Tong quan mang 2g

TRUNG TÂM HẠ TẦNG MẠNG MIỀN TRUNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG GSM 2G Định nghĩa GSM GSM viết tắt từ " The Global System for Mobile Communication" - Mạng thơng tin di động tồn cầu - GSM tiêu chuẩn chung cho thuê bao di động di chuyển vị trí địa lý khác mà giữ liên lạc Công nghệ mạng GSM Các mạng điện thoại GSM sử dụng công nghệ TDMA - TDMA viết tắt từ " Time Division Multiple Access " - Phân chia truy cập theo thời gian Giải thích : Đây công nghệ cho phép máy di động sử dụng chung kênh để đàm thoại, máy sử dụng khe thời gian để truyền nhận thơng tin  Dải tần: • GSM 900: 890 – 915 MHz: Uplink (MS transmit) 935 - 960 MHz: Downlink (MS receive) ARFCN: 1-124 • GSM 1800: 1710 - 1885 MHz: Uplink 1805 - 1880 MHz: Downlink ARFCN: 512 - 885   Carrier bandwidth: 200 kHz Channels / carrier: 45 MHz 44 123 124 3 123 124 200 kHz 890 MHz 915 MHz MS transmit 960 MHz 935 MHz MS receive  GSM sử dụng TDMA bên sóng mang  Mỗi user chiếm time slot (TS) khung TDMA  slots frame • Các phần tử mạng di động GSM: • Mạng di động mặt đất cơng cộng (PLMN) có cấu trúc hệ thống gồm có hệ thống sau: • 1.1 Hệ thống trạm gốc (BSS): gồm có phần tử sau: • 1.1.1 BSC (Base Station Controler - Bộ điều khiển trạm gốc): BSC thực hầu hết chức điều khiển BSS quan trọng Chúng thực chức xử lý vô tuyến quản lý tài nguyên vô tuyến, quản lý kênh vô tuyến, quản lý kết nối cục Một nhiều BSC kết nối đến MSC Một BSC giám sát điều khiển nhiều trạm thu phát vơ tuyến (BTS) Vai trò BTS mạng GSM Sơ đồ đấu nối truyền dẫn hệ thống BSS BSS 4xE1 E1 E1 BTS BSC E1 MSC E1 BTS BTS E1 E1 BTS BTS E1 BTS TRAU E1 BTS Lưu ý: luồng E1 quản lý tối đa 15 TRx • • • • • Xác định vùng phủ sóng mạng Truyền thông tin MS BSC Thu phát tín hiệu Xử lý tín hiệu ( Cao tần < > Baseband ) Phối hợp BSC: Quản lý tài nguyên vô tuyến – – – Thực Handover Điều khiển cơng suất Thực nhảy tần 10 • Các đo đạc từ BTS MS gửi đến BSC dạng báo cáo đo Dựa báo cáo này, BSC định chuyển giao cần thiết hay không chuyển giao đến cell Điều gọi định vị trí (locating) • Một lý khác để nổ lực thực chuyển giao việc dựa cường độ chất lượng tín hiệu Timing Advance sử dụng MS vượt giá trị ngưỡng nhà khai thác thiết lập Điều thuờng xảy MS di chuyển qua vùng biên cell đến cell khác • Khi MS thay đổi cell, BTS thông báo MS sóng mang BCCH lân cận Nếu MS chuyển đến vùng định vị mới, cập nhật vị trí loại thơng thường thực sau gọi kết thúc 77 • Chuyển giao sử dụng để cân tải cell Trong trình thiết lập gọi cell nghẽn, MS chuyển đến cell có lưu lượng đảm bảo chất lượng kết nối chấp nhận • • • • • Một số loại chuyển giao sau: - Chuyển giao cell (Intra-cell handover); - Chuyển giao cell điều khiển BSC; - Chuyển giao cell điều khiển BSC khác MSC/VLR; - Chuyển giao cell điều khiển MSC/VLR khác 78 • A Chuyển giao cell: • Chuyển giao thực BSC nhận biết chất lượng kết nối thấp không nhận thị từ đo cho thấy cell khác có chất lượng tốt Trong trường hợp đó, BSC nhận biết kênh khác cell cho chất lượng tốt hơn, MS yêu cầu để chuyển đến hoạt động kênh • B Chuyển giao cell điều khiển BSC: • Khi thực chuyển giao cell điều khiển BSC, MSC/VLR khơng liên quan đến q trình Tuy nhiên, MSC/VLR thông báo chuyển giao xảy Nếu chuyển giao liên quan đến vùng định vị (LA) khác nhau, cập nhật vị trí thực sau hồn thành gọi 79 • Thủ tục chuyển giao cell điều khiển BSC sau: • BSC yêu cầu BTS để kích hoạt kênh TCH; • BSC gửi tin đến MS, thông qua BTS cũ, chứa thông tin tần số khe thời gian để thay đổi đến, thông tin công suất ngã để sử dụng Thông tin gửi đến MS sử dụng kênh FACCH; • MS chuyển đến tần số mới, phát burst truy cập chuyển giao khe thời gian đề nghị • Khi BTS nhận biết burst chuyển giao, gửi thơng tin timing advance (TA) Thơng tin gửi kênh FACCH • MS gửi tin hoàn thành chuyển giao (Handover Complete) đến BSC thơng qua BTS • BSC u cầu BTS cũ để giải phóng kênh TCH cũ 80 • C Chuyển giao cell điều khiển BSC khác MSC/VLR: • Khi BSC khác liên quan đến trình chuyển giao, MSC/VLR phải liên quan để thiết lập kết nối BSC.  • Thủ tục chuyển giao BSC khác MSC/VLR sau: • BSC phục vụ (BSC cũ) gửi tin cần chuyền giao (handover required) đến MSC chứa nhận diện cell đích; • MSC biết BSC điều khiển cell gửi yêu cầu chuyển giao (handover request) đến BSC này; • BSC u cầu BTS đích để kích hoạt kênh TCH; • BSC gửi tin đến MS thông qua MSC BTS cũ • MS chuyển đến tần số phát burst truy cập chuyển giao khe thời gian đề nghị; • Khi BTS gửi thơng tin timing advance; • MS gửi tin hồn thành chuyển giao (handover complete) đến MSC thơng qua BSC mới; • MSC gửi đến BSC cũ u cầu giải phóng kênh TCH cũ; • BSC cũ lệnh BTS cũ giải phóng kênh TCH 81 Chuyển giao BSC MSC/VLR 82 • • D Chuyển giao Cell điều khiển MSC/VLR khác nhau: Chuyển giao cell điều khiển MSC/VLR khác thực mạng di động (PLMN) không thực hai mạng di động khác Các cell điều khiển MSC/VLR khác đồng nghĩa điều khiển BSC khác • BSC phục vụ (BSC cũ) gửi tin đòi hỏi chuyển giao đến MSC phục vụ (MSC-A) với nhận biết cell đích; • MSC-A nhận biết cell phụ thuộc MSC khác (MSC-B) yêu cầu hỗ trợ; • MSC-B cấp phát số chuyển giao (handover number) để định tuyến lại gọi Yêu cầu chuyển giao (handover request) sau gửi đến BSC • BSC u cầu BTS đích kích hoạt kênh TCH; • MSC-B nhận thơng tin chuyển đến MSC-A với số chuyển giao (handover number); • Một tuyến thiết lập đến MSC-B (có thể thơng qua PSTN); • MSC-A gửi lệnh chuyển giao (handover command) đến MS thơng qua BSC cũ; • MS chuyển đến tần số phát burst truy cập chuyển giao khe thời gian đề nghị; 83 • Khi BTS nhận biết burst chuyển giao, gửi thơng tin timing advance (TA); • 10 MS gửi tin hoàn thành chuyển giao (handover complete) đến MSC cũ thông qua BSC MSC/VLR mới; • 11 Một đường chuyển mạch nhóm MSC-A thiết lập gọi chuyển thơng mạch; • 12 Kênh TCH cũ tắt kích hoạt (deactivate) BSC cũ (khơng hình); • MSC cũ, MSC-A trì điều khiển chủ yếu gọi gọi giải phóng Điều chứa thơng tin thuê bao chi tiết gọi chi tiết cước • Sau gọi giải phóng, MS phải thực cập nhật vị trí LA không thuộc nhiều vùng dịch vụ MSC/VLR HLR cập nhật VLR-B thơng báo cho VLR-A để giải phóng tất thơng tin th bao di động 84 • • 6.3.4 Gửi tin nhắn SMS: Dịch vụ gửi tin nhắn SMS dịch vụ gửi tin text với độ dài tối đa 160 ký tự số (alphanumerical) đến thuê bao di động từ thuê bao di động gửi Dịch vụ SMS sử dụng trung tâm SMS (SMS-C : SMS – Center) hoạt động trung tâm lưu trữ gửi (Store and Forward) tin SMS • SMS gồm có hai dịch vụ bản: • - Thuê bao MS gửi tin nhắn (MO SMS - Mobile Originated SMS); • - Gửi tin SMS đến MS (MT SMS – Mobile Terminated SMS) • Trong hai trường hợp trình bày theo sau, thuê bao MS trạng thái rỗi (idle mode) Nếu MS trạng thái hoạt động (active mode), tin ngắn (SMS) phát kênh SACCH Khơng có tìm kiếm (paging), thiết lập gọi, nhận thực cần thực trường hợp • • Thuê bao MS gửi tin nhắn (MO SMS - Mobile Originated SMS): Thuê bao MS thực gửi tin nhắn đến SMS-C (SMS Center: trung tâm SMS) Thủ tục thực sau: 85 • MS thiết lập kết nối đến mạng trường hợp thiết lập gọi thông thường Bước không thực thuê bao MS chế độ hoạt động (active mode) tồn sẵn kết nối đến mạng • Nếu việc nhận thực thành công, MS gửi tin ngắn sử dụng kênh SDCCH đến SMS-C thơng qua MSC/VLR Sau SMS-C chuyển tin ngắn đến đích đến Đích đến thuê bao di động máy tính PC • Gửi tin SMS đến MS (MT SMS – Mobile Terminated SMS): Thủ tục gửi tin SMS đến MS 86 • Thủ tục gửi tin SMS đến MS thực qua bước sau: • Người dùng gửi tin đến SMS-C (SMS Center: trung tâm SMS); • SMS-C gửi tin đến SMS-GMSC (SMS - Gateway MSC); • SMS-GMSC truy vấn HLR thông tin định tuyến; • HLR gửi thông tin định tuyến đến SMS-GMSC; • Dựa thông tin định tuyến từ HLR, SMS-GMSC định tuyến tin đến MSC/VLR; • MS tìm kiếm kết nối thiết lập MS mạng trường hợp thiết lập gọi thơng thường; • Nếu việc nhận thực thành công, MSC/VLR gửi tin nhắn đến MS Bản tin SMS phát kênh báo hiệu cấp phát (là kênh SDCCH); • Nếu việc gửi tin nhắn thành công, tin gửi từ MSC/VLR đến SMS-C, không HLR thông báo MSC/VLR, tin thông báo lỗi gửi đến SMS-C • Trong trường hợp gửi không thành công, SMS-C thông tin cho HLR VLR có tin đợi để gửi đến MS Khi thuê bao MS nhận tin nhắn (bật máy, vào vùng phủ sóng ), HLR thơng báo cho SMS-C để gửi tin nhắn cho thuê bao 87 • 6.4 Thủ tục truy vấn (Interogation): • Interrogation thủ tục sử dụng MSC (MSC gateway) nhằm yêu cầu thông tin cần thiết từ HLR (MSRN địa VLR (VLR-ISDN) để định tuyến gọi tin nhắn (đến thuê bao di động) đến VLR khách (VLR mà thuê bao bị gọi tạm trú) • MSC gateway phân tích số MSISDN thuê bao bị gọi, xác định HLR thuê bao bị gọi yêu cầu thông tin định tuyến HLR • Sau nhận tin yêu cầu MSC gateway, HLR yêu cầu MSRN từ VLR khách • VLR gửi MSRN đến MSC/VLR gateway thơng qua HLR • MSC/VLR gateway phân tích MSRN nhận xác định MSC/VLR khách gọi định tuyến đến MSC/VLR 88 • 6.5 Thủ tục nhận thực (Authentication): • Nhận thực thủ tục quan trọng để ngăn chặn truy cập trái phép đến mạng GSM sử dụng dịch vụ mạng GSM Nhận thực thành công điều kiện tiên việc sử dụng dịch vụ mạng di động mặt đất GSM Không thực nhận thực trước, máy di động thực gọi khẩn cấp   • - Thủ tục nhận thực: • MS yêu cầu gọi từ MSC/VLR VLR khởi đầu thủ tục nhận thực • VLR yêu cầu các ba (triplet: RAND, SRES, Kc) từ HLR • HLR yêu cầu ba từ AC gửi liệu yêu cầu đến VLR • VLR gửi số ngẫu nhiên RAND ba thông qua MSC BSS đến MS • MS tính tốn giá trị SRES nhờ RAND với trợ giúp thuật toán A3, A8 khóa nhận thực thuê bao riêng (Ki) lưu SIM card • MS gửi SRES đến VLR • VLR so sánh SRES tính tốn trước mạng PLMN với SRES nhận từ MS Nếu hai số SRES khớp nhau, việc nhận thực thành công 89 Thủ tục nhận thực 90 • Mạng Vinaphone khu vực miền Trung – Tây Nguyên: • Trung tâm NET3 quản lý mạng di động Vinaphone khu vực tỉnh miền Trung từ Quảng Bình đến Khánh Hòa 04 tỉnh Tây nguyên (Gia Lai, Kon Tum, Đắc Lắc, Đắc Nơng) • 7.1 Thiết bị vơ tuyến (BTS, BSC, TRAU, PCU) mạng Vinaphone khu vực miền Trung sử dụng thiết bị hãng Ericsson, Motorola, Huawei, ZTE • Theo quy họach phân vùng thiết bị vô tuyến Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam, tỉnh/thành phố sử dụng loại thiết bị vô tuyến 2G Cụ thể: • - Thiết bị vơ tuyến Huawei: sử dụng tỉnh Đắc Nông, Kon Tum, Bình Định, Quảng Ngãi phần tỉnh Đăk Lăk • - Thiết bị vơ tuyến Ericsson: sử dụng tỉnh phía bắc gồm Quảng Trị, TT Huế phần tỉnh Quảng Bình • - Thiết bị Motorola: sử dụng tỉnh Phú Yên, Gia Lai, phần tỉnh Đăk Lăk (gồm huyện Ea Kar, Krông Bông M’Đrăk), phần tỉnh Quảng Bình (gồm huyện Minh Hóa, Tun Hóa) phần tỉnh Quảng Nam (gồm huyện Bắc Trà My, Nam Trà My, Đông Giang, Nam Giang, Tây Giang, Hiệp Đức, Phước Sơn, Tiên Phước) • • - Thiết bị ZTE: sử dụng tỉnh Khánh Hòa, Thành phố Đà Nẵng phần tỉnh Quảng Nam (thiết bị Single RAN) Để triển khai dịch vụ liệu gói, tỉnh lắp đặt PCU để cung cấp dịch vụ GPRS/EDGE đến khách hàng 91 ... cuối SIM lưu trữ thông tin liên quan đến thuê bao di động, dịch vụ GSM thông tin liên quan đến PLMN Tất thuật toán mật mã lưu giữ SIM cách tin cậy cho phép thực chức quan trọng nhận thực mật mã liệu... SIM lưu giữ tin SMS danh sách số điện thoại Bên cạnh đó, SIM lưu giữ liệu liên quan đến mạng danh sách tần số sóng mang BCCH (Broadcast Control Channel) để phát quảng bá thông tin hệ thống cách... tiếp với MS • Về phương diện phủ sóng, nhờ xạ điện từ hệ thống anten tạo vùng phủ sóng trạm xung quanh trạm BTS (cell) Các thuê bao di động vùng phủ sóng sử dụng dịch vụ mạng Vùng phủ sóng trạm