Quy hoạch và Nâng cấp mạng thông tin di động GSM

Tài liệu tham khảo chuyên ngành viễn thông Quy hoạch và Nâng cấp mạng thông tin di động GSM

CHƯƠNG i

tổng quan hệ thống thông tin di động Gsm1-1 Vài nét về lịch sử và ứng dụng của thông tin di động:

Thuật ngữ "Thông tin di động" đã có từ lâu và đợc hiểu nh là có thể thựchiện một cách lu động trong quá trình thông tin Thông tin di động có thể thựchiện đợc nhiều dịch vụ di động nh: thoại, truyền số liệu, nhắn tin v v Trớcđây mạng lới thông tin di động chủ yếu đợc sử dụng trong lĩnh vực quân sự,nghiệp vụ cảnh sát và ngày nay nó đã đợc thơng mại hoá và đợc đa vào sử dụngrộng rãi Mạng viễn thông tổ ong là một trong những ứng dụng của kỹ thuậtviễn thông có nhu cầu lớn nhất và phát triển nhanh nhất Ngày nay nó chiếmsố phần trăm lớn và không ngừng tăng trong toàn bộ các thuê bao trên thế giới.Trong tơng lai lâu dài các hệ thông thông tin tổ ong sử dụng kỹ thuật số đầytriển vọng sẽ thành phơng thức thông tin vạn năng.

Khái niệm “cellular” bắt đầu từ cuối những năm bốn mơi với Bell Thaycho mô hình quảng bá với máy phát công suất lớn và anten cao, là những Celldiện tích bé có máy thu phát BTS (Base Tranceiver Station) công suất nhỏ, khicác cell ở cách nhau đủ xa thì có thể sử dụng lại cùng một tần số Tháng12/1971 ngời ta đa ra hệ thống cellular kỹ thuật tơng tự, FM ở dải tần số 850MHz, tơng ứng là sản phẩm thơng nghiệp AMPS (tiêu chuẩn của Mỹ) ra đờinăm 1983

Đến đầu những năm chín mơi, thế hệ đầu tiên của thông tin di độngcellular đã bao gồm hàng loạt hệ thống ở các nớc khác nhau: ở châu Âu tồn tạimột hệ thống tổ ong tơng tự lớn nh NMT (Nordic MobiTelephone - Điện thoạidi động Bắc Âu) và TACS (Total Access Comunication system - hệ thốngthông tin thâm nhập toàn bộ) ở vơng quốc Anh, NAMTS v v Các nớc TâyÂu cũng cung cấp các dịch vụ tổ ong Tuy nhiên, các hệ thống này không thoảmãn đợc nhu cầu ngày càng tăng, trớc hết về dung lợng Mặt khác, các tiêuchuẩn hệ thống không tơng thích nhau (chỉ sử dụng đợc trong nớc) làm cho sựchuyển giao không đủ rộng nh mong muốn (ra ngoài biên giới) Từ tình trạngnày rõ ràng là cần có một hệ thống chung để sử dụng điện thoại di động rộngrãi trên toàn châu Âu

Những vấn đề trên đặt ra cho thế hệ thứ hai thông tin di động cellularphải giải quyết Một sự lựa chọn đợc đặt ra: kỹ thuật tơng tự hay kỹ thuật số.Các tổ chức tiêu chuẩn hoá chọn kỹ thuật số.

GSM (Groupe Specical Mobile - Nhóm đặc trách về di động hay GlobalSystem for Mobile communication - hệ thống thông tin di động toàn cầu) vớitiêu chuẩn viễn thông tổ ong số toàn châu Âu mới sẽ giải quyết sự hạn chếdung lợng hiện nay, thực chất dung lợng sẽ tăng 2-3 lần nhờ việc sử dụng tầnsố tốt hơn và kỹ thuật ô nhỏ, do vậy số thuê bao đợc phục vụ sẽ tăng lên GSMlà tiêu chuẩn điện thoại di động số toàn châu Âu do ETSI (europanTelecomunication Standard institute - Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu)quy định và là một tiêu chuẩn chung Nghĩa là các thuê bao di động có thẻ sửdụng các máy điện thoại di động của họ trên toàn Châu Âu.

Lu lợng (Roaming) ở châu âu là hoàn toàn tự động bạn có thể đem máyđiện thoại của mình khi đi du lịch và sử dụng nó ở một nớc khác Hệ thống sẽtự động cập nhập thông tin về vị trí của bạn cho hệ thốngtại nhà của bạn Bạncũng có thể gọi đi và nhận cuộc gọi đến mà ngời gọi không cần biết vị trí củabạn.

Ngoài tính lu động quốc tế, tiêu chuẩn GSM còn cung cấp một số tínhnăng nh thông tin số liệu tốc độ cao, faxcimile và dịch vụ thông báo ngắn Các

máy điện thoại di động sẽ nhỏ hơn và tiêu thụ ít công suất hơn các thế hệ trớccủa chúng.

Tiêu chuẩn GSM đợc thiết kế để có thể kết hợp với ISDN và tơng thích(chừng nào còn phù hợp ) với môi trờng di động Nhờ vậy tơng tác giữa hai tiêuchuẩn này đợc đảm bảo GSM bắt đầu phát triển từ 1982 khi các nớc Bắc Âugửi đề nghị đến CEPT (Conference of european Postal andTelecommunications Administrations - Hội nghị các cơ quan quản lý viễnthông và bu chính châu Âu) để qui định một dịch vụ viễn thông chung châu Âuở tần số 900 MHz Trong những năm 1982 - 1985 ngời ta bàn luận về nên xâydựng một hệ thống số hay tơng tự Năm 1985 ngời ta quyết định xây dựng hệthống số Trớc hết kỹ thuật số bảo đảm chất lợng cao hơn trong môi trờngnhiễu mạnh và khả năng tiềm tàng về một dung lợng lớn hơn Bớc tiếp theo làlựa chọn giữa giải pháp băng hẹp và băng rộng Năm 1986 một cuộc kiểm trangoài hện trờng đã đợc tổ chức tại Pari, các hãng khác nhau đã đua tài với cácgiải pháp của mình Cho đến nay thông tin di động GSM đã đợc phát triển ratoàn cầu ở Việt nam hệ thống thông tin di động số GSM đợc đa vào từ năm1993, hiện nay đang đợc Công ty GPC và VMS khai thác rất hiệu quả.

Do vậy mạng viễn thông quốc gia và của từng vùng lãnh thổ, từng địa ơng phải từng bớc phát triển mở rộng để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xãhội, an ninh quốc phòng của đất nớc trong sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đạihoá

ph-Các hệ thống thông tin di động số cellular có những u điểm cơ bản sau:

 Sử dụng kỹ thuật điều chế số tiên tiến nên hiệu suất sử dụng phổ tần số caohơn.

 Mã hoá số tín hiệu thoại với tốc độ bit ngày càng thấp, cho phép ghép nhiềukênh thoại hơn vào dòng bit tốc độ chuẩn.

 Giảm tỷ lệ tin tức báo hiệu, dành tỷ lệ lớn hơn cho tin tức ngời sử dụng.

 áp dụng kỹ thuật mã hoá kênh và mã hoá nguồn của truyền dẫn số.

 Hệ thống số chống nhiễu kênh chung CCI (Cochannel Interference) vànhiễu kênh kế ACI (Adjacent - Channel Interference) hiệu quả cao hơn.Điều này cuối cùng tăng dung lợng hệ thống.

 Điều khiển động trong việc cấp phát kênh liên lạc làm cho sử dụng phổ tầnsố hiệu quả hơn.

 Có nhiều dịch vụ mới: nhận thực, số liệu, mật mã hoá, kết nối với ISDN.

 Điểu khiển truy cập và chuyển giao hoàn hảo hơn Dung lợng tăng, diện tíchcell nhỏ đi, chuyển giao nhiều hơn, báo hiệu tắt bật đều xử lý bằng phơngpháp số.

Hệ thống thông tin di động cellular thế hệ thứ hai có 3 tiêu chuẩn chính:GSM, IS - 54, JDC, trong đó IS - 54 bao gồm trong nó tiêu chuẩn AMPS.

Tháng 5/1987 giải pháp TDMA băng hẹp (đa thâm nhập phân chia theothời gian ) đã đợc lựa chọn Đồng thời 13 nớc (ở Anh hai hãng khai thác ) đã kýbiên bản ghi nhớ MoU đã hứa sẽ có một hệ thông GSM vận hành vào 1/7/1991.

Thế hệ thứ ba bắt đầu từ những năm cuối của thập kỷ 90 sẽ là kỹ thuật sốvới CDMA (Đa thâm nhập phân chia theo mã) và TDMA (đa thâm nhập phânchia theo thời gian) cải tiến.

Chúng ta chứng kiến một sự thật là ngày càng nhiều ngời cần đến thôngtin di động, tỷ lệ máy điện thoại di động so với máy cố định ngày càng tănglên Cùng với nhiều dịch vụ di động phi cellular, nhắn tin, máy vô tuyến cánhân, hệ thống thông tin di động qua vệ tinh thế hệ cũ và mới, máy tính cá

nhân di động, chúng ta sẽ tiến tới hệ thống thông tin di động cá nhân trên phạmvi toàn cầu, với khả năng trao đổi mọi loại tin tức dù ngời dùng vào bất kỳ lúcnào, ở bất kỳ đâu, một cách nhanh chóng, tiện lợi.

1-2 Các đặc tính của mạng thông tin di động GSM

Từ các khuyến nghị của GSM ta có các đặc điểm sau đây:

- Có nhiều loại hình dịch vụ chất lợng cao và tiện ích cả trong thông tinthoại và truyền số liệu.

- Sự tơng thích của các dịch vụ trong GSM với các dịch vụ của mạng cósẵn (PSTN, ISDN) bởi các giao diện tiêu chuẩn chung.

- Tự động định vị và cập nhật vị trí cho mọi thuê bao di động.

- Độ linh hoạt cao nhờ sử dụng các loại máy đầu cuối thông tin diđộng khác nhau nh: cầm tay, trên ô tô

- Nhận thực thuê bao và bảo mật số liệu của ngời sử dụng ( mật mãhoá) sẽ tăng cờng bảo vệ chống lại việc sử dụng thuê bao trái phép vànghe trộm ở đờng truyền vô tuyến.

- Sử dụng băng tần ở 900MHz với hiệu qủa cao bởi sự kết hợp giữa haiphơng pháp TDMA và FDMA.

- Giảm tối đa rớt cuộc gọi khi thuê bao chuyển động từ vùng phủ sóng nàysang vùng phủ sóng khác

- Cho phép phát triển các dịch vụ mới nhất là các dịch vụ phi thoại - Cho phép chuyển mạng quốc tế ( International Roaming)

- Các thiết bị cầm tay gọn nhẹ và tiêu thụ ít năng lợng

1.3 Các dịch vụ đựơc chuẩn hoá ở GSM:

*Các dịch vụ điện thoại:

Dịch vụ điện thoại bình thờng đợc thực hiện với khả năng phát hay thu cáccuộc gọi đến thuê bao cố định hay di động, ngoài ra còn có:

- Nhận dạng số gọi.- Chuyển cuộc gọi.- Giữ cuộc gọi - Cuộc gọi hội nghị.

- Băng tần lên (Uplink Band): 890 MHz đến 915 MHz cho các kênh vôtuyến từ MS cho đến trạm thu phát gốc

- Băng tần xuống ( Downlink Band ) 935 MHz đến 960 MHz cho các kênhvô tuyến từ trạm gốc đến trạm di động

- Điều này có nghĩa là băng tần vô tuyến ở GSM đợc chia làm hai phầncó độ rộng 25 MHz bao gồm 124 sóng mang, do vậy khoảng cách giữa cáckênh (khoảng cách giữa hai tần số sóng mang của 2 kênh liền nhau ) là: 200KHz Mỗi kênh sử dụng hai tần số riêng biệt: một truyền từ trạm di động, mộttruyền từ trạm gốc, kênh này gọi là kênh song công, khoảng cách giữa hai tầnsố gọi là cự ly song công và bằng 45 MHz Kênh vô tuyến này mang 8 khe thờigian TDMA và mỗi khe là một kênh vật lý trao đổi thông tin giữa MS và BTS Vùng mạng PLMN đợc chia thành nhiều ô vô tuyến có bán kính từ 350m đến 35 Km Kích thớc này còn phụ thuộc vào cấu hình, địa hình và lu lợngthông tin Mỗi ô vô tuyến ứng với một trạm gốc ( BTS ), tuỳ vào cấu tạo antenmà có 2 loại trạm BTS:

- BTS omni với anten vô hớng.

- BTS sector với anten định hớng 2 hoặc 3 anten 1800 hoặc 1200.

Để sử dụng triệt để băng tần, trong GSM đa ra khái niệm sử dụng lại tần số:124 tần số đợc chia thành các nhóm tần số, nhóm tần số này đợc ấn định chomột vùng nhiều BTS Mẫu sử dụng tần số này có thể đem ấn định cho một vùngbên cạnh mà không gây hiện tợng giao thoa, nhiễu đồng kênh, nhờ đó mà dunglợng mạng đợc tăng lên.

Sự di chuyển của MS từ vùng MSC/VLR này sang vùng MSC/VLRkhác gọi là: Handover Tốc độ MS di chuyển cho phép là 300 Km/h nếu lớnhơn chất lợng kênh vô tuyến giảm nghiêm trọng do hiệu ứng doppler, đây làmột hiện tợng gây ra sự thay đổi tần số do sự chuyển động mà ra Quá trìnhHandover cũng có thể xuất hiện ngay trong cùng một ô khi kênh vô tuyến đangliên lạc giảm chất lợng để chuyển sang một kênh vô tuyến có chất lợng caohơn.

1.5 Cấu trúc mạng GSM

Hệ thống GSM Đợc chia thành hệ thống chuyển mạch (SS) và hệ thốngtrạm gốc (BSS) Mỗi hệ thống này chứa một số khối chức năng mà ở đó thựchiện tất cả các chức năng của hệ thống Hệ thống đợc thực hiện nh là một mạnggồm nhiều ô vô tuyến cạnh nhau để cùng đảm bảo toàn bộ vùng phủ sóng củavùng phục vụ Mỗi ô vô tuyến có một trạm vô tuyến gốc (BTS) làm việc ở mộttập hợp các kênh vô tuyến Các kênh này đợc sử dụng ở các ô lân cận để tránhnhiễu giao thoa Một bộ điều khiển trạm gốc (BSC) điểu khiển một nhóm BTS.BSC điều khiển các chức năng nh chuyển giao và điểu khiển công suất Mộttrung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động MSC phục vụ một số bộ điềukhiển trạm gốc MSC điều khiển các cuộc gọi đến và từ mạng chuyển mạchđiện thoại công cộng PSTN, mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN, mạng di độngmặt đất công cộng PLMN, các mạng số liệu công cộng PDN và có thể là cácmạng riêng.

MSC : T.Tâm chuyển mạch các nghiệp vụdi động

BSS : Hệ thống trạm gốc BTS : Đài vô tuyến gốc

BSC : Đài điều khiển trạm gốc.MS : Máy di động

OMC : Trung tâm khai thác và bảo dỡng ISDN : Mạng số liệu liên kết đa dịch vụ PSPDN : Mạng chuyển mạch công cộng theo

gói

CSPDN : Mạng chuyển mạch số công cộngtheo mạch.

PSTN : Mạng chuyển mạch điện thoại côngcộng

PLMN : Mạng di động mặt đất công cộng

OMCHL

1-5.2 Các thành phần của mạng GSM:

Một mạng GSM bao gồm hai phân hệ chính: Phân hệ vô tuyến BSS (BaseStation System) và hệ thống chuyển mạch SS (Switching System) Tất cả cáccuộc gọi vào cho mạng GSM/PLMN sẽ đợc định tuyến cho tổng đài vô tuyếncổng GATEWAY - MSC (GMSC) Ngoài ra còn một phần tử mạng nữa là trạmdi động MS thuộc ngời sử dụng.

* Trạm di động (Mobile Station):

Trạm di động là một máy đầu cuối di động hay Mobile Phone Về hìnhthức, máy có thể có nhiều dạng khác nhau: máy cầm tay, máy xách tay haymáy đặt trên ôtô Trạm di động không hoàn toàn lệ thuộc chặt chẽ vào một ngờisử dụng mà sự lệ thuộc này thông qua một thẻ nhận dạng thuê bao SIM(Subscriber Identity Module) đợc gắn trên máy di động Sự nhận thực đợckiểm tra bởi mạng, xét xem liệu thuê bao có hợp pháp khi sử dụng các dịch vụcủa mạng hay không, sau đó nó mới đợc nhập vào hệ thống Một mã cá nhân đ-ợc dùng kèm theo SIM - PIN (Persional Identyti Number Code) để chống sựsử dụng trái phép thẻ SIM.

* Phân hệ vô tuyến bss (phân hệ trạm gốc - Base Station Subsystem):

Có thể nói BSSlà một hệ thống các thiết bị đặc thù riêng cho các tínhchất tổ ong vô tuyến của GSM BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động(MS) thông qua giao diện vô tuyến Vì thế nó bao gồm các thiết bị phát và thuđờng vô tuyến và quản lý chức năng này Mặt khác BSS thực hiện giao diện vớicác tổng đài SS Tóm lại BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ vậyđấu nối với ngời sử dụng các trạm di động với các ngời sử dụng viễn thôngkhác BSS cũng phải đợc điều khiển và vì vậy nó đợc đấu nối với OSS Cácgiao diện bên ngoài của BSS cho bởi hình 1.2.

Ký hiệu : NSS: Mạng và hệ thống con chuyển mạch MS : Trạm di động

Hình 1.2 : Các giao diện ngoài BSS

Phân hệ vô tuyến gồm hai phần: Bộ điều khiển vô tuyến số BSC (BaseStation Controller) và một hay nhiều trạm thu phát gốc BTS (Base TranceiverStation) Nếu khoảng cách giữa BSC và BTS nhỏ hơn 10 m, các kênh thông tincó thể nối trực tiếp (chế độ combine) Nếu khoảng cách này lớn hơn thông tinphải qua một giao diện A.bis (chế độ Remote) Một BSC có thể quản lí nhiềuBTS theo cấu hình hỗn hợp của hai kiểu trên.

*Trạm thu phát gốc BTS (Base Transceiver Station) bao gồm các thành phần

chức năng sau:

-Một BTS bao gồm các thiết bị thu phát, an ten và sử lý tín hiệu đặc thùcho giao diện vô tuyến Có thể coi BTS là các modem vô tuyến phức tạp cóthêm một số chức năng khác Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU(Transcoder and Rate Adapter Unit : Khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ ).TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải mã tiếng đặc thù riêng choGSM đợc tiến hành, ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trờng hợptruyền số liệu TRAU là bộ phận của BTS, nhng cũng có thể đặt nó cách xaBTS và thậm chí trong nhiều trờng hợp đợc đặt giữa BSC và MSC

Phần vô tuyến tơng 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.

Khối điều khiển của trạm phục vụ cho chức năng vận hành và bảo ỡng BTS.

d Khối truyền dẫn để ghép tín hiệu trên đờng truyền Ad bis trong chế độ remote

*Bộ điều khiển trạm gốc BSC (Bas Station Contronller)

BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnhđiều khiển từ xa BTS và MS Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóngkênh vô tuyến và quản lý chuyển giao (Handover) Một phía BSC đợc nối vớiBTS còn phía kia nối với MSC của SS Trong thực tế BSC là một tổng đài nhỏcó khả năng tính toán đáng kể Vai trò chủ yếu của nó là quản lý các kênh ởgiao diện vô tuyến và chuyển giao (Handover) Một BSC trung bình có thể quảnlý tới vài chục BTS phụ thuộc vào lu lợng của các BTS này Giao diện giữa BTSvà MSC đợc gọi là Giao diện A, còn giao diện giữa nó với BTS đợc gọi là giaodiện Abit

* Phân hệ mạng chuyển mạch SS :

Là hệ thống chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chínhcủa GSM cũng nh các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý diđộng của thuê bao Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa những ng-ời sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác.

* Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động MSC:(Gọi tắt: Tổng đài vôtuyến)

Nhiệm vụ chính của MSC là việc điều phối cuộc gọi đến những ngời sửdụng mạng GSM Một mặt MSC giao tiếp với hệ thông con BSS , mặt khác giaotiếp với mạng ngoài MSC làm nhiệm vụ giao tiếp với mạng ngoài đợc gọi làMSC cổng Việc giao tiếp với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho những ng-ời sử dụng mạng GSM đòi hỏi cổng thích ứng (các chức năng tơng tácIWF :Interworking Function) SS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụngcác khả năng truyền tải của các mạng này cho việc truyền tải số liệu cuả ngờisử dụng báo hiệu giữa các phần tử của mạng GSM Chẳng hạn SS có thể sửdụng mạng báo hiệu kênh chung số 7 (CCS No 7), mạng này đảm bảo hoạtđộng tơng tác giữa các phần tử của mạng của SS trong một hay nhiều mạng

GSM thờng là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiểntrạm gốc (BSC) Một tổng đài MSC thích hợp cho một vùng đô thị và ngoại ôcó dân c vào khoảng một triệu (với mật độ thuê bao trung bình)

Để kết nối MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểmtruyền dẫn của GSM với các mạng này Các thích này đợc gọi là các chức năngtơng tác IWF (Interworking Funtion ) bao gồm một thiết bị để thích ứng giaothức và truyền dẫn Nó cho phép kết nối với mạng : PSPDN (Packet SwitchedPublic Data network : mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói ) hay CSPDN(Circuit Switched Public Data network : mạng số liệu chuyển mạch theo mạch )nó cũng tồn tại khi các mạng khác chỉ đơn thuần là PSDN hay ISDN IWF cóthể thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng, ở trờnghợp hai giao tiếp giữa MSC và IWF đợc để mở.

Đây là hạt nhân của mạng di động PLMN Nó làm nhiệm vụ định tuyếnvà kết nối các phần tử của mạng, thuê bao di động với nhau hay với thuê baocủa mạng PSTN và ISDN Các dữ liệu liên quan đến thuê bao di động đ ợc cungcấp từ HLR, VLR, AUC, EIR cũng từ các khối này các báo hiệu cần thiết sẽ đ -ợc phát ra các giao diện ngoại vi của mạng chuyển mạch MSC có giao diện vớitất cả các phần tử mạng (BSS/HLR/VLR/AUC/EIR/OMC) và với mạng cố địnhPSTN hay ISDN MSC còn thực hiện cung cấp các dịch vụ của mạng cho thuê

bao Ngoài ra trong MSC còn chứa cả dữ liệu và thực hiện quá trình Handover

* Bộ ghi định vị thờng trú HLR :

Ngoài MSC, SS bao gồm cả các cở dữ liệu Các thông tin liên quan đếnviệc cung cấp các dịch vụ viễn thông đợc lu giữ ở HLR không phụ thuộc vào vịtrí hiện thời của thuê bao HLR cũng chứa các thông tin liên quan đến vị tríhiện thời của thuê bao Thờng HLR là một máy tính đứng riêng không có khảnăng chuyển mạch nhng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao Mộtchức năng con của HLR là nhận dạng trung tâm nhận thực AUC mà nhiệm vụcủa trung tâm này quản lý an toàn số liệu của các thuê bao đợc phép.

Là cơ sở dữ liệu trung tâm, quan trọng nhất của hệ thống GSM ở đó lugiữ các số liệu về thuê bao đăng ký trong mạng của nó và thực hiện một sốchức năng riêng của mạng thông tin di động Trong đó cơ sở dữ liệu này lu trữnhững số liệu về trạng thái thuê bao, quyền thâm nhập của thuê bao, các dịchvụ mà thuê bao đăng ký, số liệu động về vùng mà ở đó đang chứa thuê bao củanó (Roaming) Trong HLR còn tạo báo hiệu số 7 trên giao diện với MSC.

* Bộ ghi định vị tạm trú VLR:

Là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng GSM Nó đợc nối với một hay nhiềuMSC và có nhiệm vụ lu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiệnđang nằm trong vùng phục vụ của MSC tơng ứng và đồng thời lu giữ số liệu vềvị trí của các thuê bao nói trên ở mức độ chính xác hơn HLR

Đợc kết hợp trong phần cứng của MSC Trong VLR chứa các thông tinvề tất cả các thuê bao di động đang nằm trong vùng phủ sóng của MSC này,gán cho các thuê bao từ vùng phục vụ MSC/VLR khác tới một số thuê bao tạmthời VLR còn thực hiện trao đổi thông tin về thuê bao roaming với HLR nơi

thuê bao đăng ký

* Trung tâm nhận thực AUC:

Là khối trung tâm nhận thực đợc nối đến HLR Chức năng của AUC làcung cấp cho HLR các thông số nhận thực và khoá mật mã liên quan đến từngcá nhân thuê bao dựa trên khoá bí mật này Trong hệ thống GSM có nhiều biệnpháp an toàn khác nhau đợc dùng để tránh sự sử dụng trái phép, cho phép bámvà ghi lại cuộc gọi Đờng vô tuyến cũng đợc AUC cung cấp mã bảo mật chống

sự nghe trộm, mã này đợc thay đổi riêng biệt cho từng thuê bao cơ sở dữ liệucủa AUC còn ghi nhiều thông tin cần thiết khác về thuê bao và phải đợc bảo vệchống mọi thâm nhập trái phép AUC có thể đặt trong HLR hay MSC hay độclập với cả hai Khoá này cũng đợc lu giữ vĩnh cửu và bí mật trong bộ nhớ naycó dạng SIM-CARD có thể rút ra và cắm lại đợc.

* Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR: Là bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR

(Equipment Identity Regiter) thực hiện EIR lu giữ tất cả các giữ liệu liên quanđến trạm di động MS EIR đợc nối đến MSC qua đờng báo hiệu để kiểm tra sựđợc phép của thiết bị Một thiết bị không đợc phép sẽ bị cấm (Lu ý khác vớithiết bị, sự đợc phép của thuê bao đợc AUC xác nhận) ở GSM, EIR đợc coi làhệ thông con SS Bảo vệ mạng PLMN khỏi sự thâm nhập của những thuê baotrái phép, bằng cách so sánh số IMEI của thuê bao này gửi tới khi thiết lậpthông tin với số IMEI lu trữ trong EIR Nếu không tơng xứng thuê bao sẽkhông thể truy nhập đợc

* Trung tâm vận hành và bảo dỡng OMC:

Cho phép các nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng nh : Tải củahệ thống, mức độ chặn, số lợng chuyển giao (Handover) giữa hai ô , nhờ vậymà nhà khai thác có thể giám sát đợc toàn bộ chất lợng dịch vụ mà họ cung cấpcho khách hàng và kịp thời sử lý các sự cố Khai thác cũng bao gồm việc thayđổi cấu hình để giảm những vấn đề xuất hiện ở thời điểm hiện thời, để chuẩn bịtăng lu lợng trong tơng lai, để tăng vùng phủ sóng Việc thay đổi mạng có thểthực hiện “mềm” qua báo hiệu (chẳng hạn thay đổi thông số handover để thayđổi biên giới tơng đối giữa hai ô), hoặc thực hiện cứng đòi hỏi sự can thiệp tạihiện trờng (chẳng hạn bổ xung thêm dung lợng truyền dẫn hay lắp đặt trạmmới) ở hệ thống viễn thông hiện đại khai thác đợc thực hiện bằng máy tính vàđợc tập trung ở một trạm.

Bảo dỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố và hỏnghóc, nó có một số quan hệ khai thác Các thiết bị ở mạng viễn thông hiện đại cókhả năng tự phát hiện một số sự cố hay dự báo sự cố thông qua tự kiểm tra.Trong nhiều trờng hợp ngời ta dự phòng cho thiết bị để khi có sự cố nó có thểthay thế bằng thiết bị dự phòng Sự thay thế này có thể tự động, ngoài ra việcgiảm nhẹ sự cố có thể đợc ngời khai thác thực hiện bằng điều khiển từ xa Bảodỡng cũng bao gồm cả các hoạt động tại hiện trờng nhằm thay thế các thiệt bịcó sự cố.

Hệ thông khai thác và bảo dỡng có thể đợc xây dựng trên nguyên lýTMN (Telecommunication Management Network : mạng quản lý viễn thông).Lúc này một mặt hệ thống khai thác và bảo dỡng đợc nối đến các phần tử củamạng viễn thông (các MSC, BSC, HLR và các phần tử mạng khác trừ BTS , vìthâm nhập đến BTS đợc thực hiện qua BSC ) Mặt khác hệ thống khai thác vàbảo dỡng lại đợc nối đến một máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp ngời máy.

* Hệ thống hỗ trợ khai thác OSS: Đợc nối đến tất cả các thiết bị ở hệ thống

1-5.3 Cấu trúc địa lý của mạng :

Mọi mạng điện thoại cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộcgọi vào đến cổng tổng đài cần thiết và cuối cùng đến các thuê bao bị gọi ở một

mạng di động cấu trúc này rất quan trọng do tính lu thông của các thuê baotrong mạng.

*Vùng mạng:Tổng đài vô tuyến cổng (GATEWAY-MSC) điều khiển

các đờng truyền giữa mạng GSM/PLMN và mạng PSTN/ISDN khác hay cácmạng PLMN khác sẽ ở mức tổng đài trung kế quốc gia hay quốc tế Tất cả cáccuộc gọi vào cho mạng GSM/PLMN sẽ đợc định tuyến đến một hay nhiều tổngđài vô tuyến cổng GMSC GMSC làm việc nh một tổng đài trung kế vào choGSM/PLMN Đây là nơi thực hiện chức năng hỏi định tuyến cuộc gọi cho cáccuộc gọi kết cuối di động nó cho phép hệ thống định tuyến đến một tổng đài vôtuyến cổng GMSC GMSC có chức năng hỏi định tuyến cuộc gọi.

ở một vùng mạng GSM/PLMN tất cả các cuộc gọi kết cuối di động sẽ ợc định tuyến đến một tổng đài vô tuyến cổng (GMSC GMSC có chức nănghỏi định tuyến cuộc gọi

Vùng phục vụ là bộ phận của mạng đợc định nghĩa nh một vùng mà ở đócó thể đạt đến một trạm di động nhờ việc trạm MS này đợc ghi lại ở một bộ ghiđịnh vị khách ( VLR ) ở GSM vùng MSC và vùng phục vụ bao phủ cùng mộtbộ phận của mạng (MSC và VLR luôn luôn đợc thực hiện ở cùng một nút Mộtvùng mạng GSM/PLMN đợc chia thành một hay nhiều vùng phục vụMSC/VLR.

GMSCGSM-PLMN

ISDM PLMN

PSDN

Hình 1.4 : Các vùng phục vụ MSC/VLR I - IV

* Vùng định vị (LA-Location Area):

Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR đợc chia thành một số vùng định vị Vùngđịnh vị là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR mà ở đó một trạm di động cóthể chuyển động tự do mà không cần cập nhật thông tin về vị trí cho tổng đàiMSC/VLR điều khiển vùng định vị này Vùng định vị này là một vùng mà ở đóthông báo tìm gọi sẽ đợc phát quảng bá để tìm một thuê bao di động bị gọi.Vùng định vị có thể có một số ô và phụ thuộc vào một hay vài BSC nhng nó chỉphụ thuộc một MSC/VLR Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cáchsử dụng nhận dạng vùng định vị (LAI - Location Area Identity).

Vùng định vị đợc hệ thống sử dụng để tìm một Mobile Station đang ởtrạng thái hoạt động

Hình 1.5 : Phân chia vùng phục vụ MSC/VLR thnàh các vùng định vị LA

MSC VLR

Trạm di động tự nhận dạng một ô bằng cách sử dụng mã nhận dạng trạmgốc (BSIC - Base Station Identity Code).

Hình 1.6 : Phân chia vùng theo các ô

1-6.Cấu hình kênh trên giao tiếp vô tuyến:

Giao tiếp vô tuyến là tên gọi chung của đấu nối giữa trạm di động MS vàtrạm thu phát gốc BTS Giao tiếp sử dụng khái niệm TDMA với một khungTDMA cho một tần số sóng mang Mỗi khung gồm 8 khe thời gian (TS) hớngtừ BTS đến MS đợc định nghĩa là đờng xuống (downlink) và hớng từ MS đếnBTS gọi là đờng lên (uplink).

1.6.1 Khái niệm kênh :

- Kênh vật lý: một khe thời gian của một khung TDMA ở một sóngmang đợc gọi là một kênh vật lý Ta có thể so sánh nó với một kênh ở hệ thốngFDMA, trong đó từng ngời sử dụng đợc nối đến hệ thống thông qua một trongsố các tần số, nh vậy có 8 kênh vật lý trên một sóng mang ở GSM, kênh 0 -7thông tin đợc phát đi trong một TS (Time Slot) đợc gọi là cụm (Burst)

- Kênh lôgic: rất nhiều loại thông tin cần truyền giữa BTS và MS, chẳnghạn số liệu của ngời sử dụng và báo hiệu điều khiển Ta nói về các kênh logickhác nhau dựa trên loại thông tin cần truyền, chẳng hạn tiếng đợc gửi đi ở kênhlogic "kênh lu thông", kênh này đợc ấn định một kênh vật lý nhất định trongthời gian truyền dẫn.

Mạng GSM đợc dành 124 sóng mang song công ở dải tần:- Đờng lên 890 - 915 Mhz (MS phát, BTS thu).- Đờng xuống 935 - 960 Mhz (MS thu, BTS phát).Hiện nay ở nớc ta hệ thống GSM đang sử dụng băng tần:

- Đờng lên 890,2 - 898,4 Mhz.- Đờng xuống 935,2 - 943,4 Mhz.

4 Ô5

Với mỗi tần số sóng mang dải thông là 200 Khz trên mỗi sóng mang ngời ta sửdụng kỹ thuật ghép kênh theo thời gian: có 8 khe thời gian từ TS 0 - TS 7 trongmột khung TDMA nh vậy số kênh vật lý trong GSM là 124 x 8 = 992 kênh.

1.6.2 Các kênh Logic:

Kênh lôgic là sự phân loại thông tin truyền trên giao diện vô tuyến tức làcác loại thông tin trao đổi giữa BTS và MS Các kênh logic đợc ấn định ở nhữngkênh vật lý nhất định và trong những khoảng thời gian nhất định của quá trìnhtrao đổi thông tin Có hai loại kênh Logic:

- Kênh lu thông TCH (Traffic Chanel).- Kênh điều khiển

- Kênh quảng bá BCH bao gồm những kênh sau :

+ Kênh hiệu chỉnh tần số FCCH mang thông tin của hệ thống để hiệuchỉnh tần số cho MS Đây là kênh đờng xuống, điểm tới đa điểm

+ Kênh đồng bộ SCH mang thông tin đồng bộ khung cho MS và mã nhậndạng trạm BTS (BSIC) Đây là kênh đờng xuống, điểm tới đa điểm

+ Kênh điều khiển quảng bá BCCH mang các thông tin của hệ thống nhsố LAI , các thông số của ô v v Đây là kênh đờng xuống, điểm tới đa điểm

- Kênh điều khiển chung CCCH gồm những kênh sau:

+ Kênh tìm gọi PCH: dùng để phát thông báo tìm gọi MS Đây là kênhđờng xuống, điểm tới đa điểm.

+ Kênh thâm nhập ngẫu nhiên RACH là kênh mà MS sử dụng để yêu cầuđợc cung cấp một kênh DCCH, trả lời thông báo tìm gọi, đồng thời để thực hiệncác thủ tục khởi đầu khi đăng ký cuộc gọi (nhận thực, chuyển số gọi v v ).Đây là kênh đờng lên, điểm tới điểm.

+ Kênh cho phép thâm nhập AGCH là kênh mà BTS sử dụng thông báocho MS để dành một kênh DCCH hay dành trực tiếp một kênh TCH để kết nốivới MS Đây là kênh đờng xuống, điểm tới điểm.

- Kênh điều khiển riêng DCCH:

+ Kênh điều khiển riêng đứng đơn lẻ SDCCH dùng để báo hiệu hệ thốngkhi thiết lập cuộc gọi (đăng ký, nhận thực, quay số v v ) trớc khi ấn định mộtkênh TCH Đây là kênh đờng lên và xuống, điểm tới điểm.

+ Kênh điều khiển liên kết chậm SACCH: kênh này không đi một mìnhmà liên kết với một kênh SDCCH hoặc một kênh TCH Đây là kênh số liệu

liên tục mang các thông báo đo đạc từ MS về cờng độ trờng và chất lợng thucủa ô hiện thời và các ô lân cận Các thông báo này đợc chuyển về BSC đểquyết định Handover ở đờng xuống nó mang thông tin để hiệu chỉnh côngsuất phát của MS và thông số định thời trớc TA để đồng bộ thời gian.

+ Kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH liên kết với một kênh TCH

theo chế độ “lấy cắp” Khi tốc độ thông tin cần trao đổi lớn hơn nhiều khả năngtrao đổi lớn hơn nhiều khả năng của SACCH, hệ thống sẽ “lấy cắp“ 1 cụm 20ms của TCH

Đây là trờng hợp khi Handover, rất nhiều thông tin cần đợc trao đổi với MS.20ms tiếng hay số liệu bị “lấy cắp” sẽ đợc thay thế bằng một chuỗi nội suy ởbộ giải mã.

1.6.3 Ghép các kênh logic trên các kênh vật lý.

Nh ta đã biết việc trao đổi thông tin giữa MS và mạng cần rất nhiều kênhlogic Nếu mỗi kênh logic chiếm 1 kênh vật lý thì không thể đáp ứng đợc khảnăng thông tin hơn thế nữa luu lợng bản tin cũng rất nhỏ do vậy cần phải thựchiện ghép nhiều kênh logic trên 1 kênh vật lý Việc xắp xếp các kênh logic vàokênh vật lý đợc thực hiện theo cấu trúc đa khung Các kênh logic phải đợc xắpxếp sao cho chúng đợc nhận biết trong các đa khung mặt khác số lợng củachúng phải đảm bảo mang hết thông tin báo hiệu Ta đã biết có 2 loại đakhung: 51 khung và 26 khung Ngời ta đã tận dụng 2 loại đa khung này nh sau:

- Các kênh báo hiệu dùng kiểu đa khung báo hiệu (51 khung)- Các kênh lu thông dùng kiểu đa khung lu thông (26 khung)Việc thực hiện sắp xếp các kênh logic ở các kênh vật lý nh sau:

Giả sử ở 1 trạm BTS có n sóng mang song công ký hiệu: C0, C1, C2, ,Cn vớimỗi sóng mang có 8 khe thời gian (TS) Việc thực hiện sắp xếp nh sau:

+ Khe thời gian TS0 &TS1 của C0 dùng để sắp xếp các kênh điều khiển.+ Các khe thời gian TS còn lại của C0 và các tần số khác đợc dùng chokênh lu thông TCH Cụ thể là:

- Khe thời gian TS0 của C0 của đờng xuống đợc dùng cho các kênh đờngxuống là kênh điều khiển: BCCH, CCCH v v

- Khe thời gian TS0 của C0 của đờng lên đợc dùng cho các kênh đờnglên là kênh điều khiển và ở đây chỉ có 1 kênh đờng lên duy nhất là: RACH

- Khe TS1 của C0 đờng lên/xuống đợc dùng cho các kênh đờnglên/xuống là kênh điều khiển: SDCCH và SACCH Vì tốc độ bit trong quá trìnhthiết lập cuộc gọi và đăng ký khá thấp nên có thể dung 8 kênh SDCCH ở 1 TSgọi là SDCCH/8 việc sắp xếp các kênh này theo chu kỳ 2 đa khung Gọi Dx làkênh SDCCH cho trạm di động X trong quá trình thiết lập và giải phóng cuộcgọi, Ax là kênh SACCH cho trạm di động đó Cấu trúc sắp xếp cho đờng lên vàxuống nh sau:

Hình 1-9: Kênh toàn tốc 13kb/s

T T T

* Số thuê bao di động MSISDN:

Số thuê bao di động dùng khi quay số gọi đợc cấu tạo nh sau:

MSISDN = CC + NDC + SN

Trong đó CC : Mã quốc gia

NDC : Mã vùng quốc gia (Số NDC phân bố tuỳ theo mạng diđộng)

Độ dài của MSISDN có thể thay đổi tuỳ theo quốc gia, nhà khai thác ng tối đa không vợt quá 15 chữ số (không kể các tiếp đầu nh 00, 01 ) Trongmột quốc gia, số thuê bao di động thờng đợc cấu tạo tơng ứng với sơ đồ đánhsố của mạng PSTN

nh-ở Việt Nam , số thuê bao di động đợc cấu tạo nh sau:

MSISDN = CC + NDC + SN

Hà Nội 84 9132 xxxxTPHCM 84 9138 xxxxĐà Nẵng 84 9135 xxxx

* Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI

Để nhận dạng chính xác trên đờng vô tuyến cũng nh trong các mạngPLMN, một số nhận dạng đợc chỉ định cho thuê bao di động Số này đợc gọi làsố nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI và đợc sử dụng trong mọi báo hiệutrong GSM Số này đợc lu trữ trong thẻ SIM gắn vào máy thuê bao cũng nhtrong cơ sở dữ liệu của HLR ghi khi thuê bao đăng ký và VLR ghi tạm thời chocác thuê bao trong vùng phủ.

Cấu trúc của IMSI :

IMSI = MCC + MNC + MSIN

cầu MNC : Mã nhà khai thác mạng di độngMSIN : Số nhận dạng thuê bao di động

3 chữ số 2 chữ số max 10 chữ số

Số nhận dạng t.bao di động quốc gia

Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế

Hình1-12: Số IMSI

Trong các cơ sở dữ liệu của GSM, IMSI là địa chỉ của mọi thông tin liên quanđến thuê bao di động.

* Số Roaming của thuê bao di động MSRN:

Bộ ghi định vị thờng trú nơi thuê bao di động đăng ký để định tuyếncuộc gọi cần phải biết MS hiện đang ở vùng phục vụ MSC/VLR nào và số thuêbao tạm thời trong vùng đó Khi định tuyến cuộc gọi, HLR yêu cầu VLR nơithuê bao đang định vị cung cấp số tạm thời này để GMSC chuyển hớng cuộcgọi tới tổng đài MSC tơng ứng Số tạm thời này đợc gọi là số Roaming của thuêbao di động Chức năng hỏi định tuyến cuộc gọi này thuộc phần ứng dụngmạng di động MAP Các dữ liệu trao đổi giữa các phần tử mạng đều dùng báohiệu số 7 Số Roaming có cấu tạo nh sau:

msrn = cc + ndc + sn

Trong đó : CC : Mã quốc gia

NDC : Mã vùng MNC

SN : Số thuê bao Roaming

* Số nhận dạng tạm thời của thuê bao di động TMSI:

Số nhận dạng tạm thời của thuê bao di động đợc sử dụng cho sự bảo mậtthuê bao Số này đợc cung cấp cho MS bởi MSC hiện thời và chỉ có ý nghĩatrong vùng này Số TMSI đợc dùng trong thuật toán mã hoá số liệu Cấu trúccủa TMSI tuỳ chọn theo nhà khai thác hệ thống GSM.

* Số nhận dạng thiết bị trạm di động quốc tế IMEI:

IMEI đợc dùng cho sự nhận dạng thiết bị Mỗi trạm di động tơng ứngduy nhất với một số IMEI do nhà sản xuất đặt ra Cấu trúc của số IMEI nh sau:

imei = tac + fac + snr + sp

FAC : Mã hỗn hợp cuối nhận dạng nhà sản xuất SNR : Số Serie Mỗi SNR gồm 6 chữ số

MNC : Mã vùng di động, nhận dạng vùng di động trong quốc giaLAC : Mã vùng định vị, nhận dạng vùng định vị trong mạng

mcc

CGI đợc sử dụng cho nhận dạng ô trong một vùng định vị Cấu tạo củasố nhận dạng này bao gồm LAI và số nhận dạng ô Ci

cgi = mcc + mnc + lai + ci

Trong đó CI có độ dài Max là 16 bit

3 chữ số 2 chữ số max 16 bit max 16 bit

LAI

CGI

1-8 Các thủ tục thông tin tiêu biểu :

Các thủ tục khi thiết lập cuộc gọi, kết cuối cuộc gọi Mobile Một cuộcgọi tới thuê bao di động luôn đợc định tuyến tới GMSC, ở đó sẽ định tuyến tớiMSC hiện thời của MS, hỏi số Roaming của MS, nó sẽ gửi thông báo địa chỉkhởi đầu (TUP hay ISUP) tới MSC hiện thời Trong thông báo này có số MSRNhiện thời và yêu cầu thiết lập cuộc gọi Từ đây các thủ tục thông tin sẽ bắt đầu.

1- Paging: MSC/VLR tìm số liệu về thuê bao trong cơ sở dữ liệu của nóvà bắt đầu thủ tục thiết lập cuộc gọi bằng cách gửi thông báo Paging (tìm gọi)tới BSC chứa vùng định vị của MS Thông tin này bao gồm LAI, IMSI, hoặcTMSI.

2- Paging Command: BSC gửi các thông báo tới tất cả các BTS trongvùng định vị đợc chỉ ra bởi LAI Thông tin này gồm số IMSI hoặc TMSI, thôngbáo nhắn tin, nhận dạng máy phát, loại kênh và số TS.

3- Paging Request: thông báo này đợc gửi trên kênh PCH trên giao tiếpvô tuyến để tìm gọi MS Thông tin gồm IMSI hoặc TMSI.

4- Channel Request: MS sau khi nhận đợc thông báo tìm gọi sẽ trả lờibằng cách gửi một cụm truy nhập ngắn trên kênh RACH Khi thu thông báonày BTS sẽ ghi nhận thời gian trễ truyền dẫn.

5- Channel Required: Là thông báo của BTS cho BSC về giá trị trễ thâmnhập.

6- Channel Activation: BSC chọn một kênh SDCCH còn rỗi và yêu cầuBTS kích hoạt kênh này.

7- Channel activation acknowledge: BTS trả lời chấp nhận kích hoạtkênh.

8- Immediate Assignment: Thông báo này đợc truyền thông suốt tới MS.Trên Air Interface nó đợc mang bởi kênh AGCH Nội dung thông báo này gồmtần số vô tuyến, số khe thời gian, số kênh SDCCH mà MS có thể sử dụng cũngnh thông báo trớc thời gian để MS có thể định thời trớc các cụm của nó.

9- Paging Response : Thông báo này sử dụng kênh SDCCH Nội dung baogồm IMSI và TMSI và dấu hiệu lớp trạm di động Thông báo này đợc gọi là thôngbáo MS khởi đầu và đợc gửi tới MSC/VLR Khi qua BSC sẽ đợc bổ sung thêmCGI.

lac ci mnc

mcc

10- Authentication Request: Là thông báo từ MSC, thông tin quan trọngnhất trong thủ tục nhận thực này là số ngẫu nhiên RAND Khi nhận đợc số này,MS sẽ kết hợp với số Ki (Subcriber Authentication Key) cuả nó đực lu giữ trênthẻ SIM để tính ra 2 giá trị khác Kc (Ciphering Key) và SRES (SignedResponse) Kc đợc dùng trong thuật toán mã khoá số liệu trên đờng vô tuyến.

11- Authentication Response: MS trả lời nhận thực bằng SRES.

12- Ciphering Mode Command: Đây là lệnh từ MSC/VLR yêu cầu khoámã đờng vô tuyến Lệnh có mang giá trị Kc sẽ đợc lu giữ trong BTS, còn lệnhkhông có Kc đợc gửi tới MS trên kênh SDCCH.

13- Ciphering Mode Complete: MS gửi Kc đã tính toán đợc và gửi thôngbáo hoàn thành chế độ mã khoá (thông báo này cũng đã đợc mã khoá) trênkênh SDCCH

14- Setup: Sự khởi đầu cuộc gọi đợc bắt đầu khi MS gửi thông báo Setuptới MS Thông báo này chứa các thông tin yêu cầu dịch vụ thoại, số liệu, fax

15- Call Confirmed: Nếu MS có các dịch vụ mà MSC yêu cầu nó sẽ gửithông báo chấp nhận cuộc gọi tới MSC/VLR

16- Assignment Request: MSC yêu cầu BSC thiết lập một kênh thoại tớiMS MSC dành riêng một kênh thoại trên đờng PCM nối với BSC (giao diện A)để gửi mã nhận dạng mạch CIC.

17- Channel Activation: Nếu BSC tìm thấy kênh TCH trên giao tiếp vôtuyến nó sẽ gửi thông báo tới BTS yêu cầu kích hoạt kênh.

18- Channel activation acknowledge: BTS trả lời chấp nhận phân bốkênh.

19- Assignment Command: BTS gửi thông báo trên kênh SDCCH yêucầu MS chuyển đến kênh TCH đã định

20- Assignment Complete: MS chuyển đến kênh TCH do BSC ấn định, trớctiên nó gửi thông báo cho biết kênh này có dạng chuẩn và xác nhận sự ấn địnhkênh.

21- Radio Frequency Chanel Release/Release Acknowledgement: Sựhuỷ bỏ kênh vô tuyến mang trên kênh SDCCH khi bắt đầu cuộc gọi và kênhnày đợc đánh dấu “ rỗi ” trong BSC

22- Alert: MS gửi thông báo này tới MSC đồng thời với việc tạo tín hiệuchuông tại máy di động.

23- Connect: Khi thuê bao di động trả lời ấn phím nhấc máy, chuông báoghép nối đợc gửi tới MSC/ VLR Lúc này cuộc gọi hoàn toàn đợc thiết lập trênkênh TCH.

*Thông tin hệ thống :

Mục đích của chức năng này là cung cấp cho trạm di động các thông tinvề hệ thống Các thông tin này là các số liệu về mạng mà MS cần phải biếttrong các tròng hợp thông tin Thông tin hệ thống đợc phát liên tục trên kênhBCCH và SACCH cho tất cả các MS trong vùng phủ sóng Các thông số tronghệ thống có thể thay đổi bằng lệnh của ngời vận hành, các số liệu cố định củahệ thống đợc điều khiển chung trong BSC.

1-9 Các trờng hợp thông tin:

* MS tắt máy hoặc ở ngoài vùng phục vụ:

Mạng không thể tiếp cận đến máy di động vì nó không trả lời thông báotìm gọi (Paging), nó cũng không gửi thông báo cập nhật vị trí Mạng cho rằngMS đã rời mạng.

* MS bật máy, trạng thái rỗi:

Hệ thống có thể tìm gọi MS, nó đợc coi là đã nhập mạng Trong khichuyển động, MS liên tục kiểm tra xem nó có luôn đợc nối với một kênh quảngbá BCCH trên TS0 của tần số fo của một ô nào đó hay không Trong trạng tháinày, MS cũng thông báo cho hệ thống những thông tin về cập nhật vị trí saunhững khoảng thời gian nhất định.

* MS bận:

Có một kênh TCH song công nối giữa mạng và MS Khi chuyển độngMS có thể chuyển đến một kênh thông tin mới Quá trình này đợc gọi làHandover đợc quyết định nhờ những thông số đo đạc từ MS và BTS.

* Cập nhật vị trí:

Khi MS đang ở trạng thái bật máy, rỗi và chuyển động theo một phơngliên tục Nó đợc khoá đến một tần số nhất định có CCCH và BCH ở khe thờigian TS0 Khi rời xa BTS nối với nó thì cờng độ tín hiệu thu sẽ giảm dần ở mộtđiểm biên giới lý thuyết giữa 2 ô cờng độ tín hiệu thu đợc sẽ giảm đến mức màMS sẽ quyết định chuyển sang một tần số mới thuộc một trong các ô lân cận cócờng độ tín hiệu lớn hơn tần số cũ Sau khi tự khoá đến tần số mới này, MS lạitiếp tục nghe các thông báo tìm gọi và các thông tin hệ thống Quyết định vềviệc thay đổi tần số vô tuyến của MS không cần thông báo cho mạng trừ khi tầnsố mới và tần số cũ không cùng thuộc một vùng định vị LA MS nhận biết điềunày khi tìm hiểu số nhận dạng vùng định vị LAI trong thông tin hệ thống pháttrên các kênh BCH Khi đó MS sẽ thâm nhập mạng để cập nhật vị trí của mìnhở MSC/VLR Đó là quá trình cập nhật vị trí Có 2 trờng hợp phải cập nhật vị trí:- Di chuyển giữa các vùng định vị khác nhau của cùng một MSC/VLR.Vùng định vị của MS đợc ghi ở VLR Vì MS không chuyển đến vùng phục vụmới nên quá trình cập nhật vị trí là MS gửi thông báo yêu cầu cập nhật vị trí vàgiá trị LAI mới, MSC tiếp nhận thông báo cập nhật giá trị mới này trong cơ sởdữ liệu của VLR và gửi thông báo cập nhật vị trí.

- Roaming giữa 2 vùng phục vụ MSC/VLR MS gửi thông báo yêu cầucập nhật vị trí cho MSC/VLR mới cùng với các số nhận dạng của nó.MSC/VLR sẽ gửi các thông tin này đến HLR của mạng yêu cầu nhận thực Saukhi HLR gửi thông báo xác nhận thuê bao là hợp lệ và đã đăng ký trong mạngcho MSC/VLR hiện thời đồng thời xoá giá trị vùng phục vụ MSC/VLR cũ thaybằng giá trị mới VLR cũng ghi các số liệu của MS vào cơ sở dữ liệu của nó nhlà một thuê bao tạm thời và gửi thông báo xác nhận cập nhật vị trí cho MS.

* Thủ tục nhập mạng đăng ký lần đầu:

Khi MS bật máy, nó sẽ quét tất cả 124 tần số trong GSM Nó chọn tần sốcó cờng độ tín hiệu lớn nhất mang kênh BCH/CCCH, hiệu chỉnh lại tần số đúngvà thông tin đồng bộ Sau đó nó lập tức cố gắng thâm nhập mạng bằng cách gửithông báo cập nhật vị trí - nhập mạng đến MSC/VLR Lúc này MSC/VLR chacó thông tin gì về MS này HLR gửi thông báo xác nhận cập nhật vị trí choMSC/VLR Từ đây MSC/VLR coi rằng MS đã hoạt động và đánh dấu trờng dữliệu của MS bằng một cờ nhập mạng có địa chỉ theo IMSI.

* Thủ tục rời mạng:

Khi tắt nguồn máy hoặc ra khỏi vùng phủ sóng, MS sẽ gửi thông báocuối cùng chứa yêu cầu cho thủ tục rời mạng và các số nhận dạng của nó Khi

thu đợc thông báo này, MSC/VLR sẽ đánh dấu cờ địa chỉ rời mạng vào địa chỉIMSI tơng ứng trong VLR Trờng hợp này HLR không đợc thông báo và cũngkhông có thông báo xác nhận cập nhật vị trí gửi tới MS Khi có cuộc gọi kếtcuối ở MS này vì có cờ rời mạng nên thông báo tìm gọi sẽ không đợc phát ra vàlàm giảm tải trên các trung kế và kênh quảng bá.

* Cuộc gọi từ MS:

Giả sử MS đang hoạt động ở trạng thái rỗi, ngời sử dụng quay tất cả cácchữ số của thuê bao B và bắt đầu các thủ tục cho cuộc gọi bằng cách ấn phímnhấc máy (Yes) Khi đó MS sẽ gửi thông báo đầu tiên trên kênh RACH để yêucầu thâm nhập MSC nhận thông báo này và yêu cầu BSC cấp cho MS một kênhSDCCH để cho các thủ tục nhận thực và đánh dấu trạng thái bận cho thuê baonày tránh việc phát các thông báo tìm gọi lúc này BSC gửi thông báo chấpnhận thâm nhập trên kênh AGCH cho MS trong đó có thông tin về kênhSDCCH Các số nhận dạng đợc MS gửi đến MSC/VLR trên kênh SDCCH chocác thủ tục nhận thực Nếu thuê bao chủ gọi là hợp lệ đã đăng ký sử dụng mạngPLMN thì MSC/VLR sẽ chấp nhận yêu cầu thâm nhập Lúc này MS mới gửithông báo thiết lập cuộc gọi và các chữ số của thuê bao B MSC định tuyếncuộc gọi tới GMSC, tuỳ theo thuê bao B là di động hay cố định mà số của nó sẽđợc phân tích trực tiếp ở GMSC hay đợc tiếp tục định tuyến đến tổng đài quágiang của mạng PLMN Khi kênh đã nối sẵn sàng thì thông báo thiết lập cuộcgọi từ MS đợc MSC công nhận và cấp cho MS một kênh TCH riêng Sau khi đólà đợi tín hiệu khẳng định từ thuê bao B.

* Gọi đến MS:

Ta lấy ví dụ về một cuộc gọi từ thuê bao A cố định của mạng PSTN tớithuê bao B của mạng PLMN Thuê bao A quay mã quốc gia và mã vùng trongnớc theo sơ đồ đánh số của mạng PSTN để đạt đợc mạng PLMN Nối thông đ-ợc thiết lập từ tổng đài nội hạt của thuê bao B tới GMSC của mạngGSM/PLMN ở GSMC sẽ phân tích số thuê bao di động B - MSISDN do thuêbao A quay Bằng chức năng hỏi đáp dùng tín hiệu số 7, GMSC sẽ gửi sốMSISDN sang số nhận dạng thuê bao di động IMSI sau đó sẽ gửi IMSI này đếnVLR vùng phục phục vụ hiện thời của MS (giá trị vùng phục vụ này đợc ghitrong trờng dữ liệu của MS trong HLR) yêu cầu cung cấp số Roaming MSRNcủa MS VLR gửi trở lại MS số MSRN HLR lại gửi MSRN đến cho GMSC.Căn cứ vào số MSRN mà GMSC sẽ tiếp tục định tuyến cuộc gọi tới vùng phụcvụ nơi MS hiện đang có mặt MSC này hỏi VLR của nó vùng định vị của MStheo địa chỉ IMSI đợc VLR cung cấp số nhận dạng vùng định vị LAI Ngoài raVLR còn kiểm tra các cờ xem MS đang thâm nhập mạng hay rời mạng, bậnhay rỗi Nếu MS đang ở trạng thái rời mạng hoặc đang bận thì MSC sẽ gửithông báo tơng ứng với trạng thái của MS rằng cuộc gọi không thành công Ng-ợc lại nếu MS đang ở trạng thái nhập mạng hay đang rỗi thì MSC/VLR sẽ gửithông báo tìm gọi đến MSC chứa vùng định vị có số nhận dạng LAI BSC gửitiếp thông báo này đến tất cả BTS trong vùng định vị để các BTS phát quảng báthông báo tìm gọi này trên các kênh PCH Khi trạm di động rỗi và đang nghekênh PCH phát quảng bá ở một trong số các ô trong vùng định vị, nó sẽ nhận đ-ợc thông báo tìm gọi nhận dạng IMSI trong thông báo này và trả lời thông báotìm gọi Tiếp đó là các thủ tục thiết lập cuộc gọi, ấn định kênh v v và sau khiđợc cung cấp một kênh TCH thì cuộc gọi bắt đầu đợc nối thông.

* Các trờng hợp Handover:

Khi một trạm di động đang ở trạng thái bận và rời xa dần BTS mà nóđang nối ở đờng vô tuyến bằng các kênh TCH và SACCH, chất lợng đờng vôtuyến ngày càng giảm dần Khi đó mạng sẽ đảm bảo việc chuyển kênh thông

tin sang một kênh vô tuyến mới có chất lợng tốt hơn Quá trình chuyển cuộcgọi đến một kênh vô tuyến khác gọi là Handover Mạng quyết định Handovernhờ các thông số đo cờng độ và chất lợng truyền dẫn vô tuyến từ MS và BTS(các thông báo đo) Khi Handover, tốc độ số liệu điều khiển cần trao đổi lớnmà kênh SDCCH không đáp ứng đợc thì hệ thống sẽ sử dụng kênh FACCH đểtrao đổi thông tin điều khiển Có thể xảy ra các khả năng Handover sau:

+ Handover trong cùng một BSC:

Trong trờng hợp này BSC phải thiết lập đờng nối tới BTS mới, ấn địnhmột kênh TCH của BTS này để chuẩn bị Handover và lệnh cho MS chuyển tầnsố sang kênh vô tuyến mới đồng thời cũng chỉ ra khe thời gian của kênh TCHnày Handover dẫn đến việc thay đổi vùng định vị, MS sẽ thông báo cho MSC/VLR để cập nhật vị trí.

+ Handover giữa các BSC cùng một MSC/VLR:

Mạng phải can thiệp nhiều hơn khi quyết định Handover BSC yêu cầuchuyển giao từ MSC/VLR, sau đó một đờng nối mới từ MSC -BSC mới -BTSmới đợc thiết lập và một kênh TCH đợc dành cho Handover trên giao tiếp vôtuyến Sau đó MS đợc lệnh chuyển đến tần số mới với TCH mới Sau khiHandover xong MS sẽ gửi thông báo về các ô lân cận Yêu cầu cập nhật vị trínếu có cũng đợc thực hiện từ MS.

+ Handover giữa hai vùng phục vụ MSC/VLR:

Đây là trờng hợp phức tạp nhất với nhiều tín hiệu đợc trao đổi trớc khichuyển giao Ta xét hai tổng đài MSC/VLR - tổng đài phục vụ và tổng đài đích.MSC phục vụ khi phát hiện yêu cầu Handover sẽ gửi yêu cầu này đến MSCđích MSC đích sẽ đảm nhận việc chuẩn bị kênh mặt đất với BTS chứa sóngmang cần chuyển giao và cung cấp kênh TCH trên giao tiếp vô tuyến Sau khithiết lập xong các kênh trên và kênh nối giữa hai tổng đài, MSC phục vụ sẽđịnh tuyến lại cuộc gọi tới MSC đích và gửi lệnh Handover tới MS.

1-10 Khái quát về dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS).

1.10.1 Thế nào là GPRS: (General Packet Radio Service – Dịch vụ Dịch vụvô tuyến gói chung).

Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS là một dịch vụ đã đợc chuẩn hoá theoETSI - Viện định chuẩn thông tin châu âu , cho phép truyền dẫn số liệu với cácđặc trng chuyển mạch gói , nghĩa là cung cấp phơng pháp truy nhập vô tuyếngói cho các thuê bao GSM Với dịch vụ này thông tin di động dễ dàng truynhập vào mạng internet, intranet và truyền dữ liệu cho nhau nhờ tốc độ củamạng đã đạt trên 115Kb/s và có cổng đấu nối trực tiếp sang các mạng dữ liệukhác.

Nh vậy GPRS là cấu trúc bổ sung vào mạng GSM, mà cụ thể là bổ sungchuyển mạch gói cho chuyển mạch kênh MSC.

1.10.2 Lý do tiến tới GPRS:

Các dịch vụ dữ liệu GSM hiện tại sử dụng giao diện vô tuyến chuyểnmạch kênh để truyền dẫn số liêụ với tốc độ 14,4Kb/s cho một khe thời gianTDMA.Tốc độ này gần đây đã đợc tăng lên 38,4Kb/s nhờ sử dụng đa khe thờigian để truyền dữ liệu tốc độ cao (High Sped Circuit Switch Data - HSCSD ).

Tuy vậy cách sử dụng đờng dẫn vô tuyến (giao diện vô tuyến) trong chếđộ chuyển mạch kênh của GSM hiện tại là không hiệu của đối với những đờngtruyền dẫn không liên tục Nói cách khác đối với các dịch vụ ở chế độ chuyển

mạch gối, ví dụ nh bản tin ngắn, khả năng vận chuyển dữ liệu của hệ thốngGSM là không đáp ứng.

Tóm lại giới hạn của của GSM là sử dụng chuyển mạch kênh để tiếp nốivới điện thoại cố định , mỗi một cuộc gọi chiếm một khe thời gian (mà tốc độtối đa là 14,4 Kb/s cho mỗi khe thời gian) Vì vậy chỉ đảm bảo một số dịch vụnh thoại, fax và có vai trò là một mạng kết nối phục vụ mục đích truyềnthông tin từ thuê bao đến thuê bao.

Trong khi đó xu hớng phát triển của các mạng thông tin di động và cốđịnh là đạt đợc tốc độ truyền dữ liệu cao để đáp ứng dung lợng thuê bao đangtăng lên nhanh chóng Dự báo rằng vào đầu thế kỷ XXI này sẽ có khoảng 1 tỷthuê bao đi động Điều đó nói lên rằng có một yêu cầu cấp thiết đối với hệthống thông tin chuyển mạch gói Công nghệ GSM hiện tại không thích hợpcho các hệ thống dung lợng cao, giá thấp, mềm dẻo, linh hoạt của chuyển mạchgói nh vậy.

Thêm vào đó ngời sử dụng trong thời đại mới đạt yêu cầu kết nối thuêbao với các công ty dịch vụ ( là các nhà cung cấp dịch vụ mà lớn nhất làInternet ), kết nối thuê bao với các Intranet (văn phòng, ngân hàng ) để làmviệc, để chuyển khoản và muốn đợc trả tiền theo số lợng gói dữ liệu, chứ khôngphải trả tiền theo thời gian sử dụng trớc.

1.10.3 Các giải pháp phát triển thông tin di động từ GSM.

- Bỏ dần dần công nghệ GSM chuyển sang công nghệ CDMA

- Tận dụng mạng GSM đã đầu t, áp dụng GPRS, sau đó là EDGE vàcuối cùng nâng cấp lên CDMA Giải pháp này cho phép các công tydi động GSM có thời gian thu hồi vốn , từng bớc đầu t phát triển côngnghệ , giải pháp này phù hợp với hoàn cảnh Việt Nam.

1.10.4 Động lực thúc đẩy GPRS.

Nh đã trình bày ở trên, yếu tố đầu tiên đòi hỏi áp dụng GPRS là vấn đềtốc độ truyền dữ liệu Thông thờng mạng GSM cũng cho phép truyền dữ liệu ,truy xuất Internet thông qua khối IWU (Internet Working Unit) ở MSC Tuynhiên tốc độ truyền dẫn của cấu trúc chuyển mạch tổng đài hiện đại của mạngGSM bị hạn chế từ 9,6 Kb/s đến 14,4Kb/s Trong trờng hợp tốc độ truyền dữliệu thay đổi từ vài byte đến trên 100 Kb/s thì chuyển mạch tổng đài ( CircuitSwiched) sẽ không đáp ứng đợc mà phải thay thế bằng cấu trúc chuyển mạchgói ( Packed Switching) của mạng GPRS.

Ưu điểm của GPRS là đạt đợc tốc độ truyền dẫn cao Bởi vì GPRS khôngcần một kết nối đầy đủ đầu cuối - đầu cuối, do đó một kênh không chỉ dànhcho một ngời sử dụng trong khoảng thời gian tồn tại một cuộc gọi Điều nàycho phép tài nguyên vô tuyến đợc chia sẻ bởi tất cả các trạm di động (MS) Vớicách sử dụng tài nguyên mềm dẻo này, GPRS đã làm “hỏng” cấu trúc TDMAcố định trong giao diện vô tuyến Điều này dẫn đến tốc độ truyền dữ liệu trongGPRS tăng lên tới 160 Kb/s (bằng cách sử dụng tối đa 8 khe thời gian TDMAvà mỗi khe có tốc độ 21 Kb/s) Hiệu quả tăng lên và tốc độ bít cao hơn và hầunh độc lập với cả giá cả dẫn tới sự thay đổi của các dịch vụ sóng mang chuyểnmạch kênh qua dịch vụ GPRS Hai hớng phát triển cơ bản cho hai dịch vụ là:

- Tăng hiệu quả sử dụng các kênh vô tuyến GSM do chia sẻ tài nguyêngiữa các trạm MS

- Cơ chế tính cớc dựa trên lợng dữ liệu đợc truyền chứ không phải dựavào thời gian kết nối.

Một động lực nữa mà thúc đẩy GPRS là nó đồng thời có ích cho nhữngngời điều hành mạng, vì họ có thể sử dụng tài nguyên khan hiếm của họ mộtcách có hiệu quả hơn bằng cách cho phép chia sẻ tài nguyên giữa các thuê baocủa họ.

1.10.5 Các yêu cầu đối GPRS.

Về cơ bản GPRS cho phép thuê bao gửi và thu dữ liệu ở chế độ vậnchuyển gói đầu cuối - đầu cuối Bên trong GPRS có 2 dạng dịch vụ sóng mangkhác nhau là:

-Điểm nối điểm (PTP)-Điểm nối đa điểm (PTM)

GPRS có thể đáp ứng yêu cầu cơ bản của 2 nhóm đặc trng , đó là yêu cầucủa ngời sử dụng và yêu cầu của ngời điều hành mạng

+ Các yêu cầu đối với ngời sử dụng :- Tính cớc trên số lợng

- Đáp ứng hầu hết các ứng dụng hiện đại

- Mền dẻo với các dịch vụ mới và các ứng dụng mới.- Định tuyến (Roaming) không ranh giới diện rộng.- Truyền dẫn định hớng kết nối và không kết nối - Truyền dẫn PTP và PTM

- Phục vụ cho nhiều lớp sử dụng

+ Các yêu cầu đối với ngời điều hành mạng:- Tập trung thị trờng (theo GSM).

- Hiệu quả sử dụng tài nguyên khan hiếm

- Tăng lợi nhuận trên một đơn vị phổ ( tăng hiệu quả phổ)- Mềm dẻo với các ứng dụng dịch vụ mới

- Linh động cung cấp các yêu cầu biến đổi- Tiêu chuẩn có tính mở.

- Kiến trúc mềm dẻo và quy mô

- Không có sự thay đổi ở những lớp giao thức thấp.

1.10.6 Thị trờng và ứng dụng :

+ Mạng máy tính không dây:- Các văn phòng lu động.

- Truy nhập mạng cơ quan (Ví dụ : email).- Nhắn tin thời gian thực.

- Truy nhập Internet.- Phục hồi thông tin

- Cung cấp hiệu quả ứng dụng Java- Giao thức tài chính

- Thẻ tín dụng

- Mua bán điện tử đặt trớc- Giải trí

+ Điều khiển từ xa (GPRS tích hợp trong thiết bị)- Thiết kế định kỳ.

- Chỉ thị lỗi.- Cảnh báo trộm.

- Điều khiển từ xa : đo đạc , đọc số+ Các ứng dụng khác:

- Bản tin thời sự , thời tiết , thể thao - Thông tin về tầu xe, hàng không - Xổ số trực tuyến.

- Quảng cáo thơng mại

Với GPRS ngời điều hành mạng sẽ phải đối phó với sự phát triển nhanhtừ các dịch vụ dữ liệu chuyển mạch kênh sang chuyển mạch gói Các ứng dụngdựa trên MSS sẽ đợc cung cấp bởi GPRS.

GPRS còn cung cấp không chỉ các dịch vụ dữ liệu hiệu quả mà còn cácdịch vụ mạng cho từng ứng dụng mới Các dịch vụ từ xa đợc đáp ứng bởi GPRS, các dịch vụ mạng PTP và PTM đợc tính cớc dựa trên dung lợng khác vớichuyển mạch kênh tính cớc theo thời gian Cả thiết bị tĩnh (không dây) vàđồng đều sử dụng GPRS một cách có hiệu quả.

Trớc hết toàn bộ quy hoạch mạng đợc xây dựng trên sơ đồ chuẩn, nghĩalà mô hình lý thuyết dựa trên bố trí địa lý của cấu trúc mạng trạm thu phát gốc(BTS) đợc đề xuất và ấn định tần số sẽ đảm bảo bớc thành công ban đầu trongquá trình quy hoạch

Hình dạng của các ô ở sơ đồ chuẩn này phụ thuộc vào kiểu anten và côngsuất ra của từng trạm gốc Hai dạng anten thờng đợc sử dụng là anten vô hớngphát đẳng hớng , và anten có hớng tập trung năng lợng ở các giẻ quạt.

Nếu chúng ta có hai BTS với các anten vô hớng và ta yêu cầu ranh giớigiữa vùng phủ của các BTS và tập hợp các điểm mà ở đó cờng độ tín hiệu củacả hai BTS nh nhau thì ta đợc một đờng thẳng Nếu ta lập lại quy trình nói trên

bằng cách đặt 6 BTS nữa xung quanh BTS gốc thì vùng phủ nhận đọc (ô) códạng hình lục giác nh (hình 2-1)

Hình 2.1 Biên giới giữa hai ô vô hớng ở mặt ngang

Các lục giác trở thành một dạng ký hiệu cho một ô ở mạng vô tuyến.

Nhng quy hoạch trong thực tiễn phải xem xét đến vấn đề là truyền sóngvô tuyến rất phụ thuộc vào địa hình , các tính chất không đồng nhất của bề mặtmặt đất, và vì thế các hình lục giác là các mô hình hết sức đơn giản của cáchình mẫu phủ vô tuyến.

Ngoài sơ đồ địa lý chuẩn dựa trên các hình lục giác hay các mẫu địa lýkhác cho ta cách nhìn ban đầu toàn diện để quy hoạch hệ thống.

2-2 Lu đồ công việc quy hoạch ô

Có thể chia lu đồ quy hoạch ô theo danh mục công việc sau

- Sơ bộ phân bố kênh và vị trí đài trạm theo tính chất lu lợng , số thuêbao và chất lợng phục vụ cần thiết.

- Quyết định mẫu sử dụng lại tần số, nghĩa là ấn định tần số và ấn địnhvị trí kênh lôgíc.

- Dự kiến vùng phủ sóng trên cơ sở số liệu về đài trạm dự kiến ( Toạđộ, chiều cao, anten ) và hạn chế do phân tán thời gian gây ra.

- Nghiên cứu nhiễu giao thoa : C/(I+R+A)- Nhiễu giao thoa đồng kênh : C/I

- Phản xạ : C/R

- Nhiễu giao thao kênh lân cận : C/A

- Khảo sát mạng : Kiểm tra các điều kiện đài trạm và môi trờng vôtuyến

- Xây dựng sơ đồ mạng trên cơ sở các đài trạm phù hợp - Nghiên cứu các thông số ấn định

Hình 2.2: Lu đồ danh mục các công việc quy hoạch ô

2-3 Tính toán lu lợng ô2-3-1 Dự đoán tải lu lợng :

Lu lợng đợc đo bằng Erlang (Erl) Công thức tính Erlang nh sau:A = n x t / T

Trong đó : A là lu lợng đo bằng Erlang , n là số cuộc gọi , t là thời gian giữtrung bình cuộc gọi, T thời gian đo (thờng T = 3600s) Thời gian giữ có thể đ-ợc coi là thời gian hội thoại ở châu Âu thời gian này trung bình từ 50s đến90s

Từ công thức trên ta thấy rằng nếu một kênh bị chiếm liên tục thì kênhnày mang dung lợng cực đaị một giờ gọi trên một giờ, 1Erl.

Tồn tại ba khái niệm lu lợng : Lu lợng phục vụ, Lu lợng đợc truyền và lulợng bị chặn Lu lợng phục vụ là tổng lu lợng phục vụ cho tất cả mọi ngời sửdụng Lu lợng đợc truyền là lu lợng đợc kênh truyền, Lu lợng bị chặn là lu lợngbị chặn trong quá trình thiết lập cuộc gọi mà không đợc truyền ngay lập tức.Vậy :

Lu lợng phục vụ = Lu lợng đợc truyền + Lu lợng bị chặn2-3-2 Cấp bậc phục vụ , GOS (Grade Of Service).

Có thể coi cấp bậc phục vụ là xác suất chặn cuộc gọi Nếu coi rằng A làlu lợng phục vụ, thì:

Vậy hiệu suất sử dụng kênh là: 2,2315/6 = 0,37 hay 37%

Nếu cấp bậc phục vụ tồi hơn, 10% chẳng hạn ,thì đối với 6 kênh ta đợc A= 3,758 Erl Lu lợng đợc truyền = 3,758(1 – Dịch vụ 0,1) = 3,3822 Erl Vậy hiệu suấtsử dụng kênh là 3,3822/6 = 0,56 hay 56%.

Vậy cấp bậc phục vụ càng thấp thì hiệu suất sử dụng kênh càng cao.

* Dung lợng Traffic của trung kế- dung lợng thuê bao.

Khái niệm trung kế trong GSM có thể hiểu là các Time Slot dành cho cáckênh mang tiếng và số liệu TCH Các thuê bao khi thực hiện cuộc gọi sẽ đợc ấnđịnh ở một TS tức một kênh nhất định Nếu nh trung kế có 33 kênh cùng hoạtđộng thì thuê bao di động có thể sử dụng bất cứ kênh nào mà hiện tại đang rỗi.Gỉa sử có 1000 thuê bao di động và mỗi thuê bao di động cần một lu lợng là33mErlang do vậy nó có thể tải 100% thời gian của 33 kênh này.

Điều quan trọng là phải biết đợc với lu lợng Traffic là bao nhiêu để cóthể mang những kênh này nếu ta sử dụng cấp độ dịch vụ GOS là 2% BảngGOS sẽ giúp ta tính đợc lu lợng (Erlang) theo số kênh (n) khác nhau và cấp độdịch vụ (khả năng ứ nghẽn cuộc gọi E) GOS khác nhau.

Ví dụ: Số kênh n=30 Nghẽn GOS=2% Tra bảng ta đợc lu lợng N=21,93 Erlang.Từ đó ta có thể tính đợc dung lợng (số lợng) thuê bao cần phục vụ Vì mỗi thuê bao di động cần một lu lợng là:

A=0,033 Erlang - do đó với dung lợng Trafic của trung kế là:N=21,93 Erlang thì có thể phục vụ đợc số thuê bao là:

S=N/A=N/0,033 (Thuê bao)

Theo ví dụ trên số thuê bao sẽ là: S=21,93/0,033=664 Thuê bao

Nh vậy ta có thể tính đợc số thuê bao cần đợc phục vụ theo số kênh TCHcần thiết từ đó có phơng hớng để định cỡ dung lợng mạng.

2-4 Chia ô.

Đầu tiên khi ta thiết kế mạng thì vị trí của BTS thờng ở vị trí trung tâmcủa ô và sử dụng anten đẳng hớng Khi mạng phát triển lớn hơn, yêu cầu dunglợng cao hơn , đòi hỏi phải sử dụng lại nhiều tần số sóng mang hơn hoặc sửdụng lại tần số đã có (đây là các giải quyết thực tế) Hơn nữa sự phân bố lạisóng mang không an toàn Việc thay đổi hoặc quy hoạch tần số có quan hệmật thiết với tỷ lệ C/I Các tần số không đợc phân bố cho ô một cách ngẫunhiên Để đạt đợc việc sử dụng lại tần số cao , phải đợc thực hiện một cách thủcông Cách đơn giản là chia ô Ví dụ chia 3 nh (hình vẽ 2-3)

Một site BTS sử dụng anten đẳng hớng có thể đợc chia nhỏ hơn Khi đó sửdụng anten định hớng 120 độ quạt Mặc dù các ô đợc phục vụ bởi một sitechung nh chức năng mạng của chúng đợc phân tích Vì ô ban đầu đợc chiathành 3 do vậy số lần sử dụng lại sóng mangcũng tăng nên 3 lần Việc này dẫntới việc tăng khả năng xử lý lu lợng của mạng mà không cần phải thêm BTSmới Mạng càng phát triển thì ô càng đợc chia nhỏ hơn Việc chia ô sử dụnganten sector để phục vụ cho 3 ô từ một site chung làm giảm nhiễu đồng kênh Bởi vậy tỷ lệ C/I đợc cải thiện đáng kể.

2-5 Kích thớc ô.

Kích thớc ô liên quan đến :- Mật độ lu lợng dự đoán.- Các kênh vô tuyến sẵn sàng.

- Cân bằng hệ thống và quỹ công suất.- Độ cao của anten trạm gốc.

Vị trí của ô cũng có quan hệ tới kích thớc của ô

Vùng mạng PLMN đợc chia thành nhiều ô vô tuyến nhỏ và có bán kínhtừ 350m đến 35km Kích thớc trên của các ô phụ thuộc vào cấu tạo địa hình vàlu lợng thông tin Mỗi ô vô tuyến tơng ứng với một trạm thu phát gốc cơ sở(BTS), tuỳ theo cấu tạo anten mà ta phân loại BTS nh sau:

-BTS ommi với anten vô hớng , nó bức xạ ra toàn không gian với gócđịnh hớng của nó là : 360 độ.

-BTS sector với 2 hoặc 3 anten định hớng 180 độ hay 120 độ Omni Cell split phase 0 Cell split phase 1

2-6 Mẫu tái sử dụng tần số.

ở giai đoạn đầu của việc quy hoạch tần số , ngời ta chia vùng địa lý thànhcác cụm ô có cấu trúc giống nhau và phân bố sóng mang trong các cụm ô saocho mỗi ô trong cụm này sử dụng cùng các tần số sóng mang nh ô tơng ứng ởcác cụm khác Các cụm ô này đợc gọi là mẫu tái sử dụng tần số Khoảng cáchgiữa các ô sử dụng cùng tần số đợc gọi là khoảng cách tái sử dụng tần số

Với R là bán kính Cell sử dụng lại tần số và D là khoảng cách giữa 2cell sử dụng chung tần số, để hạn chế tỷ số C/I thì phải thoả mãn:

Tổng quát khoảng cách này đợc tính theo công thức sau: Dreuse = R 3.N

Trong đó : D là khoảng cách tái sử dụng tần số , R là bán kính ô , N là kích cỡcụm bằng số ô ở cụm.

D

R A B C E

E F G H

Hình 2-4: Mẫu sử dụng lại tần số

Trong mạng thông tin di động có 3 mẫu sử dụng lại tần số nh sau:* Mẫu 3/9 : D = 5,2R

* Mẫu 4/12 : D = 6R* Mẫu 7/21 : D =7,9R

Diện tích vùng phủ sóng của 1 ô : S = 2,6.R2

Mạng GSM của Vinaphone sử dụng mẫu 4/12

- Mô hình 3/9: Sử dụng nhóm 9 tần số trong một mẫu sử dụng lại tần số 3 đài.- Mô hình 4/12: Sử dụng nhóm 12 tần số trong 1 mẫu sử dụng lại tần số 4 đài.- Mô hình 7/12: Sử dụng nhóm 21 tần số trong 1 mẫu sử dụng lại tần số 7 đài.

B3A1

Hình 2-5: Mô hình sử dụng lại tần số 3/9.

Hệ thống GSM đảm bảo cho phép nhiễu đồng kênh cao hơn , nên có thểquy hoạch mạng với các mẫu sử dụng lại tần số mà không thể quy hoạch ở cáchệ thống tơng tự có thể sử dụng mẫu 3/9 với nhảy tần và thậm chí có thể khôngnhảy tần nếu thực hiện một cách cẩn thận Điều này vẫn cha đợc kiểm tra và cócác hậu quả nghiêm trọng , giảm thấp ngỡng C/I danh định đối với GSM và cáchệ thống tơng tự vẫn cần phải nói đến.

Quy định nhóm sử dụng tần số cho các mẫu tái sử dụng tần số đợc cho ở hình

vẽ 2-8.

Hình 2-8: Quy định nhóm tần số cho các mẫu tái sử dụng tần số

Các ô đợc nhóm lại trong một mẫu lặp cụ thể hay còn gọi là cluster cácsóng mang hữu tuyến đợc phát đi giữa các ô của cluster theo một cách thức cóhệ thống.

Mỗi cluster sử dụng lại cùng tần số sóng mang vô tuyến đã đợc ấn định Sử dụng các cluster nhỏ đảm bảo cho dung lợng của vủng phục vụ cao cho cáctần số thờng xuyên đợc sử dụng lại Tuy nhiên tỷ lệ C/I thấp.

Các cluster rộng đản bảo đợc tỷ số C/I tốt hơn nhng dụng lợng lại thấp Số lợng thuê bao ít do các tần số không đợc sử dụng lại một cách thờng xuyên

Mặt thuận lợi của hệ thống GSM là khả năng làm việc với giá trị C/I thấpdo có giao diện vô tuyến số.

Nói chung các mẫu sử dụng lại tần số cho GSM là 3/9, 4/12 , 7/21 Mẫu4/12 bao gồm 4 site, 12 ô, mỗi site phục vụ cho 3 ô Mạng này phù hợp với mậtđộ trung bình , ít nhà cao tầng Khoảng cách sử dụng cho mẫu này là D = 6Rgiá trị này lớn hơn mẫu 3/9 Do vậy giảm đợc nhiễu đồng kênh và nhiễu lân cận Tuy nhiên dụng lợng nhỏ hơn

Ví dụ : mẫu ô 3/9 cho ở (hình 2-5) Mẫu ô 3/9 gồm 3 site, mỗi site phủ sóng 3 ô.

Tần số sóng mang đợc sử dụng lại ở tất cả các ô Tuy nhiên do nhiễuđồng kênh để sử dụng lại tần số mà vẫn đảm bảo tỷ lệ C/I đòi hỏi phải có mộtkhoảng cách nhất định nh (hình 2-4)

Kích thớc ô nhỏ có điểm thuận lợi là số sóng mang lớn tần số sóng mangđợc sử dụng lại nhiều do đó dụng lợng của hệ thống cao Tuy nhiên tỷ lệ C/Ithấp Ngợc lại kích thớc ô lớn thì số sóng mang lại nhỏ , sử dụng lại tần số ít,dung lợng của hệ thống thấp nhng tỷ lệ C/I cao.

* Chỉ định kênh cho mẫu sử dụng lại tần số:

Nguyên tắc chỉ định kênh cho các mẫu sử dụng lại tần số là các tần sốsóng mang trong cùng 1 BTS phải cách nhau M sóng mang và các tần số trongcùng 1 trạm (site) hay cùng vị trí phải cách nhau N sóng mang Do băng tầncủa GSM là hạn chế do đó các nguyên tắc trên dẫn đến số sóng mang trong 1

Cell là hạn chế làm giảm khả năng phục vụ của Cell Dới đây là bảng chỉ địnhcho mẫu 4/12.

- Mô hình 3/9: Số sóng mang trong cùng 1 Cell là tơng đối lớn, tuy

nhiên khoảng cách dải tần giữa các sóng mang là nhỏ do đó có nhiều khả nănggây nhiễu đồng kênh C/I và nhiễu kênh lân cận C/A Khả năng áp dụng chonhững vùng mật độ máy di động cao, kích thớc Cell nhỏ nhng vùng phủ sóngphải dễ dàng để tránh các nhiễu pha đinh Mô hình này phù hợp phục vụ

Indoor cho các khu nhà cao tầng.

- Mô hình 4/12: Số kênh trong 1 Cell nhỏ hơn do đó sử dụng cho các

vùng mật độ trung bình Các vấn đề nhiễu đồng kênh ở đây không đáng ngại.Mô hình này có thể cho phép mở rộng kích thớc cell phù hợp với mật độ trung

bình và ít nhà cao tầng Có thể phục vụ Indoor và Incar.

2-7 Phân bố tần số GSM.

Trong thông tin di động GSM sự phân bố tần số đợc quy định nằm trongdải tần 890 đến 960 MHz với bố trí các kênh tần số nh sau:

fL = 890MHz + (0,2MHz).n n = 0,1,2,3, ,124fU = fL + 45MHz

Bao gồm 125 kênh đánh số từ 0 đến 124, kênh 0 dành cho khoảng bảovệ nên không sử dụng.

Trong đó fL là tần số ở bán băng tần thấp dành cho đờng lên (từ trạm diđộng đến trạm BTS), fU là tần số ở bán băng tần cao dành cho đờng xuống (từBTS đến trạm di động ).

Nh vậy ta thấy dải tần số của mạng GSM là có hạn Muốn tăng dung ợng trong mạng này hay nói cách khác là mở rộng dung lợng trong mạng taphải có các giải pháp thích hợp và thực tế Để đảm bảo sao cho phù hợp với tìnhthực tiễn , đảm bảo về mặt kỹ thuật , chất lợng thông tin đạt đợc hiệu quả sửdung cao nhất với băng tần đợc cấp phát Điều này trở thành một yếu tố quantrọng ảnh hởng đến giá thành dịch vụ

l-2-8 Các mức công suất phát.

Các mức công suất phát đợc cho ở bảng sau:

 Bảng 2.3: Các mức công suất ở hệ thống GSMLoại công suất Công suất phát cực đại của

một trạm di động (dBm) Công suất phát cực đạicủa BTS (dBm)

2-9 Tỷ số sóng mang trên nhiễu C/I.

C/I là tỷ số giữa công suất sóng mang của tín hiệu hữu ích và nhiễu đồngkênh (cùng kênh ).

C/I = 10lg(Pc/PA) dB

ở GSM để đảm bảo hoạt dộng bình thờng của thiết bị vô tuyến tỷ số nàythấp nhất phải bằng 9 dB nếu có các biện pháp nhảy tần và phát không liên tục ,nếu không nó phải bằng 12 dB Tỷ số này phụ thuộc vào khoảng cách tái sửdụng tần số mà ta đã xét ở trên Nh vậy một hệ thông GSM với các cụm cókích cỡ 3 hoặc 4 ô vẫn hoạt động nếu có thêm các kỹ thuật giản nhiễu nh điềukiển công suất động , phát không liên tục và nhảy tần.

 Tỷ số sóng mang trên nhiễu kênh lân cận C/A.

C/A là tỷ số sóng mang trên nhiễu lân cận : C/A = 10lg(Pc/PA) dB

GSM đòi hỏi ngỡng của tỷ số này phải bằng – Dịch vụ9dB, tuy nhiên trong thựctế các nhà khai thác nên sử dụng tỷ số ngỡng là 3dB

 Tỷ số sóng mang trên phản xạ C/R.

Đây là tỷ số giữa sóng đi thẳng và sóng phản xạ:

C/R = 10lg(Pc/Pr ) Đối với GSM khuyến nghị nên sử dụng ngỡng là 9 dBtốt hơn.

2-10 Tính toán kích cỡ kênh.

 Tính toán kích cỡ kênh SDCCH.

Vì ở kênh SDCCH dễ sảy ra ứ nghẽn dẫn đến máy di động không thể thâmnhập mạng trong quá trình thiết lập cuộc gọi , nên sác suất chặn đối với kênhnày phải nhỏ hơn nhiều so với kênh lu lợng hay nói một cách khác GoS phải tốthơn.

Chẳng hạn :

* Đối với cấu hình SDCCH/8, GoS phải tốt hơn so với TCH từ 3 đến 5 lần.

* Đối với cấu hình SDCCH/4, GoS phải tốt hơn so với TCH hai lần , thời gian chiếmgiữ kênh SDCCH phụ thuộc vào hoạt động sảy ra ở kênh này Trong thời gian điểnhình đợc cho ở bảng dới đây:

Hoạt động

Thiết lập cuộc gọi Cập nhập vị trí (tự động)Cập nhập vị trí (định kỳ)Nhập IMSI

Rời bỏ IMSIBản tin SMS

Các dịch vụ bổ sung

Thời gian giữ trung bình

Thí dụ : về tổng thời gian chiếm dụng kênh này trong giờ cao điểm đợc cho ởbảng dới đây:

Hoạt động của

thuê bao Các thuêbao tíchcực

Số hoạt độngtrên một thuê

Thời giancho mộthoạt động

Tổng thời gian(s)

Cập nhật vị trí(tự động)

Cập nhật vị trí (định kỳ)

Vì vậy : Lu lợng giờ cao điểm / thuê bao = 16,5/3600 = 4,58 mErl

Ngoài các hoạt động nói trên , SDCCH còn đợc sử dụng để phát quảngbá tin tức trong một ô , hoạt động này có thể chiếm riêng một kênh SDCCH.

Để minh hoạ ta xét thí dụ sau: Giả sử

* Hoạt động ở giờ cao điểm là 30mErl/thuê bao/kênh TCH* 5mErl/ thuê bao/ SDCCH

* GoS cho TCH là 3%* GoS cho SDCCH là 1%* Sử dụng 3 sóng mang

* Sử dụng cấu hình SDCCH/8 với BCH ở TS0 và SDCCH/8 ở TS1 trên sóngmang thứ nhất.

Từ cấu hình trên ta đợc số kênh TCH nh sau:

(3x8) – Dịch vụ 2 = 22 kênh TCH/ô Tra bảng Erlang B đợc : A cho TCH = 15,782 Erltơng ứng với số thuê bao có thể phục vụ là: 15,782/0,03 = 526

Số kênh SDCCH là 8 nên bảng Erlang B ta đợc : A cho SDCCH = 3,129 Erl ơng ứng với số thuê bao là : 3,129/0,005 = 626 Vậy có thể dự trữ cho tơng lailà (626 – Dịch vụ 526) x 5mErl = 500mErl.

t-Kênh CCCH (t-Kênh CCCH) bao gồm các kênh sau:* Đờng xuống : PCH, AGCH.

* Đờng lên : RACCH.

ở cấu hình không kết hợp khung (CCCH_ CONF 0 ) trong một đa khungcó 9 khối CCCH với 4 cụm khối , còn ở cấu hình kết hợp đa khung(CCCH_CONF 1) có 3 khối khung CCCH với bốn cụm mỗi khối Mỗi bản tintìm gọi hay cho phép thâm nhập đợc truyền trên một khối bốn cụm Trình tự utiên các bản tin này nh sau:

Ưu tiên cao nhất: Các bản tin tìm gọi (PCH)

Ưu tiên thứ hai : Các bản tin ấn định tức thì (AGCH)Ưu tiên thấp nhất: Các bản tin từ chối ấn định (AGCH)

Ngoài ra cũng có thể dành riêng một số khối cho phép thâm nhập để tìm gọikhông độc chiếm CCCH khi lu lợng tìm gọi quá lớn ở cấu hình không kết hợpcó thể dành 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 khối , còn ở cấu hình kết hợp có thể dành 0,1,2,3khối Để tăng dung lợng CCCH có thể sử dụng thêm các khe 2,4,6 ở kênh tầnsố sóng mang BCCH.

Tồn tại ba kiểu bản tin tìm gọi :

* Kiểu 1: Có thể tìm hai MS bằng IMSI hoặc TMSI.

* Kiểu 2: Có thể tìm 3 MS với một theo ISMI và hai theo TMSI * Kiểu 3 : Có thể tìm 4 MS chỉ bằng TMSI

Các bản tin tìm gọi cho từng trạm di động đợc giử đến BSS để lu giữ đểđợc bản tin đầy đủ (kiểu 1,2,3) trong khoảng định thời có thể thay đổi bằng lậpcấu hình Sau đó đợc phát quảng bá trong LA.

Thí dụ sau sẽ minh hoạ PCH Giả sử:

* Sử dụng cấu hình không kết hợp đa khung ( CCCH_CONF 0) với CCCH đợctruyền ở TS0.

* Một khối CCCH đợc dành riêng cho phép thậm nhập * Bản tin tìm gọi kiểu 1.

Ta tính dung lợng của PCH.

Số bản tin tìm gọi cực đại trên một đa khung là : 9 – Dịch vụ 1 = 8 Vậy số MS có thểtìm : 8 x 2 = 16 Một đa khung 51 khung có độ lâu là ≈ 235 ms , vậy dung l-ợng tìm gọi là: 16 x 1/0,235 = 68 MS/s.

 Tính toán kích cỡ kênh CCCH.

Để tính toán cỡ kênh CCCH trớc hết ta cần tính riêng cho PCH và AGCHsau đó kết hợp chung cả hai yêu cầu.

 Tính toán yêu cầu PCH

Tính toán đợc thực hiện cho toàn bộ LA Các thông số cần là: Dự báo lulợng giờ cao điểm , số tìm gọi /cuộc gọi , kiểu bản tin tìm gọi và dự trữ Đểminh hoạ ta xét thí dụ sau Giả sử.

* LA phục vụ cho 40.000 thuê bao (LA với tổng dung lợng 1000Erl và mỗithuê bao sử dụng 25Erl ), số dự báo là 30% thuê bao nhận đợc một cuộc gọitrong một giờ.

* Trung bình 2 bản tin tìm gọi trên một cuộc gọi * Sử dụng bản tin tìm gọi 1.

* Dự trữ 20%

Từ dữ liệu trên ,tổng số bản tin tìm gọi trong một giờ cao điểm là: 40.000x 0,3 x 2 = 12.000 bản tin/ giờ Với 20% dự trữ thì cần phát : 1,2 x 12.000 =14.400 bản tin/giờ, tơng đơng với 14.4000/3600 = 4 bản tin / s Cấu hình 0 chophép truyền 9 bản tin (chín khối) trong 235 ms (một đa khung) thừa đảm bảocho trờng hợp đợc xét.

Tổng quát ta có công thức sau để xác định yêu cầu kênh tìm gọi:

Yêu cầu kênh tìm gọi tính =(Số cuộc gọi x MT x PF x M )theo số khối / đa khung(PMF x 3600 x 4,25 )

Số cuộc gọi : Số dự báo các cuộc gọi ở LA trong giờ cao điểmMT : Tỷ lệ các cuộc gọi kết cuối ở MS (30% chẳng hạn)PF : Thừa số xác định số bản tin trên cuộc gọi

* Ô có dung lợng là 25 Erl

* Thời gian giữ trung bình là 90s

* Tỷ lệ hoạt động khác so với gọi là : 2 đối với cập nhật vị trí, 0,1 đối với SMS,0,2 đối với dịch vụ bổ sung , 0,2 đối với nhập IMSI và 0,1 đối với rời bỏ IMSI.

Từ dữ liệu trên ta thấy Lu lợng cho một cuộc gọi là : 90/3600 = 0,025Erl và mức độ tìm gọi cực đại trong giờ cao điểm là : 25/0,025 = 1000 cuộcgọi / giờ Vì thế:

Số cập nhật vị trí trong giờ cao điểm : 1000 x 2 = 2000

Các dịch vụ bổ sung trong giờ cao điểm: 1000 x 0,2 = 200Nhập IMSI trong giờ cao điểm : 1000 x 0,2 = 200Rời bỏ IMSI trong giờ cao điểm : 1000 x 0,1 = 100

Nếu cộng thêm với 1000 cuộc gọi và 20% dự trữ ta đợc : (2600+1000) x 1,2 =4230 sự kiện đòi hỏi truyền dẫn các bản tin ấn định tức thì trên AGCH tronggiờ cao điểm , tơng ứng với 4320/ 3600 = 1,2 bản tin/ s Một khối AGCH cóthể truyền đợc hai bản tin ấn định tức thì nên yêu cầu sẽ là: 1,2/2 = 0,6 khối