tin di động số Cellular gồm nhiều ô (cell) Cell đơn vị nhỏ mạng, có hình dạng (trên lí thuyết) tổ ong hình lục giác Trong cell có đài vô tuyến gốc BTS (Base Transceiver Station) liên lạc với tất trạm di động MS (Mobile Station) có mặt cell Dạng cell minh họa sau: Sáu BTS bao quanh tạo thành đường biên hình lục giác đều, biểu thị vùng phủ sóng cell Khi MS di chuyển vùng phủ sóng cell, phải chuyển giao làm việc với BTS cell khác Đặc điểm cellular việc sử dụng lại tần số kích thước cell nhỏ Kích thước cell tùy thuộc vào số thuê bao vùng cấu trúc địa lí vùng Do tăng trưởng lưu lượng khơng ngừng cell dẫn đến chất lượng giảm sút mức Để khắc phục tượng người ta tiến hành việc chia tách cell xét thành cell nhỏ Với chúng, người ta dùng công suất nhỏ mẫu sử dụng lại tần số dùng tỉ lệ xích nhỏ Thơng thường, gọi kết thúc cell Với hệ thống thông tin di động cellular phải có khả điều khiển chuyển mạch để gọi từ cell sang cell khác mà không làm ảnh hưởng đến gọi Điều làm cho mạng di động có cấu trúc khác biệt với mạng cố định Mạng thông tin di động số cellular thực chất mạng mặt đất công cộng PLMN (Public Land Mobile Network) PLMN cung cấp cho thuê bao khả truy cập vào mạng thơng tin di động tồn cầu từ MS đến MS Do đặc tính di động MS, mạng phải theo dõi MS liên tục để xác định MS cell Điều thực khái niệm vùng định vị LA (Location Area) Vùng định vị nhóm cell liên thơng nhỏ tồn lãnh thổ mà PLMN quản lí Khi MS di chuyển từ cell sang cell khác vùng định vị MS khơng cần thơng báo cho PLMN vị trí thời Sơ lược lịch sử phát triển Vào đầu thập niên 1980, Châu Âu, người ta phát triển mạng ĐTDĐ sử dụng số khu vực Sau năm 1982 chuẩn hóa CEPT (European Conference of Postal and Telecommunication Administrations) tạo Groupe Spécial Mobile (GSM) với mục đích phát triển chuẩn thống cho hệ thống thơng tin di động để sử dụng chung cho toàn Châu Âu Mạng điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM xây dựng đưa vào sử dụng mạng Radiolinja Phần Lan Vào năm 1989, công việc quản lý tiêu chuẩn phát triển mạng GSM chuyển cho Viện viễn thông Châu Âu (European Telecommunications Standards Istitute - ETSI) tiêu chuẩn, đặc tính phase cơng nghệ GSM công bố vào năm 1990 Năm 1992, Telstra Australia mạng Châu Âu ký vào biên ghi nhớ GSM MoU (Memorandum of Understanding) Cũng năm này, thỏa thuận chuyển vùng quốc tế ký kết hai mạng Finland Telecom Phần Lan Vodafone Anh Tin nhắn gửi năm 1992 Những năm sau đó, hệ thống thơng tin di động tồn cầu GSM phát triển cách mạnh mẽ, với gia tăng nhanh chóng nhà điều hành, mạng di động số lượng thuê bao gia tăng cách chóng mặt Đến cuối năm 1993 có triệu thuê bao sử dụng mạng GSM 70 nhà cung cấp dịch vụ 48 quốc gia Năm 1996, số thành viên GSM MoU lên tới 200 nhà điều hành từ gần 100 quốc gia, 167 mạng hoạt động 94 quốc gia với số thuê bao đạt 50 triệu Năm 2000, GPRS ứng dụng Năm 2001, mạng 3GSM (UMTS) vào hoạt động, số thuê bao GSM vượt 500 triệu Năm 2003, mạng EDGE vào hoạt động Cho đến năm 2006 số thêu bao di động GSM lên tới số tỉ với 700 nhà điều hành, chiếm gần 80% thị phần thông tin di động giới Theo dự đoán GSM Association, năm 2007 số thuê bao GSM đạt 2,5 tỉ Hình 1.1 Thành phần di động giới năm 2006 Các dịch vụ tiêu chuẩn GSM 5.1 Dịch vụ thoại − − − − − − − − − Chuyển hướng gọi vô điều kiện Chuyển hướng gọi thuê bao di động không bận Chuyển hướng gọi không đến MS Chuyển hướng gọi ứ nghẽn vô tuyến Cấm tất gọi Cấm tất gọi quốc tế Cấm tất gọi quốc tế trừ nước PLMN thường trú Cấm tất gọi đến Cấm tất gọi đến lưu động nước ngồi có PLMN − − − − thường trú Giữ gọi Đợi gọi Chuyển tiếp gọi Hoàn thành gọi đến thuê bao bận − − − − − − − 5.2 Nhóm sử dụng khép kín Dịch vụ ba phía Thơng báo cước phí Dịch vụ điện thoại khơng tính cước Nhận dạng số chủ gọi Nhận dạng gọi hiềm thù Nhận dạng số thoại nối Các dịch vụ số liệu: − GSM thiết kế để đưa nhiều dịch vụ số liệu Các dịch vụ số liệu phân biệt với người sử dụng phương tiện (người sử dụng điện thoại PSTN, ISDN mạng đặc biệt …) chất luồng thông tin đầu cuối (dữ liệu thô, Fax, Videotex, Teletex…) Bởi phương tiện truyền dẫn (gói hay mạch, đồng hay không đồng bộ…) chất thiết bị đầu cuối − Các dịch vụ chưa thực thích hợp với mơi trường di động Một yêu cầu yêu cầu thiết bị đầu cuối cồng kềnh, phù hợp với mục đích bán cố định thiết bị đặt ô tô 5.3 Dịch vụ tin nhắn: Dịch vụ tin nhắn phù hợp với môi trường di động tin nhắn độ dài vài octet tiếp nhận thiết bị đầu cuối nhỏ Có hai loại dịch vụ tin nhắn: − Dịch vụ tin nhắn truyền điểm - điểm (giữa hai thuê bao) Loại chia thành hai loại nhỏ: + Dịch vụ tin nhắn kết cuối di động, điểm – điểm (SMS- MO/ PP) Cho phép người sử dụng GSM nhận tin nhắn + Dịch vụ tin nhắn khởi đầu từ Mobile, điểm – điểm (SMSMI/PP) Cho phép người sử dụng GSM gửi tin đến người sử dụng GSM khác − Dịch vụ tin nhắn phát quảng bá: cho phép tin nhắn gửi đến máy di động vùng địa lý định Các tiêu chuẩn kỹ thuật Các tiêu kỹ thuật mạng GSM: − Hệ thống thông tin di động GSM cho phép chuyển vùng tự thuê bao khu vực Châu Âu, có nghĩa thuê bao thâm nhập sang mạng nước khác di chuyển sang biên giới Trạm di động GSM – MS (GSM Mobile Station) phải có khả trao đổi thơng tin nơi phủ sóng quốc tế − Về khả phục vụ: + Hệ thống thiết kế cho MS dùng tất nước có mạng + Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép linh hoạt lớn cho loại dịch vụ khác liên quan đến mạng số kết nối đa dịch vụ (ISDN) + Tạo hệ thống phục vụ cho MS tàu viễn dương mạng mở rộng có dịch vụ di động mặt đất − Về chất lượng dịch vụ an toàn bảo mật: + Chất lượng thoại GSM phải có chất lượng hệ thống di động tương tự trước điều kiện vận hành thực tế + Hệ thống có khả bảo mật, mã hóa thơng tin người dùng mà không ảnh hưởng đến hệ số không ảnh hưởng đến thuê bao khác không dùng đến khả − Về sử dụng tần số: + Hệ thống cho phép mức độ cao hiệu dải tần mà phục vụ vùng thành thị nông thôn dịch vụ phát triển + Dải tần số hoạt động 890- 915 935-960 Mhz + Hệ thống GSM 900 Mhz phải tồn hệ thống dùng 900 Mhz trước − Về mạng: + Kế hoạch nhận dạng dựa khuyến nghị CCITT + Kế hoạch đánh số dựa khuyến nghị CCITT + Hệ thống phải cho phép cấu trúc tỷ lệ tính cước khác nhận dùng mạng khác + Trung tâm chuyển mạng ghi định vị phải dùng hệ thống báo hiệu tiêu chuẩn hóa quốc tế + Chức bảo vệ thông tin báo hiệu thông tin điều khiển mạng phải cung cấp hệ thống Công nghệ sử dụng - Ứng dụng − Sự tương thích dịch vụ GSM với dịch vụ mạng sẵn có: − PSTN – Public Swithed Telephone Network (Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng) − ISDN – Intergrated Service Digital Network (Mạng số tích hợp đa dịch vụ) − Cho phép thuê bao lưu động (roaming) nước với sử dụng hệ thống GSM cách hoàn toàn tự động Nghĩa thuê bao mang máy di động nơi mạng tự động cập nhật thơng tin vị trí th bao đồng thời thuê bao gọi nơi mà không cần biết thê bao khác đâu Ưu điểm nhược điểm − Đối với Mạng 1G: hệ thống thông tin tương tự, dịch vụ hạn chế không cho phép roaming − Khi nâng cấp lên hệ thống 2G (GSM): + Hệ thống thông tin số tăng cường băng thông chất lượng dịch vụ Nhu cầu Internet 2.5G (GPRS) + Ngồi có chức định vị GPS, tin nhắn SMS, hệ thống báo hiệu An toàn bảo mật Mạng GSM có rủi ro bảo mật như: mạng viễn thông (các MSC, BSC, HLR phần tử mạng khác trừ BTS, thâm nhập đến BTS thực qua BSC) Mặt khác hệ thống khai thác bảo dưỡng lại nối đến máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp người máy Theo tiêu chuẩn GSM hệ thống gọi OMC 13.2 Quản lý thuê bao Bao gồm hoạt động đăng ký quản lý thuê bao Nhiệm vụ nhập xóa thuê bao khỏi mạng Đăng ký thuê bao phức tạp, bao gồm nhiều dịch vụ tính bổ sung Nhà khai thác phải thâm nhập vào tất thơng số nói Một nhiệm vụ quan trọng khác nhà khai thác tính cước gọi Cước phí phải tính gửi đến thuê bao Quản lý thuê bao mạng GSM liên quan đến HLR số thiết bị OSS riêng chẳng hạn mạng nối HLR với thiết bị giao tiếp người máy trung tâm giao dịch với thuê bao SIM card đóng vai trò phận hệ thống quản lý thuê bao 13.3 Quản lý thiết bị di động Quản lý thiết bị di động đăng ký nhận dạng thiết bị EIR (Equiment Identity Register) thực EIR lưu tất liệu liên quan đến trạm di động MS EIR Chứa số liệu phần cứng của thiết bị nhận dạng thiết bị di động quốc tế ( IMEI) IMEI thiết bị di động (ME) khơng phải thuê bao mà sử dụng thiết lập hay nhận gọi EIR nối với MSC qua đường báo Nó cho phép MSC kiểm tra hợp lệ thiết bị, cách cấm MS có dạng khơng chấp thuận Cơ sở liệu EIR chứa danh sách IMEI tổ chức sau: − Danh sách trắng: Chứa IMEI mà dùng để ấn định trước hợp lệ thiếp bị di động − Danh sách đen: Chứa IMEI MS mà thông báo bị cắp hay bị từ chối phục vụ số lý khác − Danh sách sám: Chứa IMEI MS mà có vấn đề (ví dụ: lỗi phần mềm) Tuy nhiên chúng chưa đủ lý xác đáng để đưa vào danh sách đen 13.4 Trung tâm quản lý mạng OMC cung cấp khả phân phối việc quản lý mạng phân vùng hóa theo phân cấp hệ thống GSM hoàn chỉnh NMC chịu trách nhiệm cho khai thác bảo dưỡng mức mạng NMC nằm đỉnh cấu trúc mạng vùng cấp mạng quản lý toàn cầu 13.5 Trung tâm khai thác bảo dưỡng OMC cung cấp điển trung tâm mà từ điều khiển giám sát thực thể khác mạng (như: trạm sở, chuyển mạch, sở liệu …) giám sát chất lượng dịch vụ mà cung cấp Có hai loại OMC là: − OMC (R): điều khiển BSS − OMC (S): điều khiển NSS OMC cung cấp chức sau: − − − − Quản lý, cảnh báo kiện Quản lý việc thực Quản lý cấu hình Quản lý an tồn III CHUYÊN GIAO HANDOVER TRONG GSM Khái niệm Một trở ngại việc phát triển mạng thông tin di động tế bào vấn đề phát sinh thuê bao di động di chuyển từ cell sang cell khác Các khu vực kề hệ thống tế bào sử dụng kênh vơ tuyến có tần số khác Khi thuê bao di động di chuyển từ cell sang cell khác gọi bị rớt tự động chuyển từ kênh vô tuyến sang kênh khác thuộc cell khác Thay để gọi bị rớt, trình Handover (tiếng Mỹ: Handoff) giúp cho gọi liên tục trình đàm thoại, hai thuê bao chiếm kênh thoại Khi thuê bao di động chuyển động khỏi vùng phủ sóng cell cho trước, tín hiệu đầu thu cell giảm Lúc đó, cell sử dụng yêu cầu Handover (chuyển giao) đến hệ thống Hệ thống chuyển mạch gọi đến cell có tần số với cường độ tín hiệu thu mạnh mà không làm gián đoạn gọi hay gửi cảnh báo đến người sử dụng Cuộc gọi tiếp tục mà người sử dụng không nhận thấy q trình Handover diễn Quyết định có thực chuyển giao hay không phụ thuộc vào BSC phục vụ Khi gọi, MS định kì gửi kết đo tới BTS BTS phục vụ đo đường lên chất lượng tín hiệu vơ tuyến gọi trước kết đo từ MS Cả hai kết đo BTS gửi tới BSC Dựa vào tin báo cáo kết đo BSC định có chuyển giao tới cell khác hay khơng Quyết định thực thuật tốn cài đặt thơng số người quản trị mạng cài đặt Có loại chuyển giao khác có phần tử khác mạng Chuyển giao BSC hay BTS khơng phức tạp MSC Hình 3.1 Chuyển giao mạng GSM Các loại chuyển giao 13.6 Chuyển giao BTS Được gọi chuyển giao cell hay BTS Chuyển giao cell thực tế khơng có chuyển giao thực Vì kết để thay đổi tần số gọi xảy Thay đổi tần số thực chất lượng liên kết giảm đo lường cell kế bên không tốt Trong trường hợp BSC điều khiển BTS phục vụ MS lệnh cho MS BTS trở tần số cho chất lượng liên kết tốt Việc làm giảm chất lượng liên kết ảnh hưởng gọi khác cell lân cận sử dụng chung tần số (nhiễu đồng kênh) Giải pháp để cố gắng thay đổi sang kênh khác (khe thời gian khác) mà đảm bảo tốt cho gọi Hình 3.2 Chuyển giao BTS 13.7 Chuyển giao BSC: Chuyển giao BSC thực cell đích điều khiển BTS khác từ cell nguồn hai BTS điều khiển BSC MSC khơng liên quan tới q trình chuyển giao, BSC thơng báo chuyển giao hồn thành Nếu cell đích đặt LA khác, MS cần thực cập nhật vị trí thủ tục sau kết thúc gọi Hình 3.3 Chuyển giao BSC 13.8 Chuyển giao MSC Khi BSC định chuyển giao cần thiết, cell đích khơng điều khiển nó, cần giúp đỡ từ MSC để tìm xác vị trí cell BSC quản lý, lúc MSC tham gia vào trình chuyển giao Cell đích xác định vị trí BSS khác mà quản lý MSC Khi tìm BSS đích, MSC kết nối BSS nguồn với BSS đích gửi tin báo cho BSS nguồn sẵn sàng Sau q trình u cầu BTS đích cấp tài nguyên, cấp tài nguyên thành công, MS dẫn để truy cập kênh gọi chuyển sang BSS Hình 3.4 Chuyển giao MSC 13.9 Chuyển giao MSC Thủ tục chuyển giao MSC khác thực cell đích kết nối tới MSC khác (MSC –B) với yêu cầu chuyển giao Yêu cầu MSC –B cấp tài nguyên cho gọi trường hợp intra – MSC Hình 3.5 Chuyển giao MSC khác Khi tài nguyên cấp , gọi chuyển mạch trường hợp intra – MSC Vì MS chuyển sang cell khác (được phục vụ BSS/MSC - VLR) mà MSC – A có tất thơng tin th bao VLR Thơng tin chuyển qua cho MSC/VLR LU thực Do vậy, LU yêu cầu kết thúc gọi, chuyển giao MSC thực xong IV GIAO DIỆN VÀ THƠNG TIN TRONG GSM Giao diện vơ tuyến 13.10.Tổng quan Giao diện vô tuyến tên chung đấu nối trạm di động (MS) trạm phát thu gốc (BTS) Giao diện sử dụng khái niệm TDMA với khung TDMA cho tần số sóng mang Mỗi khung gồm khe thời gian (TS - Time Slot) hướng từ BTS đến MS,được định nghĩa đường xuống hướng ngược lại đường lên Tổ chức đa thâm nhập cách kết hợp FDMA TDMA Truyền dẫn vô tuyến GSM chia thành cụm (BURST) chứa hàng trăm bit điều chế Mỗi cụm phát khe thời gian có độ lâu 15/26 ms (577ms) kênh tần số có độ rộng 200 kHz Sơ đồ mô tả cách kết hợp FDMA TDMA cho hình sau: Tần số (FDMA) 200kHz 7 Mỗi kênh tần số cho phép tổ chức khung thâm nhập theo thời gian khung bao gồm khe thời gian từ đến (TS0, TS1, TS7) Các kênh giao diện vô tuyến : Các kênh giao diện vô tuyến chia làm loại : Kênh vật lý kênh logic Kênh vật lý : kênh vật lý tổ chức theo quan điểm truyền dẫn Đối với TDMA GSM , kênh vật lý khe thời gian sóng mang vơ tuyến định Dải tần số : 890 - 915 MHz cho đường lên (từ MS đến BTS) 935 - 960 MHz cho đường xuống (từ BTS đến MS) Dải thông tần kênh vật lý 200 kHz, dải tần bảo vệ biên rộng 200 KHz Vậy GSM 900 có 124 dải thông tần tần số 890,2 MHz Mỗi dải thơng tần khung TDMA có khe thời gian Vậy số kênh GSM 124*8=992 kênh Mỗi khe thời gian có độ lâu 15/26 ms 577 ms Một khung TDMA có độ lâu 4,62 ms Ở BTS khung TDMA tất kênh tần số đồng Đồng áp dụng đường lên Tuy nhiên khởi đầu khung đường lên trễ khung so với khung đường xuống Nhờ trễ mà MS sử dụng khe thời gian có số thứ tự đường lên lẫn đường xuống để truyền tin bán song công Kênh logic tổ chức theo quan điểm nội dung tin tức, kênh đặt vào kênh vật lý 13.11 Cấu trúc cụm Người ta gọi khuôn mẫu tin tức khe thời gian 577ms với độ lâu 156,25 bit nội dung vật lý cụm (burst) Có cụm khác : − − − − − Cụm bình thường NB (Normal Burst) Cụm hiệu chỉnh tần số FB (Frequency Correction Burst) Cụm đồng SB (Synchronization Burst) Cụm truy cập AB (Access Burst) Cụm bù nhìn DB (Dumny Burst) phát từ BTS số trường hợp 13.12.Cách kênh logic Có thể chia kênh logic làm loại : Kênh lưu thông kênh báo hiệu điều khiển 13.12.1 Kênh lưu thông (TCH - Trafic channel) Kênh lưu thông mang tiếng mã hoá số liệu người sử dụng Kênh lưu thông gồm loại định nghĩa sau : +Bm hay TCH toàn tốc (TCH/F), kênh mang thông tin tiếng số liệu tốc độ khoảng 22,8 kbit/s +Lm hay TCH bán tốc (TCH/H), kênh mang thông tin tốc độ khoảng 11,4 kbit/s Các kênh báo hiệu điều khiển chia thành ba loại: kênh điều khiển quảng bá, kênh điều khiển chung dành riêng 13.12.2 Các kênh điều khiển Các kênh điều khiển quảng bá : − Các kênh hiệu chỉnh tần số (FCCH- Frequency Correction Channel − Kênh đồng (SCH- Synchronization Channel) − Kênh điều khiển quảng bá (BCCH) Các kênh điều khiển chung (CCCH - Common Control Channel) : − Kênh tìm gọi (PCH- Paging Channel) : − Kênh thâm nhập ngẫu nhiên (RACH- Random Access Channel) − Kênh cho phép thâm nhập (AGCH- Access Granted Channel) Các kênh điều khiển dành riêng (DCCH - Dedicated Control Channel) : − Kênh điều khiển dành riêng đứng (SDCCH) − Kênh điều khiển liên kết chậm (SACCH) − Kênh điều khiển liên kết nhanh (FACCH) Kênh quảng bá tế bào (CBCH - Cell Broadcast Channel) 14.Giao diện Um Đây giao diện MS BTS (air interface) Giao diện sử dụng giao thức LAPDm cho báo hiệu, có chức dẫn đường gọi, đo lường báo cáo, chuyển giao (handover), xác thực, cấp phép, cập nhật khu vực Lưu lượng (thoại) báo hiệu truyền bursts 0.577 ms khoảng 4.615 ms, tạo thành khối liệu 20 ms 15.Giao diện Abis Đây giao diện BTS BSC, thường truyền đường DS-1, ES-1 hay E1 mạch vòng TDM Sử dụng kênh (subchannel)TDM cho lưu lượng (TCH), giao thức LAPD cho giám sát BTS báo hiệu vơ tuyến, truyền tín hiệu đồng từ BSC tới BTS MS 16.Giao diện A Giao diện A giao diện BSC MSC qua chuyển đổi mã TRAU gắn liền hay tách rời với BSC Cũng giống diao diện AbitS, giao diện A sử dụng luồng chuẩn PCM32 (2Mb/s) với mã sửa sai CRC4 CCITT, G703, báo hiệu giao diện CCS7 Các hệ thống có TRAU đặt BSC kênh lưu lượng tới MSC 64kb/s − Quản lý tài nguyên vô tuyến RR (Radio Resource Menagement): Xử lý việc thiết lập, trì, kết thúc nối dịch vụ di động − Quản lý di động MM ( Mobile Menagement): Nhiệm vụ quản lý di động MM thực nhận thực cập nhật vị trí, cấp phát lai TMSI bảo mật trạm di động − Quản lý nối thông CM (Interconnection Menagement): quản lý nối thông lớp cao lớp lớp Việc trao đổi mẩu tin mạng với thuê bao chủ gọi thuê bao bị goi sử lý lớp Quản lý nối thông chia thành phần: + Điều khiển gọi (Call Control) + Hỗ trợ dịch vụ dặc thù SSS (Subplementery Service Support) + Dịch vụ tin ngắn SMS (Short Messsage Service) 17.Giao diện Ater Giao diện BSC chuyển mã Tên giao diện gắn liền với nhà cung cấp (ví dụ: Giao diện Ater Nokia - Ater by Nokia) Giao diện làm nhiệm vụ truyền tải, mà không làm thay đổi, thông tin giao diện A từ BSC (tới đơn vị chuyển mã) 18.Fading anh hưởng đến thơng tin mạng 18.1 Fading gì? 18.1.1 Khái niệm Fading tượng sai lạc tín hiệu thu cách bất thường xảy hệ thống vô tuyến tác động môi trường truyền dẫn Pha-đinh tang giảm cách ngẫu nhiên tín hiệu điểm thu Fading nguyên nhân gây méo tín hiệu (méo tuyến tính) 18.1.2 Phân loại Chúng phân loại theo chu kỳ tín hiệu băng thơng tín hiệu dãi – Fading phẳng Là Fading mà suy hao phụ thuộc vào tần số không đáng kể số với toàn băng tần hiệu dụng tín hiệu Fading phẳng thường xảy hệ thống vơ tuyến có dung lượng nhỏ vừa, độ rộng băng tín hiệu nhỏ nên fading truyền dẫn đa đường mưa gần xem khơng có chọn lọc theo tần số +Fading phẳng truyền dẫn đa đường: hình thành phản xạ chướng ngại thay đổi độ khúc xạ khí cường trường thu đầu thu bị suy giảm di chuyển trình truyền dẫn + Fading phẳng hấp thụ: Là tượng sóng điện từ bị hấp thụ bị tán xạ mưa, tuyết, sưong mù.hay phần tử khác tổn môi trường truyền dẫn nên tín hiệu vào đầu thu bị suy giảm – Fading chọn lọc tần số Xảy băng tần tín hiệu lớn băng thơng kênh truyền Do hệ thống tốc độ vừa lớn có độ rộng băng tín hiệu lớn (lớn độ rộng kênh) chịu nhiều tác động selective fading – Fading nhanh, Fading chậm + Nguyên nhân: Fading nhanh (fast fading) hay gọi hiệu ứng Doppler, nguyên nhân có chuyển động tương đối máy thu máy phát dẫn đến tần số thu bị dịch tần lượng delta_f so với tần sô phát tương ứng f_thu = f_phát (c + v_thu) / (c+v_phát) Fading chậm (slow fading): Do ảnh hưởng vật cản trở đường truyền 18.2 Cách khắc phục 18.2.1 Phân tập anten Phân tập tập sử dung đồng thời hai anten thu (hoặc nhiều hơn) chịu ảnh hưởng pha đinh độc lập, ý niệm dẫn đến hai anten R(x) độc lập thu tín hiệu Vì chúng chịu tác động đường bao pha đinh khác Tuy nhiên khoảng cách anten phải đủ lớn để tương tác tin hiệu hai anten nhỏ 18.2.2 Nhảy tần Như đẵ nói mẫu pha đinh phụ thuộc vào tần số điều nghĩa chỗ trũng pha đinh xẩy vị trí khác tần số khác Vì ta lợi dụng tượng cách thay đổi tần số sóng mang số tần sô SFH dùng tổng hợp tần số có khả thay đổi tần số lần khung Nhảy tần mode tuỳ lựa chon phía BSC mà MS phải tuân theo MS báo danh sách tần sô dùng để nhải tần Các kênh logic khơng có nhảy tần: FCCH, SCH, BCCH Có 217 lần nhảy tần giây tức 1200bit/1bước nhảy 18.2.3 Mã hoá kênh Ở truyền dẫn, người ta thường đo chất lượng tín hiệu đường truyền số lượng bit thu xác Nó biểu diễn tỷ số lỗi bit BER (Bit Error Rate) BER nhỏ tốt Tuy nhiên đường truyền dẫn ln thay đổi nên ta khơng thể giảm hồn tồn xuống khơng nghĩa phải cho phép lượng lõi định có khả khơi phục lài thơng tin hay phát lỗi để sử dụng thông ti nhầm Điều đặc biệt quan trọngkhi phát số liệu Bằng mã hoá kênh ta phát sửa lỗi luồng bit thu Nghĩa có loại dư thừa bit, ta mở rộng thông tin từ số bit thành số lượng bit lớn hợn, nhiên ta phải gửi nhiều bit Ta biết đầu CODEC dòng số 260bit/20ms, 260bit phân cấp theo tầm quạn trọng Các cấp khác bảo vệ khác việc bảo vệ hiệu Mã hoá kênh thực qua hai bước mã hố khối (block Code) mã hố vòng xoắn (Convolutional Code) Mã khối mã chu kỳ để phát lỗi cho 50bit cấp Ia Nếu thêm vào 3bit CRC huỷ bỏ tồn cửa sổ sét ngoại suy lấp lỗ trống Mã hố vòng xoắn cho phép sửa sai lỗi phép áp dụng cho bit cấp Ia, Ib mã hoá xoắn mã hoá tạo khối bit mã hố khơng phụ thuộc vào bit khối tin thời dịch vào mã hố mà phụ thuộc vào khối tin trước Cả hai phương pháp sử dụng GSM Trược hết số bit thơng tin mã hố khối để tạo nên khối thông tin bit chẵn lẻ (kiểm tra) Sau bit mã xoắn để tạo nên bit mã hoá Cả hai bước áp dụng cho thoại số liệu, sơ đồ mã hoá cho chúng khác Lý sử dụng mã hố kép ta muốn sửa lỗi (mã hố xoắn) sau nhận biết (mã hố khối) xem liệu thơng tin bị lỗi có dùng hay khơng ... tâm cung cấp mã bảo mật chống nghe trộm cho đường vô tuyến thay đổi cho thuê bao 10.Tổng quát hệ thống báo hiệu số 10.1 Sơ lược báo hiệu số Những năm 1960, tổng đài điều chỉnh trương trình lưu trữ... hiệu kênh chung CCS7, CCS7 thiết kế cho mạng quốc gia quốc tế sử dụng trung kế số, tốc độ 64kbps 10.2 Vai trò hệ thống báo hiệu số Hệ thống báo hiệu kênh liền kề CSA (Channel Associated Signalling)... quan trọng tính lưu thơng thuê bao mạng Trong hệ thống GSM, mạng phân chia thành phân vùng sau: 10.3 Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network) Vùng phục vụ GSM toàn vùng phục vụ kết hợp quốc