lý thuyết quy hoạch ô trong mạng VinaPhone

Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học, đặc biệt là khoa học công nghệ Điện tử - Tin học đ• cho phép con người thoả m•n về nhu cầu trao đổi thông tin; Cùng với sự phát triển đó thì cũng có sự phát triển của các loại hình thông tin khác như: Dịch vụ truyền số liệu, thông tin di động, nhắn tin, điện thoại thẻ, Internet...đ• giải quyết được nhu cầu thông tin toàn cầu. Riêng hệ thống thông tin di động - GSM đ• phát triển mạnh mẽ với số lượng thuê bao ngày càng tăng và đ• chứng tỏ được tính ưu việt của hệ thống. Và trong thập kỷ 90 này, ngành Bưu Điện Việt Nam tuy chưa phát triển như các nước trong khu vực cũng như trên thế giới song TTDĐ ở Việt Nam đ• sớm phát triển và ứng dụng những công nghệ mới nhất, đ• đáp ứng được nhu cầu thông tin di động của x• hội; phục vụ cho công tác l•nh đạo của Đảng, nhà nước nói chung và ngành Bưu Điện nói riêng. Qua một thời gian tìm hiểu về TTDĐ,em đ• có một số kiến thức nhất định về hệ thống TTDĐ-GSM cũng như về mạng điện thoại di động toàn quốc VinaPhone; Và ngoài việc hiểu sâu thêm về hoạt động của mạng VinaPhone, em còn được hiểu sâu thêm về lý thuyết quy hoạch ô trong mạng VinaPhone.

Đồ án tốt nghiệp dịch vụ trả tiền trớc mạng vinaphone Lời nói đầu Ngày với phát triển không ngừng khoa học, đặc biệt khoa học công nghệ Điện tử - Tin học đà cho phép ngời thoả mÃn nhu cầu trao đổi thông tin; Cùng với phát triển có phát triển loại hình thông tin khác nh: Dịch vụ truyền số liệu, thông tin di động, nhắn tin, điện thoại thẻ, Internet đà giải đợc nhu cầu thông tin toàn cầu Riêng hệ thống thông tin di động - GSM đà phát triển mạnh mẽ với số lợng thuê bao ngày tăng đà chứng tỏ đợc tính u việt hệ thống Và thập kỷ 90 này, ngành Bu Điện ViƯt Nam cha ph¸t triĨn nh c¸c níc khu vực nh giới song TTDĐ Việt Nam đà sớm phát triển ứng dụng công nghệ nhất, đà đáp ứng đợc nhu cầu thông tin di động xà hội; phục vụ cho công tác lÃnh đạo Đảng, nhà nớc nói chung ngành Bu Điện nói riêng Qua thời gian tìm hiểu TTDĐ,em đà có số kiến thức định hệ thống TTDĐ-GSM nh mạng điện thoại di động toàn quốc VinaPhone; Và việc hiểu sâu thêm hoạt động mạng VinaPhone, em đợc hiểu sâu thêm lý thuyết quy hoạch ô mạng VinaPhone Dù đà có nhiều cố gắng trình tìm hiểu thực tập Ct GPC song khó tránh khỏi thiếu sót Đồ án tốt nghiệp Vậy, em mong nhận đợc ý kiến đóng góp, nhận xét thầy cô giáo toàn thể bạn Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn hớng dẫn thầy giáo LÂM HồNG THạCH Mục Lục Lời nói đầu Mục lục Chơng 1: Lịch sử TTDĐ Nguyên lý thông tin tổ ong I Lịch sử TTDĐ ThÕ hÖ thø nhÊt ThÕ hÖ thø hai Phạm đức hng - BBK4A khoa Đt-vt Trang 9 9 Page Đồ án tốt nghiệp dịch vụ trả tiền trớc mạng vinaphone Thế hƯ thø ba ThÕ hƯ thø t II Nguyªn lý thông tin tổ ong Tổng quan Các thành phần mạng Tần số ấn định cho GSM Ô vô tuyến 4.1 Ô hình thành ô vô tuyến 4.2 Phân loại ô 4.2.1 Ô vô hớng 4.2.2 Ô rẻ quạt 4.2.3 Ô trùm 4.3 Kích thớc ô 4.4 Các thông số ô Mẫu sử dụng lại tần số Chuyển mạch điều khiển Chơng 2: Cấu trúc thành phần mạng TTDĐ GSM I Giới thiệu mạng GSM II Các thành phần mạng GSM Trạm di động-MS 1.1 Thiết bị di động-ME 1.2 Module nhận dạng thuê bao-SIM Hệ thống trạm gốc-BSS 2.1 Bộ điều khiển trạm gốc-BSC 2.2 Trạm thu phát vô tuyến gốc-BTS 2.3 Bộ chun m·-XCDR HƯ thèng chun m¹ch m¹ng-NSS 3.1 Trung tâm chuyển mạch nghiệp vụ di động-MSC 3.2 Bộ ghi định vị thờng trú-HLR 3.3 Bộ ghi định vị tạm trú-VLR 3.3.1 Nhận dạng vùng định vị-LAI 3.3.2 Nhận dạng thuê bao di động tạm thời-TMSI 3.3.3 Số lu ®éng tr¹m di ®éng-MSRN Ph¹m ®øc hng - BBK4A khoa §t-vt 10 10 10 10 11 13 13 13 13 14 14 15 16 16 17 18 18 19 19 19 20 20 21 21 22 23 23 24 24 25 25 25 Page Đồ án tốt nghiệp dịch vụ trả tiền trớc mạng vinaphone 3.4 Bộ ghi nhận dạng thiết bị-EIR 3.5 Trung tâm nhận thực-AUC 3.6 Chức tơng tác-IWF 3.7 Bộ triệt tiếng vọng-EC Hệ thống khai thác bảo dỡng-NMS 4.1 Trung tâm quản lý mạng-NMC 4.2 Trung tâm khai thác bảo dỡng-OMC Chơng 3: Giao diện mặt đất, giao diện vô tuyến Mà hoá kênh giao diện vô tuyến I Tổng quan II Các giao diện mặt đất Trung kÕ Mbps-30 kªnh PCM Giao diƯn X-25 HƯ thèng b¸o hiƯu ITU-TS#7 Giao diƯn Abis (LAPD) Các liên kết III Truyền dẫn tín hiệu số tơng tự Kỹ thuật điều chế Truyền dẫn tín hiệu số 2.1 Khoá dịch pha 2.2 Khoá dịch cực tiểu GAUSS IV Các kênh vật lý, logic đa khung Các kênh vật lý PCH-GSM Các kênh logic LCH-GSM 2.1 Các kênh lu lợng-TCH 2.2 Các nhóm kênh điều khiển GSM 2.2.1 Nhãm BCCH 2.2.2 Nhãm CCCH 2.2.3 Nhãm DCCH 2.2.4 C¸c kênh điều khiển 2.2.4.1 Kênh điều khiển quảng bá-BCCH 2.2.4.2 Kênh hiệu chỉnh tần số-FCCH 2.2.4.3 Kênh đồng bộ-SCH Phạm ®øc hng - BBK4A khoa §t-vt 25 26 27 27 28 28 29 30 30 30 30 32 33 34 35 36 36 36 36 37 37 37 38 38 39 39 39 40 40 40 40 41 Page Đồ án tốt nghiệp dịch vụ trả tiền trớc mạng vinaphone 2.2.4.4 Kênh điều khiển chung-CCCH 2.2.4.5 Kênh điều khiển dành riêng-DCCH 2.2.4.6 Kênh điều khiển kết hợp-ACCH 2.2.5 Các kết hợp kênh 2.2.6 Kết hợp kênh khe thời gian Các đa khung định thời 3.1 Đa khung (Multi Frames) 3.1.1 Đa khung kênh lu lợng 26 khung 3.1.2 Đa khung kênh điều khiển 51 khung 3.2 Siêu khung siêu siêu khung V Cơm GSM Giíi thiƯu chung vỊ cơm C¸c loại cụm 2.1 Cụm bình thờng-NB 2.2 Cụm hiệu chỉnh tần số-FB 2.3 Cụm đồng bộ-SB 2.4 Cụm thâm nhập-AB 2.5 Cụm giả-DB VI Mà hoá kênh Chống phát lỗi Mà hoá kênh 2.1 Mà hoá kênh thoại 2.2 Mà hoá kênh điều khiển 2.3 Mà hoá kênh số liệu Chơng 4: Tổng quan mạng TTDĐ VinaPhone I Các loại hình TTDĐ Việt Nam II Tổng quan mạng TTDĐ VinaPhone Giới thiệu mạng TTDĐ VinaPhone Cấu trúc mạng TTDĐ VinaPhone 2.1 Hệ thống khai thác bảo dỡng 2.2 HƯ thèng chun m¹ch m¹ng 2.3 HƯ thèng tr¹m gèc 2.4 Trung tâm dịch vụ khách hàng Phạm đức hng - BBK4A khoa §t-vt 41 41 42 42 42 43 44 44 44 47 48 48 49 49 49 50 50 50 51 51 52 52 52 53 55 55 55 55 56 56 56 59 60 Page §å án tốt nghiệp dịch vụ trả tiền trớc mạng vinaphone 2.5 Các dịch vụ khác mạng TTDĐ VinaPhone 2.6 Vïng phđ sãng cđa m¹ng VinaPhone 2.6.1 Khu vùc I 2.6.2 Khu vùc II 2.6.3 Khu vùc III III Tổng quan mạng TTDĐ MobiPhone Giới thiệu mạng TTDĐ MobiPhone Các sơ đồ So sánh mạng VinaPhone mạng MobiPhone Chơng 5: Dịch vụ trả tiền trớc mạng TTDĐ VinaPhone I Giới thiệu dịch vụ mạng VinaPhone Các dịch vụ 1.1 Dịch vụ thoại 1.2 Dịch gọi khẩn 1.3 Dịch vụ nhắn tin ngắn 1.4 Dịch vụ Fax\Data Các dịch vụ cộng thêm 2.1 Dịch vơ chun tiÕp cc gäi 2.2 DÞch vơ chê cc gọi 2.3 Dịch vụ chặn cuội gọi 2.4 Dịch vụ hiƯn sè chđ gäi\cÊm hiƯn sè chđ gäi C¸c dịch vụ cộng thêm GSM 3.1 Dịch vụ tính cớc nóng 3.2 Dịch vụ hộp th thoại 3.3 Dịch vụ trả tiền trớc (PPS) II Các giải pháp kỹ thuật cung cấp dịch vụ PPS Những thuận lợi dịch vụ PPS Những yêu cầu dịch vụ PPS Các giải pháp cung cấp dịch vụ PPS 3.1 Giải pháp sử dụng dịch vụ tính cớc tức thời 3.2 Giải pháp sử dụng dịch vụ tính cớc nhanh 3.3 Giải pháp sử dụng Nút dịch vụ 3.4 Giải pháp sử dụng mạng thông minh Phạm đức hng - BBK4A khoa Đt-vt 60 60 61 62 64 65 65 65 65 69 69 69 69 69 69 69 69 69 70 70 70 70 70 70 70 71 71 71 72 72 73 74 76 Page Đồ án tốt nghiệp dịch vụ trả tiền trớc mạng vinaphone 3.5 Giải pháp sử dụng Simcard cã mƯnh gi¸ III Giíi thiƯu vỊ tỉ chøc dÞch vơ ë MobiPhone CÊu tróc hƯ thèng PPS mạng MobiPhone 1.1 Cấu trúc phần cứng 1.2 Phần mềm hệ thống 1.3 Dung lợng hệ thống 1.4 Đấu nối hệ thống PPS với mạng GSM Hoạt động cđa hƯ thèng PPS m¹ng GSM IV CÊu tróc hiƯn t¹i cđa hƯ thèng PPS m¹ng VinaPhone Tỉng quan CÊu tróc hƯ thèng PPS 2.1 CÊu trúc phần cứng 2.1.1 Bộ điều khiển Nút dịch vụ-SNCP 2.1.2 Bộ phận giao diện mạng-NIU 2.1.3 Thiết bị trả lời tơng tác thoại-IVRU 2.1.4 Bộ phận quản lý TRM 2.1.5 Mét sè bé phËn kh¸c hƯ thèng 2.1.5.1 Module điều khiển trung tâm-ICCM 2.1.5.2 Trung tâm điều khiển dịch vụ nhắn tin ngắn thông minh 2.1.5.3 Bộ phận ®iỊu khiĨn cc gäi-CCS 2.1.5.4 M¹ng ®êng trun tèc ®é cao-HSBN 2.1.5.5 Quản trị mạng LAN 2.1.6 Các giao diện 2.2 PhÇn mỊm hƯ thèng PPS 2.2.1 Giíi thiƯu chung 2.2.2 Phân cấp phần mềm 2.2.2.1 Phần mềm SNCP 2.2.2.2 IVRU (MMU\MSU) 2.3 Hoạt động thuê bao hệ thống 2.3.1 Các trạng thái thuê bao 2.3.1.1 Module trạng thái tài khoản 2.3.1.2 Các chuyển đổi từ trạng thái IDLE 2.3.1.3 Các chuyển đổi từ trạng thái ACTIVE 2.3.1.4 Các chuyển đổi từ trạng thái SUSPENDED Phạm đức hng - BBK4A khoa §t-vt 78 80 80 80 82 82 82 83 86 86 88 88 88 90 91 91 92 92 92 92 92 93 93 95 95 95 95 96 96 96 96 98 98 100 Page Đồ án tốt nghiệp dịch vụ trả tiền trớc mạng vinaphone 2.3.1.5 Các chuyển đổi từ trạng thái DISABLED 2.3.2 Mô tả gọi hệ thống 2.3.2.1 Thuê bao di động trả tiền sau 2.3.2.2 Thuê bao di động trả tiền trớc 2.3.3 Các quy định khai thác dịch vụ PPS Nhận xét kiến nghị 3.1 Những tồn hệ thống 3.2 Những phơng pháp phát triển hệ thống PPS Lời kết Phụ Lơc Ch¬ng 100 101 101 102 103 104 104 105 108 109 Lịch sử thông tin di động nguyên lý thông tin tổ ong I lịch sử thông tin di động Thế hệ thứ Xuất năm 1946, sử dụng công nghệ Đa Truy Nhập Phân Chia Theo Tần Số (FDMA-Frequency Division Multiple Access) Khả phục vụ hệ thống nhỏ, chất lợng không cao giá thành cao Thế hệ thứ hai Từ năm 19701979 với đời phát triển vi xử lý (-icro rocessing) đà mở trang cho thông tin di động Đây mạng tơng tự sử dụng FDMA TDMA (Time Division Multiple Access-Đa Truy Nhập Phân Chia Theo Thêi Gian) Do h¹n chÕ bëi vïng phđ sóng anten phát sử dụng nhiều trạm phát thu cho trạm phát Phạm đức hng - BBK4A khoa Đt-vt Page Đồ án tốt nghiệp dịch vụ trả tiền trớc mạng vinaphone Thế hệ thứ ba Đà xuất mạng tổ ong tơng tự (19791990) Các trạm thu phát đợc đặt theo ô hình tổ ong, ô đợc gọi cell Mạng sử dụng kỹ thuật TDMA cho phép sử dụng lại tần số, cho phép chuyển giao cell gọi Với tần số 450900 MHz có mạng điển hình là: AMPS (Advanced Mobile Phone System - Hệ Thống Điện Thoại Di Động Tiên Tiến) đa vào hoạt động Mỹ năm 1979  NMT (Nordric Mobile Telephone System - HƯ Thèng §iƯn Thoại Di Động Bắc  u) hệ thống nớc Bắc Âu TACS (Total Access Communication System - Hệ Thống Thông Tin Thâm Nhập Toàn Bộ) sử dụng tần số 900 MHz mạng thiết kế cho số lợng lớn thuê bao di động vận hành vào năm 1985 Tất mạng đợc dựa mạng truyền thoại tơng tự điều chế tần số Vïng phđ sãng cđa nã ë møc qc gia vµ việc phục vụ đạt tới vài trăm thuê bao Hệ thống lớn Anh với khả phục vụ triệu thuê bao năm 1990 Thế hệ thứ Là thiết kế dựa truyền dẫn số, điển hình mạng: GSM_900 ( Global System for Mobile Communications - Hệ Thống Thông Tin Di Động Toàn Cầu) hệ thống thông tin di động sử dụng công nghệ FDMAvàTDMA băng tần 900 MHz đợc đa vào hoạt động năm 1992 Châu Âu DCS (GSM_1800 - Digital Cellular System - HƯ Thèng Tỉ Ong Sè) dựa mạng GSM sử dụng băng tần 1800 MHz  CDMA (Code Division Multiple Access - §a Truy NhËp Phân Chia Theo MÃ) hệ thống thông tin di ®éng sư dơng kü tht ®a truy nhËp ph©n chia theo mà Hệ thống đà đợc sử dụng Bắc Mỹ số nớc Châu - Thái Bình Dơng đà cho hiệu đáng kể ii nguyên lý th«ng tin tỉ ong Tỉng quan Mét hƯ thống điện thoại tổ ong kết nối thuê bao Trạm Di Động (MS Mobile Station) với hệ thống điện thoại công cộng với thuê bao MS hệ thống tổ ong khác Thông tin đợc truyền thuê bao MS mạng tổ ong sử dụng thông tin vô tuyến Nhờ đó, loại bỏ đợc cần thiết dây nối cố định sử dụng lắp đặt điện thoại truyền thông Do đó, thuê bao MS cã thĨ di chun xung quanh vµ trë thµnh hoµn toàn di động, xe hay Ngoài mạng tổ ong có nhiều thuận lợi mạng điện thoại mặt đất có nh là: có tính di động, có tính mềm dẻo, tiện lợi (đối với thuê bao di động); có tính mềm dẻo việc mở rộng mạng, có lợi nhuận cao, hiệu Các thành phần mạng Các mạng GSM (Global System for Mobile Communication - Hệ Thống Thông Tin Di Động Toàn Cầu) đợc tạo MSC (Mobile Services Switching Centre_Trung Tâm Chuyển Mạch Các Nghiệp Vụ Di Động), BSS (Base Station System_Hệ Thống Trạm Gốc) MS Ba thành phần Phạm đức hng - BBK4A khoa Đt-vt Page Đồ án tốt nghiệp dịch vụ trả tiền trớc mạng vinaphone chia thành phần tử nhỏ hơn, ví dụ nh: BSS ta cã c¸c BSC (Base Station Controller_Bé Điều Khiển Trạm Gốc), BTS (Base Transceiver Station_Trạm Thu Phát Vô Tuyến Gốc) XCDR (Trascoder_Bộ Chuyển MÃ) PSTN_Mạng Điện Thoại Chuyển Mạch Công Cộng MSC_Trung Tâm Chuyển Mạch Các Nghiệp Vụ Di Động MS_Trạm Di Động Vùng phủ sãng cđa « PSTN BS S MSC BS S BS S BS S BS S BS S BS S BS S BS S MS H×nh-1: Tỉng quan vỊ hƯ thèng tỉ ong sè GSM Víi MSC, BSS vµ MS chóng ta gọi điện thoại, trả lời điện thoại, thùc hiƯn viƯc tÝnh cíc vv nh bÊt kú mét mạng PSTN (Public Switching System_Mạng Điện Thoại Chuyển Mạch Công Cộng) bình thờng làm Chỉ có vấn đề MS tất gọi đến gọi từ MS khác Vì cần phải kết nối mạng GSM với PSTN MS mạng tổ ong đợc đặt ô (cell), ô đợc cung cấp BSS Mỗi BSS cung cấp hay nhiều ô, dựa vào thiết bị nhà sản xuất Ô bình thờng đợc vẽ theo hình lục giác nhng thực tế chúng hình dáng nh vậy, kết ảnh hởng địa hình xung quanh thiết kế nhà quy hoạch mạng Tần số ấn định cho GSM Chỉ có khe hẹp băng tần đợc ấn định cho thông tin tổ ong Danh sách dới trình bày số lợng tần số phổ đợc ph©n bỉ cho GSM_900, GSM më réng 900 (Extended GSM_900-EGSM_900), GSM_1800 (DCS_1800-Digital Cellurlar System 1800) vµ PCS_1900 Sè Thø Tù Kênh Tần Số Vô Tuyến Tuyệt Đối (ARFCN_Absolute Radio Frequency Channel Number) hay mét sãng mang RF(Radio Frequency) thùc tế cặp tần số, tần số đợc sử dụng cho hớng (phát thu) Điều cho phép thông tin đợc truyền qua theo hai hớng Với GSM_900 EGSM tần số đợc chia cặp cách biệt 45 MHz, với DCS_1800 cách biƯt lµ 95 MHz vµ víi PCS_1900 lµ 80 MHz Với ô mạng GSM ARFCN đợc ấn định cho nhiều ARFCN đợc phân bổ để cung cấp dung lợng lớn sóng mang RF mạng GSM hỗ trợ tới khe thời gian TDMA Theo đó, dựa vào lý thuyết sóng mang RF có khả hỗ trợ Phạm đức hng - BBK4A khoa Đt-vt Page Đồ án tốt nghiệp dịch vụ trả tiền trớc mạng vinaphone tới gọi điện thoại đồng thời; nhng nh thấy sau (mặc dù điều có thể) việc thông báo (messaging) báo hiệu (signalling) làm giảm số lợng 8TS (Time Slot_Khe Thời Gian) sóng mang RF xuống hay 7_TS sóng mang RF, làm giảm số lợng máy di động đợc hỗ trợ Không giống nh mạng PSTN, nơi mà máy điện thoại đợc liên kết với mạng mặt đất cặp dây cố định, MS đợc yêu cầu kết nối với mạng qua giao diện vô tuyến Vì vậy, sóng mang RF đơn hỗ trợ nhiều trạm di động khe TDMA ban đầu mà ta đà khẳng định Sử dụng thống kê, thấy sóng mang RF điển hình hỗ trợ tới 15, 20 25 MS Hiển nhiên tất thuê bao MS gọi điện thoại đồng thời Vì vậy, MS chia sẻ tài nguyên vật lý thời điểm khác Các dải tần số: * GSM-900: Thu (hớng lên) 890-915 MHz Phát ( hớng xuống) 935-960 MHz 124 Kênh tần số vô tuyến tuyệt đối (ARFCN) * EGSM-900: Thu (hớng lên) 880-915 MHz Phát (huớng xuống) 925-960 MHz 175 Kenh Tần Số Vô Tuyến Tuyệt Đối * GSM-1800 (DCS-1800): Thu (hớng lên) 1710-1785 MHz Phát (hớng xuống) 1805-1880 MHz 374 Kênh Tần Số Vô Tuyến Tuyệt Đối * PCS-1900: Thu (hớng lên) 1850-1910 MHz Phát (hớng xuống) 1930-1990 MHz 299Kênh Tần Số Vô Tuyến Tuyệt Đối * ARFCN: Độ rộng băng tÇn b»ng 200 MHz  khe thêi gian TDMA Ô vô tuyến 4.1 Ô hình thành « v« tun Vïng bao phđ sãng cđa mét tr¹m thu phát vô tuyến gốc đợc gọi ô Hình dạng ô phụ thuộc vào vị trí địa lý nơi đặt BTS, công suất phát trạm BTS dạng angten phát Có loại angten phát: angten đẳng hớng angten vô hớng; angten đẳng hớng angten có hớng tập chung lợng dẻ quạt; có BTS với angten vô hớng ta yêu cầu danh giới vùng phủ sóng BTS tập hợp mà điểm mà tín hiệu BTS nh đợc danh giới đờng thẳng (Hình-2) hình 3; Nếu ta lặp lại phơng thức nói cách đặt xung quanh BTS BTS khác vùng phủ sóng nhận đợc có dạng hình lục giác (hình lục giác trở thành dạng ký hiệu cho ô mạng TTDĐ) Phạm đức hng - BBK4A khoa §t-vt Page 10 ... khái niệm ô chùm Ô Ô Ô TRạm Ô Ô Ô Hình-6 Trong ô chùm, công suất mà BTS phát mức cao so với BTS ô nhỏ tần số khác MS di chuyển với tốc độ cao đợc phát xa lộ, đợc chuyển giao tới ô chùm không chuyển... m¹ng vinaphone ThÕ hƯ thø ba ThÕ hƯ thứ t II Nguyên lý thông tin tổ ong Tổng quan Các thành phần mạng Tần số ấn định cho GSM Ô vô tuyến 4.1 Ô hình thành ô vô tuyến 4.2 Phân loại ô 4.2.1 Ô vô hớng... loại ô 4.2.1 Ô vô hớng ô vô hớng, BTS đợc trang bị angten vô hớng xạ phơng Khi vùng phủ sóng ô vô hớng có dạng hình tròn với BTS đặt tâm(vùng địa lý phẳng chớng ngại vật); để tợng trng cho ô vô