Tổng quan về mạng thông tin di động GSM Và hệ thống báo hiệu số 7

Tài liệu tham khảo chuyên ngành viễn thông Tổng quan về mạng thông tin di động GSM Và hệ thống báo hiệu số 7

Bộ giáo dục & đào tạo

Trờng đại học bách khoa hà nộiKhoa điện tử - viễn thông

Đồ án tốt nghiệp

Đề tài:

- Tổng quan về mạng thông tin di động GSM- Hệ thống báo hiệu số 7

Lời nói đầu

Đễ mỡ đầu cho việc tìm hiểu về mạng thông tin di động, trong những năm gần đây, Công nghệ thông tin đang đóng vai trò quan trọng đẩy nền kinh tế phát triển Việc ứng dụng thông tin kết hợp với sự phát triển của công nghệ Điện tử - Tin học đã cho phép tạo ra các loại hình thông tin ngày càng phong phú, đa dạng và hiện đại hơn.

Cùng với sự phát triển nh vủ bảo của mạng Viễn thông Quốc Tế, nghành Bu chínhviễn thông cũng nh công nghệ thông tin của Việt Nam đã thâm nhập vào tất cả các lĩnh

1

vực Nó đã đạt đợc những kết quả quan trọng trong công việc hiện đại hoá mạng Viễnthông quốc gia.

Đễ nhằm nâng cao hiểu biết về công nghệ thông tin trong lĩnh vực mạng Viễn

thông Em đã tìm hiểu và chọn đề tài "Thông tin di động GSM ".Ngày nay GSM

(Global System for Mobile communication- hệ thống thông tin toàn cầu) với những uđiểm nổi bật nh: dung lợng lớn, chất lợng kết nối tốt, tính bảo mật cao…đã có một chổđã có một chổđứng vững chắc trên thị trờng Viễn thông Viềt Nam.Trong thời gian thực tập và làm đồán tốt nghiệp dới sự hớng dẫn của các thầy cô giáo và sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo

hớng dẫn tốt nghiệp thầy Đỗ Trọng Tuấn, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với nội

dung chính nh sau:

- Tổng quan về mạng thông tin di động GSM.- Hệ thống báo hiệu số 7 (CCS.7).

Với thời gian và trình độ có hạn, nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót và nhợc điễm, em rất mong đợc sự chỉ dẫn và góp ý của thầy cô và các bạn.

Cuối cùng cho phép em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy

cô, đặc biệt là tới thầy giáo hớng dẫn tốt nghiệp Đỗ Trọng Tuấn nguời đã hớng dẫn

em hoàn thành đồ án này.

MụC LụC

Phần I: Tổng quan về mạng thông tin di động GSMChơng I: Giới thiệu mạng thông tin di động

2.2.4 Trung tâm khai thác và bảo dỡng OMC 18

2.3.1 Các giao diện nội bộ mạng 19

2.3.2 Các giao diện ngoại vi 25

2.4 Các loại hình dịch vụ trong mạng GSM 26

2.4.1 Dich vụ điện thoại 26

2.4.2 dich vụ số liệu 27

Chơng iii: các số nhận dạng trong mạng GSM 28

3.1 số nhân dạng ISDN máy máy di động MSISDN 28

3.2 Nhận dạng thê bao di động quốc tế IMSI 29

3.3 Số chuyển vùng của thuê bao di động MSRN 29

3.4 Số nhận dạng thuê bao di động tạm thời TMSI 30

3.5 Số nhận dạng thiết bị máy di động quốc tế IMEI 30

3.6.Nhận dạng vùng định vị LAI 31

3.7 Nhận dạng ô toàn cầu CGI 32

3.8 Mã nhận dạng trạm gốc BSIC 32

3.9 Số nhận dạng thuê bao cục bộ LMSI 33

3.10 Số chuyển giao HON 33

Chơng iv: truyền sóng trong thông tin di động Gsm 34

4.1 Suy hao đờng truyền và pha đinh 34

4.2 Các phơng pháp phòng ngừa suy hao truyền dẫn do pha đinh 35

4.2.1 Phân tập anten. 35

4.2.2 Nhảy tần 35

4.2.3.Mã hoá kênh. 36

4.2.4 Ghép xen. 37

4.3 Cấu trúc khung TDMA 38

4.4 ứng dụng báo hiệu số 7 39

4.5 Quá trình cuộc gọi và chuyển giao 40

4.5.1 Một số trạng thái của trạm di động MS 40

4.5.2 Nhận thực và mật mã: 42

4.5.3 Nhận dạng ME: 43

4.5.4 Quá trình chuyển giao: 44

4.5.5 Quá trình cuộc gọi. 45

4.5.5.1 Cuộc gọi từ MS vào PSTN 46

4.5.5.2 Cuộc gọi từ thuê bao cố định đến MS 47

4.5.5.3 Giải phóng cuộc gọi 49

Phần hai : Hệ THốNG BáO HIệU Số 7 (CCS.7) 50 CHƯƠNG: I TổNG QUAN CHUNG Về MạNG BáO HIệU1.1.GiƠí thiệu: 50

1.1.1.Báo hiệu đờng dây thuê bao. 51

1.1.2.Báo hiệu tổng đài 51

1.2.Các chức năng của báo hiệu 51

2.1 Hệ thống báo hiệu R - 2 52

2.2 Báo hiệu đờng 53

2.3 Báo hiệu thanh ghi 53

2.4.Nguyên lý truyền báo hiệu 53

3.1 Hệ thống báo hiệu số 7 CCS 7:(Common Channel Signalling Number7) 54

3.2 Vai trò của hệ thống báo hiệu số 7 (CCS7) 55

3.3 Cấu trúc mạng báo hiệu số 7 56

3.3.1 Điểm chuyển mạch dịch vụ SSP (Service Switching Point) 57

3.3.2 Điểm chuyển tiếp báo hiệu STP (Signalling Transfer Point) 58

3.3.3 Điểm điều khiển dịch vụ SCP (Service Control Point). 60

3.3.4 Các kiểu báo hiệu trong CCS7 60

3.3.5 Các đờng báo hiệu. 61

3.4 Sự tơng ứng giữa CCS7 và mô hình OSI 64

3

3.5 Cấu trúc phần truyền tải bản tin MTP 653.6.1 Các chức năng đờng truyền số liệu báo hiệu MTP - 1: 663.6.2 Các chức năng đừơng truyền báo hiệu MTP - 2: 673.6.3 Các chức năng đờng truyền mạng báo hiệu lớp 3 MTP - 3 713.7 Phần điều khiển và nối thông báo hiệu - SCCP 75

3.8 Phần ứng dụng các khả năng giao dịch TCAP 77

3.11 Phần ngời sử dụng mạng số liên kết đa dịch vụ ISUP. 80Chơng II: báo hiệu trong GSM 812.1 ứng dụng báo hiệu số 7 trong GSM 81

2.3 Phần ứng dụng hệ thống trạm di động BSSAP 83

2.3.3 Các bản tin điều khiển đấu nối chế độ mạch điện. 85

2.6 Báo hiệu giữa BSC và MSC (Giao diện A) 89BảNG TRA CứU CáC CụM Từ VIếT TắT 91

CHơNG II : tổng quan Hệ THốNG GSM.2.1 Cấu trúc mạng.

HLRSS ISDN

PSPDN PLMN

Hệ thống chuyểNmạch

VLR

AUC

OMC : Hệ thống khai thác và bảo dỡng SS : Hệ thống chuyển mạch AUC : Trung tâm nhận thực VLR : Bộ ghi định vị tạm trú HLR :Bộ ghi định vị thờng trú thiết bị EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị MSC :Tổng đài di động BTS : Đài vô tuyến gốc

Sự lựa chọn thực hiện đối với các nhà sản xuất có thể khác nhau nhng đều phảitạo ra mạch tổ hợp theo một giao tiếp chuẩn để MS có thể truy cập đến tất cả cácmạng MS thực hiện chức năng:

- Hiển thị số bị gọi.- Chọn mạng PLMN.

- Hiển thị và xác nhận các thông tin nhắn.

MSCSPDN

Hình 2.1- Cấu trúc chung của hệ thống GSM

BSC

BTSTRAU

 Máy di động MS gồm 2 thành phần:

- Thiết bị thu, phát, báo hiệu ME (mobile Equipment).

- Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR (Equipment Identity Register).

2.2.2.2 Thiết bị máy di động ME (mobile Equipment).

ME có bộ phận đầy đủ phần cứng cần thiết để phối hợp với giao diện vô tuyếnchung, cho phép MS có thể truy cập đến tất cả các mạng ME có số nhận dạng làIMEI (International mobile Equipment Identity) nhờ kiểm tra IMEI này mà MEbị mất cắp sẽ không đợc phục vụ

Thuê bao thờng chỉ tiếp xúc với ME mà thôi, có 3 loại ME chính:- Loại gắn trên xe (lắp đặt trong xe, anten ngoài xe).

- Loại xách tay (Anten không đợc gắn trực tiếp trên thiết bị)- Loại cầm tay (Anten đợc gắn trực tiếp trên thiết bị).

Tuỳ theo công suất phát, ME có một số loại:

2.3.1 Các giao diện nội bộ mạng.

Hình 2.3.1 Hệ thống các giao diện của mạng GSM

MS

OMCC

Ngoại vi

Ngoại viD

AbitsA

2.3.1.1 Giao diện vô tuyến Um (MS – BTS). BTS).

Giao diện vô tuyến là giao diện giữ BTS và thiết bị thuê bao di động MS Đâylà giao diện quan trọng nhất của GSM, đồng thời nó quyết định lớn nhất đến chấtlợng dịch vụ.

Trong GSM, giao thức vô tuyến sử dụng phơng thức phân kênh theo thời gian vàphân kênh theo tần số: TDMA, FDMA, GSM sử dụng băng tần 900MHz và 1800MHz.ở đây ta xét GSM900.

Mỗi kênh đợc đặc trng bởi một tần số sóng mang gọi là kênh tần số RFCHcho mỗi hứơng thu phát, các tần số này cách nhau 200KHz Tại mỗi tần số,TDMA lại chia thành 8 khe thời gian hay 8 khe thời gian đợc truyền bởi mộtsóng mạng Trong tơng lai khi ứng dụng GSM pha 2 hay tốc độ “Half-rate”

Trong đó: CC : Mã nớc (Contry Code).

NDC : Mã nơi nhận quốc gia (National Destination Code) SN : Số thuê bao (Subcriber Number).

Mỗi NDC đợc ấn định cho từng mạng di động GSM Trong một số quốc giacó thể có nhiều hơn một cho mỗi mạng GSM.

MSISDN = CC + NDC + SN

Số ISDN máy di động quốc tế có chiều dài thay đổi tuỳ vào mỗi quốc gia,chiều dài cực đại là 15 số.

ơ Việt Nam, số thuê bao di động của GSM đợc cấu tạo nh sau:Hà Nội MSISDN = 84 + 090xx + xxxxx

TPHCM MSISDN =84 + 090xx + xxxxxĐà Nẵng MSISDN =84 + 09xx + xxxxxTrong đó: xxxxx là số nhận dạng thuê bao.

3.2 Nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI (International Mobile

Subcriber Identity).

Để nhận dạng chính xác thuê bao trên đờng truyền vô tuyến cũng nh quamạng GSM PLMN, một số nhận dạng cụ thể đợc ấn định cho một số thuê bao, sốnày đợc gọi là IMSI và đợc sử dụng cho toàn bộ báo hiệu trong mạng GSM Sốnày đợc lu giữ ở trong SIM, cả trong HLR (Home Location Register) đăng ký hệthống và trong VLR (Visitor Location Register) mođun nhận dạng thuê bao đăngký tạm thời IMSI gồm 3 phần:

Hình 3.2 Cấu trúc IMSI

IMSI = MCC + MNC + MSIN

Trong đó: MCC: Mã nớc có mạng GSM (Mobile Contry Code), 3 số.

MNC: Mã mạng di động (Mobile network Code), 2 số.

MSIN:Số nhận dạng máy di động (Mobile Station Identification Number)tôi đa 11 số.

IMSI: Là thông số nhận dạng duy nhất một thuê bao di động thuộc mạngGSM Theo khuyến nghị GSM, IMSI có độ dài cực đại 15 chữ số

3.3 Số chuyển vùng của thuê bao di động MSRN (Mobile Station Roaming

Khi chuyển vùng HLR biết thuê bao di động thuộc vùng phục vụMSC/VLR nào rồi Để cung cấp số tạm thời cho việc định tuyến thì HLR yêu

IMSI = MCC + MNC + MSINMSINMNC

3 số 2số Tối đa 11 số

Chơng II: báo hiệu trong GSM.

2.1 ứng dụng báo hiệu số 7 trong GSM.

Mạng thông tin di động GSM sử dụng mạng báo hiệu số 7 và cải tiến của nó.Nên các giao thức trong mạng báo hiệu GSM đợc dựa trên mô hình 7 lớp củaOSI Sự tơng ứng này đợc thể hiện trong hình sau:

Hình 2.1 Mô hình báo hiệu GSM sắp xép theo OSI 7 lớp.

Các ký hiệu:

CC : Quản lý nối thông (Connection Management)MM: Quản lý di động ( Mobility Management).

RR : Quản lý tiềm năng vô tuyến ( Radio Resource Management).

LAPD: Các thủ tục thâm nhập đờng truyền ở kênh Dm ( Link AccessProcedures on D- Channel).

LAPD: Các thủ tục thâm nhập đờng truyền ở kênh D BSTM: Quản lý trạm gốc ( BTS Management).

Phần I: Tổng quan về mạng thông tin di động GSMChơng I: Giới thiệu mạng thông tin di động

Báo hiệuLớp 1

Báo hiệuLớp 1

LAPD

Báo hiệuLớp 1

LAPD

Báo hiệu

Lớp 1 MTPlớp1MTPlớp1MTPlớp1

RR BTSMBTSMSCCP

RR BSSAP

Lớp7

Lớp4-6 Lớp3

Lớp1 Lớp2

Lớp1 Lớp2 Lớp3

BTS MS

sóng vô tuyến là một hiện tợng bức xạ điện từ Từ đó ơc mơ lớn lao của con ngờivề một điều kỳ diệu trong thông tin liên lạc không dây có cơ sở để trở thành hiệnthực.

Trải qua thời kỳ phát triển lâu dài, tới nay viêc thông tin liên lạc giữa các đốitợng với nhau bằng sóng vô tuyến đã đợc ứng dụng rộng rãi Với kỹ thuật liên lạcnày, mọi đối tợng thông tin đều có khả năng liên lạc đợc với nhau ở bất cứ điềukiện hoàn cảnh, địa hình hay bất cứ điều kiện khách quan nào Trên cơ sở nhữngu điểm của kỹ thuật liên lạc không dây mà kỹ thuật thông tin ra đời Cùng với sựphát triển ngày càng cao của công nghệ điện tử và thông tin, mạng thông tin diđộng ngày càng phổ biến, giá cả phải chăng, độ tin cậy ngày càng cao.

Thế hệ thứ nhất: Xuất hiện sau năm 1946, Với kỹ thuật FM (điều chế tần số) ở

băng sóng 150 MHz, AT  T đợc cấp giấy phép cho điện thoại di động thực sự ởSt.Louis Năm 1948 một hệ thống đện thoại hoàn toàn tự động đầu tiên ra đời ởRichmond, Indiane Là thế hệ thông tin di động tơng tự sử dụng công nghệ truycập phân chia theo tần số (TDMA) Tuy nhiên, hệ thống này không đáp ứng đợcnhu cầu ngày càng tăng trớc hết về dung lợng Mặt khác các tiêu chuẩn hệ thốngkhông tơng thích nhau làm cho sự chuyển giao không đủ rộng nh mong muốn (rangoài quốc tế) Những vấn đề này đặt ra cho thế hệ thứ hai thông tin di độngcellular phải giải quyết.

Thế hệ thứ hai: Cùng với sự phát triển của Microprocssor đã mở cửa cho một

hệ thống phức tạp hơn Thay cho mô hình quảng bá với máy phát công suất lớnvà anten cao là những cell có diện tích bé và công suất phát nhỏ hơn, đáp ứng đ -ợc nhu cầu ngày càng tăng về dung lợng Hệ thống sử dụng công nghệ đa truynhập phân chia theo thời gian (TDMA) và phân chia theo mã (CDMA) mà đặctrng là mạng GSM, EGSM, DS -1800.

Thế hệ thứ ba: Bắt đầu những năm sau của thập kỷ 90 là kỹ thuật

CDMA&TDMA cải tiến, đáp ứng đợc việc tăng tốc tốc độ truền và các dịch vụtrong mạng.

- Nếu thiết kế một mạng lớn phục vụ cho toàn Châu Âu thì khó thực hiện đợc vìvốn đầu t quá lớn.

Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu phạm vi sử dụng điện thoại di động đợc rộng rãitrên nhiều nớc, cần phải có hệ thống chung Tháng 12-1982, nhóm đặc biệt choGSM ( Global System for Mobile Communication ) là thông tin di động toàn cầuđợc hội bu chính và viễn thông Châu Âu CEPT (Confrence European Postal AndTelecommunication Administration) tổ chức, đồng nhất hệ thống thông tin diđộng cho Châu Âu lấy dải tần 900MHz Cho đến năm 1989, nhóm đặc biệt GSMnày đã trở thành một uỷ ban đặc biệt của viện tiêu chuẩn viễn thông Châu ÂuETSI (European Telecommunication standart Instute) và các khuyến nghị GSM900MHz ra đời.

GSM là tiêu chuẩn cho mạng thông tin di động mặt đất công cộng PLMN(Public Land Mobil Network), với dải tần làm việc (890-960)MHz Đây là mộttiêu chuẩn chung, điều đó có nghĩa là các thuê bao di động có thể sử dụng máyđiện thoại của mình trên toàn châu âu.

Giai đoạn một của tiêu chuẩn GSM đợc ETSI hoàn thành vào năm 1990 Nóliên quan tới các dịch vụ thông tin cơ bản (thoại, số liệu) và tốc độ thông tin “Toàn tốc”, tín hiệu thoại tơng tự đã đợc mã hoá với tốc độ 13 kb/s.

Giai đoạn hai đợc hoàn thành vào năm 1994 Nó liên quan đến các dịch vụviễn thông bổ sung vào tốc độ thông tin “ Bán tốc - Half rate” tín hiệu thoại tơngtự đợc mã hoá với tốc độ 6,5 kb/s.

 Các chỉ tiêu phục vụ :

- Hệ thống đợc thiết kế sao cho thuê bao di động có thể hoạt động ở tất cả cácnớc có mạng GSM.

- Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất cho cácloại dịch vụ khác liên quan tới mạng đa dịch vụ ISDN.

- Tạo một hệ thống có thể hoạt động cho các thuê bao trên tàu viễn dơng nhmột mạng mở rộng của các dịch vụ di động mặt đất.

- Phải có chất lợng phục vụ ít nhất là tơng đơng với các hệ thống tơng tự đanghoạt động.

- Hệ thống có khả năng mật mã thông tin ngời sử dụng để tránh sự can thiệptrái phép.

- Kế hoạch đánh số dựa trên khuyến nghị của CCITT.

- Hệ thống phải cho phép cấu trúc và tỷ lệ tính cớc khác nhau khi đợc dùng ởcác mạng khác nhau.

11

- Dùng hệ thông báo hiệu đợc tiêu chuẩn hoá quốc tế Nếu MS di chuyển sangvùng định vị mới thì nó phải thông báo cho PLMN về vùng đinh vị mới mànó đang ở đó Khi có cuộc gọi đến MS thì thông báo gọi sẽ đợc phát trongvùng định vị mà MS đang ở đó

1.3 Hệ thống tổ ong

1.3.1 Cấu trúc mạng GSM.

Mạng tổ ong GSM đợc cấu trúc từ những đơn vị nhỏ nhất là ô (cell) Trên sơđồ địa lý qui hoạch mạng, cell có dạng tổ ong hình lục giác Trong mỗi cell cómột đài vô tuyến gốc BTS (Base Transceiver Station) BTS liên lạc vô tuyến vớitất cả các máy thuê bao di đông MS (Mobile Station) có mặt trong cell Dạng cellđợc minh họa nh sau:

Hình 1.3.1 Khái niệm về biên giới của cellular

Sáu BTS bao quanh tạo thành các đờng biên hình lục giác đều, biểu thị vùngphủ sóng của một cell Khi MS di chuyển ra khỏi vùng đó, nó phải đợc chuyểngiao để làm việc với BTS của một cell khác Đặc điểm của cellular là việc sửdụng lại tần số và kích thớc của mỗi cell khá nhỏ.

Khoảng cách cell sử dụng Lại tần số

G

Hình 1.3.a Khái niệm về biên giới của cellular

Kích thớc của cell tuỳ thuộc vào số thuê bao trong vùng và cấu trúc địa lý củatừng vùng Do sự tăng trởng lu lợng không ngừng trong một cell nào đó dẫn đếnchất lợng giảm sút quá mức Để khắc phục hiện tợng này ngời ta tiến hành việcchia tách cell xét thành các cell nhỏ hơn Với chúng ngời ta dùng công suất phátnhỏ hơn và mẫu sử dụng lại tần số đợc dùng ở tỷ lệ xích nhỏ hơn.

Hình 1.3.b Tăng dung lợng hệ thống bằng cách chia cell.

Thông thờng, các cuộc gọi có thể kết thúc trong một cell Với hệ thống thộngtin di động cellular phải có khả năng điều khiển và chuyển mạch để cuộc gọi từcell này sang cell khác mà không làm ảnh hởng đến cuộc gọi Điều này làm chomạng di động có cấu trúc khác biệt với các mạng cố định.

Mạng thông tin di động số cellular thực chất là mạng mặt đất công cộngPLMN (Public Land Mobile Network) PLMN cung cấp cho các thuê bao khảnăng truy cập vào mạng thông tin di động toàn cầu từ MS đến MS Do đặc tính diđộng cửa MS, mạng phải theo dõi MS liên tục để xác định MS hiện đang ở trongcell nào Điều này đợc thực hiện bởi khái niệm vùng định vị LA (Location Area).Vùng định vị là một nhóm cell liên thông nhỏ hơn toàn bộ lãnh thổ mà PLMNquản lý Khi MS di chuyển từ cell này sang cell khác trong cùng một vùng địnhvị thì MS không cần thông báo cho PLMN về vị trí hiện thời của mình.

13

1.3.2 Cấu trúc địa lý mạng

Mọi mạng điện thoại cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọivào tổng đài cần thiết và cuối cùng đến các thuê bao bị gọi ở một mạng di độngcấu trúc này rất quan trọng do tính lu thông của các thuê bao trong mạng.

Hình.1.3.2 Hệ thống các vùng phủ sóng GSM

*Vùng mạng:Tổng đài vô tuyến cổng (GMSC) điều khiển các đờng

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

* Vùng phục vụ MSC/VLR:

Vùng MSC là một bộ phận của mạng đợc một MSC quản lý Để địnhtuyến một cuộc gọi đến một thuê bao di động, đờng truyền qua mạng sẽ nốiđến MSC ở vùng phục vụ MSC nơi thuê bao đang ở Một vùng mạngGSM/PLMN đợc chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR.

* 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 ởđó thông báo tìm gọi sẽ đợc phát quảng bá để tìm một thuê bao di động bị gọi.

Vùng phục vụ GSM(Các nớc thành viên)Vùng phục vụ PLMN (Các vùng trong nớc)

Vùng phục vụ MSCVùng phục vụ LA

Vùng định vị có thể có một sô ô và phụ thuộc vào một hay vài BSC nhng nóchỉ phụ thuộc một MSC/VLR Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằngcách sử 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

* Ô (Cell):

Vùng định vị đợc chia thành một số ô, là một vùng bao phủ vô tuyến đợcnhận dạng bằng nhận dạng ô toàn cầu (CGI - Cell Global Identity).

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

CHơNG II : tổng quan Hệ THốNG GSM.2.1 Cấu trúc mạng.

MSSS

ISDN

PSPDNCSPDN

PSTN PLMN

MSC

OMC

Hệ thống chuyểNmạch

Hệ thống trạm gốc

Kết nối cuộc gọi và truyền dẫn tin tứcTruyền dẫn tin tức

OMC : Hệ thống khai thác và bảo dỡng SS : Hệ thống chuyển mạch AUC : Trung tâm nhận thực VLR : Bộ ghi định vị tạm trú

HLR :Bộ ghi định vị thờng trú thiết bị EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị MSC :Tổng đài di động

BTS : Đài vô tuyến gốc BSS : Hệ thống trạm gốcMS : Máy di động

BSC :Đài điều khiển trạm gốc ISDN: Mạng số liên kết đa dịch vụPSPDN : Mạng chuyển mạch gói CSPDN : Mạng chuyển mạch Số công

Sự lựa chọn thực hiện đối với các nhà sản xuất có thể khác nhau nhng đều phảitạo ra mạch tổ hợp theo một giao tiếp chuẩn để MS có thể truy cập đến tất cả cácmạng MS thực hiện chức năng:

- Hiển thị số bị gọi.- Chọn mạng PLMN.

- Hiển thị và xác nhận các thông tin nhắn. Máy di động MS gồm 2 thành phần:

- Thiết bị thu, phát, báo hiệu ME (mobile Equipment).

- Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR (Equipment Identity Register).

2.2.2.2 Thiết bị máy di động ME (mobile Equipment).

ME có bộ phận đầy đủ phần cứng cần thiết để phối hợp với giao diện vô tuyếnchung, cho phép MS có thể truy cập đến tất cả các mạng ME có số nhận dạng là

Hình 2.1- Cấu trúc chung của hệ thống GSM

IMEI (International mobile Equipment Identity) nhờ kiểm tra IMEI này mà MEbị mất cắp sẽ không đợc phục vụ

Thuê bao thờng chỉ tiếp xúc với ME mà thôi, có 3 loại ME chính:- Loại gắn trên xe (lắp đặt trong xe, anten ngoài xe).

- Loại xách tay (Anten không đợc gắn trực tiếp trên thiết bị)- Loại cầm tay (Anten đợc gắn trực tiếp trên thiết bị).

Tuỳ theo công suất phát, ME có một số loại:

Hình 2.2 Bảng phân loại các loại ME.

2.2.2 3 Modul nhận dạng thuê bao SIM (Subcriber Identity Module).

SIM là một cái khoá cho phép MS đợc dùng Nhng đó là cái khoá vạn năng.Dùng để nhận dạng thuê bao và tin tức về dịch vụ mà thuê bao đăng ký Số nhậndạng thuê bao di động quốc tế IMSI là duy nhất và trong suốt quá trình ng ờidùng GSM thiết lập đờng truyền và tính cớc dựa vào IMSI.

SIM cũng có phần cứng, phần mềm cần thiết với bộ nhớ lu trữ 2 loại tin tức:Tin tức có thể đọc hoặc thay đổi bởi ngời dùng và tin tức không thể và không cầncho ngời sử dụng biết Các thông số trong SIM đợc bảo vệ, Ki không thể đọc,IMSI không thể sửa đổi Một số thông số khác trong SIM cần đợc cập nhật : LAI.SIM đợc thiết kế để không thể làm giả Ngời dùng có thể sử dụng mật khẩuriêng PIN (personal Identity Namber) để phòng ngời khác dùng SIM phi pháp.Ngoài ra SIM còn chứa thông tin tính cớc và thực hiện thuật toán nhận thực.

SIM : Module nhận dạng thuê bao chứa một số thông tin nh :

- Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI (International Mobile SubcriberIdentity) Để nhận dạng thuê bao đợc truyền khi khởi tạo IMSI không thể sửađổi

17

- Số nhận dạng thuê bao di động tạm thời TMSI (Temporary Mobile subcriberIdentity) Quản lý việc thay đổi TMSI để thuê bao không bị theo dõi ở giaodiện vô tuyến.

- Số nhận dạng vùng định vị LAI (Location Area Identity).

- Khoá nhận thực thuê bao Ki Để nhận thực SIM card Ki không thể đọc đợc - Số điện thoại của thuê bao di động MSISDN (Mobile Station ISDN)

MSISDN = Mã quốc gia + Mã vùng + Mã thuê bao.- Các thông số của SIM đợc bảo vệ.

2.2.2 Hệ thống trạm gốc BSS (Base Station System).

BSS thực hiện giám sát các đờng ghép nối vô tuyến, thực hiện đấu nối các MSvới tổng đài và nhờ vậy đấu nối những ngời dùng trạm di động với ngời dùngviễn thông khác.

- Phân hệ điều khiển trạm gốc BSC.

- Bộ chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU.

- Hệ thống chuyển mạch mạng NSS (Network Switching System)

Các phần này đợc liên kết với nhau và đợc nối với MSC qua đờng truyền2Mbp.

TRAU NSS

Đờng truyền 2,048Mbpstheo chuẩn G703Chuyển đổi thoại

13Kbps -64KpbsThích ứng tốc độ số liệuĐiều khiển BTS

Khởi đầu các liên kết kênh

Điều khiển chuyển giao trong và giữa các BTS

2.2.2.1 Trạm thu phát vô tuyến BTS (Base Tranceiver Station).

Là thiết bị trung gian giữa mạng GSM và máy di động MS, BTS cung cấp cácchức năng thu, phát trao đổi thông tin với MS qua giao diện vô tuyến Một BTSphủ sóng cho một (hay một số) khu vực nhất định gọi là ô (cell) BTS có thể chứamột hay một số máy thu phát vô tuyến TRX (Tranceiver ) BTS thực hiện cácchức năng :

- Phát quảng bá thông tin hệ thống trên BCCH dới sự điều khiển của BSC.- Phát các thông tin tìm gọi trên CCCH.

- ấn định các kênh DCCH dới sự điều khiển của BSC.- Quản lý tín hiệu thu phát thông tin trên các kênh vật lý.- Mã hoá ghép kênh và giải mã.

- Điều khiển công suất.- Đo chất lợng.

- Bảo dỡng.

2.2.2.2 Bộ điều khiển trạm gốc BSC (Base Station Controller).

BSC đợc dùng để điều khiển các BTS Số lợng BTS này có thể khác nhau giữacác nhà sản xuất và có thể bị giới hạn bởi dung lợng, lu lợng của mỗi BTS hơn làcác nhân tố khác BSC chứa các chức năng chuyển mạch động và hoạt động nhmột điểm tập trung giữa mạng vô tuyến và MSC.

 BSC thực hiện các chức năng : Quản lý vô tuyến.

19 BSC

BTS

Sóng mang vô tuyến TX và RXSắp xếp kênh vật lý

Mã hoá kênhBảo mật kênh

Hình 2.2.2- Hệ thống trạm gốc BSS

- Quản lý vô tuyến chính là quản lý các ô và các kênh logic của chúng Các sốliệu quản lý nh : Lu lợng thông tin ở một ô, môi trờng vô tuyến, số lợngcuộc gọi bị mất, số lần chuyển giao thành công hay thất bại Đáp ứng số thuêbao ngày càng tăng BSC phải đợc thiết kế sao cho dễ dàng tổ chức lại cấuhình để có thể quản lý đợc số lợng kênh vô tuyến ngày càng tăng và tăng đợchiệu quả sử dụng của lu lợng vô tuyến cho phép.

- Quản lý trạm vô tuyến gốc: Trớc khi đa vào khai thác, BSC lập cấu hình củaBTS (Số máy thu phát TRX, tần số cho mỗi trạm) Nhờ việc quản lý này màBSC có sẵn một tập các kênh dành cho điều khiển và nối thông cuộc gọi.- Điều khiển nối thông cuộc gọi: BSC chịu trách nhiệm thiết lập và giải phóng

các đầu nối tới máy di động Trong quá trình gọi, sự đấu nối đợc BSC giámsát Cờng độ tín hiệu, chất lợng cuộc nối đo đợc ở máy di động và ở máy thuphát đợc đa tới BSC, dựa vào đó BSC quyết định công suất phát tốt nhất củatrạm di động (MS) và trạm thu phát (TRX) để giảm nhiễu và tăng chất lợngcuộc gọi BSC cũng điều khiển quá trình chuyển giao dựa vào các kết quả đođợc ở trên để chuyển giao MS sang ô khác, đạt chất lợng cuộc gọi tốt hơn.Trong trờng hợp chuyển giao sang ô của một BSC khác thì nó phải nhờ sựgiúp đỡ của MSC Bên cạnh đó, BSC có thể điều khiển chuyển giao giữa cáckênh trong một ô hoặc sang kênh ở ô khác trong trờng hợp ô này bị nghẽnnhiều.

- Quản lý mạng truyền dẫn: BSC có chức năng quản lý cấu hình các đờngtruyền dẫn tới MSC và BTS để đảm bảo chất lợng thông tin Trong trờng hợpxảy ra sự cố ở một tuyến nào đó thì BSC sẽ điều khiển chuyển mạch sangmột tuyến dự phòng.

- Nhà khai thác có thể từ trung tâm bảo dỡng (OMC) nạp phần mềm mới vàdữ liệu xuống BSC để thực hiện các chức năng khai thác và bảo dỡng hiểnthị cấu hình của BSC.

2.2.2.3 Bộ chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU ( Transcode Rate Adaption Unit)

Để đảm bảo bề rộng của dải tần, tiếng qua giao diện vô tuyến của GSM đợcmã hoá với tốc độ 13Kbps nhờ việc sử dụng bộ mã hoá dự đoán tuyến tính LPC(Linear Prediction Code)

Trong mạng GSM, MSC kết nối với tổng đài ISDN hoạt động trên các mạchtốc độ 64Kbs.

Bởi vậy cần phải có sự chuyển đổi giữa tốc độ 13Kbs (LPC) và tốc độ 64Kbs(PCM) trong mạng GSM giữa MS và MSC Việc chuyển đổi này thực hiện nhờbộ chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU Chức năng thích ứng tốc độ đápứng tốc độ truyền dữ liệu là 9,6Kbps và thấp hơn Sau đó nó đợc chuyển thànhtốc độ 64Kbps để truyền qua MSC Về nguyên tắc thì TRAU là một bộ phận củaBSS nhng thờng thì nó đặt ở xa BSC và đợc đặt cùng với MSC.

2.2.3 Hệ thống chuyển mạch SS (Switching System).

Hệ thống chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của GSMcũng nh các dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động của thuêbao Chức năng chính của SS là quản lý trao đổi thông tin giữa những ngời sửdụng mạng GSM với nhau và ngời dùng mạng viễn thông khác.

2.2.3.1 Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC (Mobile Servise SwitchingCenter).

MSC là một tổng đài thông thờng, nhiệm vụ chính của MSC là điều phối vàthiết lập cuộc gọi đến những ngời sử dụng mạng GSM Một mặt MSC giao tiếpvới BSS mặt khác giao tiếp với mạng ngoài đòi hỏi cổng thích ứng giao thức vớicác bộ định vị HLR, VLR để đảm bảo thông tin cho những ngời sử dụng mạng.MSC có giao diện với tất cả các phần tử thuộc mạng (VLR, HLR, AVC) và vớicác mạng khác PSTN, ISDN.

2.2.3.2 Bộ ghi định vị thờng trú HLR (Home Location Register)

Bộ ghi định vị thờng trú HLR là một cơ sở dữ liệu quan trọng ở GSM Nó lutrữ thông tin vĩmh cửu và thông tin tạm thời, nh định vị MS nhận dạng thuê bao,các dịch vụ số liệu tính cớc về thuê bao đăng ký trong mạng nh:

- Số hiệu nhận dạng thuê bao IMSI, MSISDN.- Các dịch vụ đợc quyền sử dụng của thuê bao.

- Số hiệu nhận dạng VLR hiện MS đang truyền về VLR đó.- Trạng thái của thuê bao đăng ký.

- Lu số nhận dạng chuyển giao MSRN (Mobile Subcriber Roaming Number).

2.2.3.3 Bộ ghi định vị tạm trú VLR (Visiter Location Regiter).

Bộ ghi định vị tạm trú đợc kết hợp trong phần cứng của MSC VLR lu giữ tạmthời số liệu thuê bao của các thuê bao hiện đang nằm trong vùng phục vụ củaMSC tơng ứng, đồng thời lu giữ về vị trí của các thuê bao nói trên ở mức độchính xác hơn HLR.

21

Khi MS di chuyển vào vùng quản lý của MSC thì thông tin định vị thuê bao ợc cập nhật vào VLR của vùng đó nh:

Khi đăng ký thuê bao, khoá nhận dạng thực Ki cùng với IMSI đợc dành riêngcho thuê bao này và đợc lu giữ ở trung tâm nhận thực AUC để cung cấp bộ 3 mãhoá Trong quá trình khởi tạo cuộc gọi, hệ thống sử dụng bộ 3 mã khoá nhậnthực để xác định quyền truy cập vào hệ thống của thuê bao.

2.2.3.5 Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR (Equipment Identification Regiter)

Thanh ghi nhận dạng thiết bị bảo vệ mạng PLMN khỏi sự truy cập mạng củanhững thuê bao trái phép bằng cách so sánh số IMEI của thuê bao gửi tới khithiết lập thông tin với số IMEI lu giữ trong EIR Nếu không đúng, thì thuê baokhông đợc truyền truy nhập mạng.

Thuê bao đợc phân loại 1 trong 3 danh sách sau:

- Danh sách trắng ( White List ) : Bất kỳ thuê bao nào có danh sách trắng thìđợc truy cập vào mạng mà sử dụng dich vụ mà mình đăng ký.

- Danh sách xám (Gray List ) : Những thuê bao truy cập có danh sách xámthì phải kiểm tra.

- Danh sách đen (Black List) : Tất cả các thuê bao có danh sách đen đềukhông đợc truy cập vào mạng.

2.2.4 Trung tâm khai thác và bảo dỡng OMC (Operation and MaintenanceCenter ).

OMC bao gồm phần vô tuyến (OMC-R) và phần chuyển mạch (OMC-S), làmột mạng máy tính cục bộ LAN sử dụng hệ điều hành UNIX và các phần mềmứng dụng cho GSM Hệ thống này cùng với các phần tử khác của mạng nh:

MSC,VLR, qua giao diện X25 nhằm giám sát, điều hành, bảo dỡng mạng vàquản lý thuê bao một cách tập trung, Hệ thống này là nơi cung cấp thông tinquan trong cho việc thiết lập kế hoạch xây dựng và mở rộng mạng.

2.3.1 Các giao diện nội bộ mạng.

Hình 2.3.1 Hệ thống các giao diện của mạng GSM

2.3.1.1 Giao diện vô tuyến Um (MS – BTS). BTS).

Giao diện vô tuyến là giao diện giữ BTS và thiết bị thuê bao di động MS Đâylà giao diện quan trọng nhất của GSM, đồng thời nó quyết định lớn nhất đến chấtlợng dịch vụ.

Trong GSM, giao thức vô tuyến sử dụng phơng thức phân kênh theo thời gianvà phân kênh theo tần số: TDMA, FDMA, GSM sử dụng băng tần 900MHz và1800MHz ở đây ta xét GSM900.

Mỗi kênh đợc đặc trng bởi một tần số sóng mang gọi là kênh tần số RFCHcho mỗi hứơng thu phát, các tần số này cách nhau 200KHz Tại mỗi tần số,TDMA lại chia thành 8 khe thời gian hay 8 khe thời gian đợc truyền bởi mộtsóng mạng Trong tơng lai khi ứng dụng GSM pha 2 hay tốc độ “Half-rate” (bántốc) thì số khe sẽ là 16 Trong GSM900, mỗi kênh vật lý là một khe thời gian ởmột sóng mang vô tuyến đợc chỉ định

ISDN SSSDNPSTNCSPDN PSPDN

MS

OMCC

Ngoại vi

Ngoại viD

AbitsA

Dải thẬng tần mờt kành vật lý lẾ 200KHz, dải tần ỡ biàn cúng rờng 200KHz Vợi GSM900 cọ 124 kành tần sộ RFCH (890  915)Mhz cho Ẽởng làn vẾ RFCH (935  960)Mhz cho Ẽởng xuộng.

Ta cọ thể tÝnh Ẽùc tần sộ trung tẪm cho Ẽởng làn vẾ Ẽởng xuộng ỡ mối dải theo cẬng thực sau:

ưởng làn: FL(n) =890 + 0,2.n ( MHz)ưởng xuộng: FU(n) = FL(n) + 45MHz ( MHz)

Trong Ẽọ n lẾ sộ lùng dải thẬng tần 1  n  124.

Mối kành vật lý chựa mờt cặp kành tần sộ RFCH cho mối hợng thu, phÌt Mờtkành Ẽùc dủng Ẽể truyền mờt nhọm kành nhất ẼÞnh thẬng tin Ẽùc gồi lẾ kànhlogic Mối kành vật lý cọ thể gÌn cho mờt hoặc mờt sộ kành logic

Kành logic Ẽùc phẪn thẾnh 2 loỈi: Kành lu lùng TCH (Trafic Channel) vẾ kànhẼiều khiển CCH (Control Channel).

 Kành lu lùng TCH mang thẬng tin thoỈi hoặc sộ liệu Cọ 2 loỈi kành lu ùng:

l- Kành toẾn tộc TCH/F: 22,8Kb/s  Kành bÌn tộc TCH/H:11,4Kb/s.

Kành Ẽiều khiển CCH Ẽùc dủng Ẽể truyền cÌc thẬng tin quản lý giao diện Um(truyền kết quả Ẽo cởng Ẽờ trởng tử MS Ẽến BTS) hoặc cÌc gọi sộ liệu (nh dÞchvừ bản tin ng¾n SMS: (Short Message Service) Kành Ẽiều khiển cọ 3 loỈi:

 Kành Ẽiều khiển quảng bÌ BCCH (Broadcast Control Channel). Kành Ẽiều khiển chung CCCH (Common Control Channel).

 Kành Ẽiều khiển chuyàn dừng DCCH (Dedicate Control Channel).

Kành Ẽiều khiển quảng bÌ BCCH: PhÌt thẬng tin quảng bÌ liàn quan Ẽến vủng

ẼÞnh vÞ vẾ cÌc thẬng tin về hệ thộng BCCH chì dủng cho tuyến xuộng(BTS MS):

- Kành hiệu chình tần sộ FCCH (Frequency Correction Channel): Hiệu chìnhtần sộ trong MS vợi tần sộ hệ thộng (BTS MS).

- Kành Ẽổng bờ SCH (Synchronous Channel): SCH mang thẬng tin Ẽổng bờkhung TDMA giứa MS vợi tần sộ hệ thộng MS luẬn luẬn Ẽo ẼỈc cởng Ẽờ tr-ởng ỡ 6 cell lẪn cận Ẽể thẬng bÌo về hệ thộng thẬng qua kành FACCH

ưởng xuộng

45MHzưởng làn

- Các thông tin đồng bộ đợc lu trữ để khi MS chuyển giao sang cell khác thì nóđợc tái đồng bộ.

Kênh điều khiển chung CCCH: Bao gồm các kênh phục vụ cho quá trình thiết

lập cuộc gọi hoặc tìm gọi cũng nh quảng bá các bản tin trong tế bào CCCH làmviệc cho cả hớng lên và hớng xuống:

- Kênh điều khiển truy cập ngẫu nhiên RACH (Random Access Channel) MSdùng để truy cập và hệ thống để yêu cầu một kênh dành riêng SDCCH.

- Kênh tìm gọi PCH (Paging Channel): Mang thông tin để xác định một MStrong vùng định vị thông qua số nhận dạng IMSI để tìm trạm di động.

- Kênh cho phép truy nhập AGCH (Access Grant Channel): Chỉ đợc dùng ở ờnng xuống AGCH đợc dùng để gán tài nguyên để chỉ định một kênh dànhriêng SDCCH cho MS.

đ Kênh quảng bá cell CBCH (Cell Broadcast Channel): CBCH đợc dùng đểtruyền bản tin quảng bá tới tất cả MS trong ô (cell) nh thông tin về lu lợng,sử dụng kênh vật lý nh kênh SDCCH.

Kênh điều khiển chuyên dụng DCCH: DCCH đợc gán cho MS để thiết lập

cuộc gọi và hợp thức hoá thuê bao DCCH bao gồm :

- Kênh điều khiển chuyên dụng đơn lẻ SDCCH: (Stand alone DedicateChannel): Dùng cho cả hớng lên và hớng xuống, phục vụ cập nhật và quátrình thiết lập cuộc gọi trớc khi một kênh lu lợng TCH đợc chỉ định.

- Kênh điều khiển liên kết chậm SACCH (Slow Assocated Control Channel):Mỗi kênh SACCH liên kết với một kênh SDCCH hoặc một kênh TCH đểmang thông tin về điều khiển công suất hoặc chỉ thị cờng độ trờng thu đợc.- Kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH (Fast ACCH): FACCH mang thông

tin về cập nhật hoặc chuyển giao, FACCH liên kết nhanh với TCH ở chế độlấy cắp “Stealing mode” Bằng cách thay đổi lu lợng tiếng hay số liệu bằngbáo hiệu.

- Phơng thức báo hiệu trên giao diện vô tuyến sử dụng giao thức lớp 2 trongmô hình OSI là LAPDm không có chức năng báo hiệu, sửa sai, bản tinLAPDm phải đặt vừa vào các cụm Còn lớp 3 (Lớp ứng dụng), giao thức đợcphân thành nhiều loại tuỳ thuộc vào chức năng mạng:

2.3.1.2 Giao diện AbitS để điều khiển BTS (BSC BTS)

AbitS là giao diện giữa BTS và BSC, đặt cách xa trên 10m (cấu hình đặt xa) ợc sử dụng để trao đổi thông tin tức thuê bao (thoại, số liệu,) và thông tin điều

đ-25

khiển (đồng bộ) AbitS sử dụng đờng truyền chuẩn PCM32 (2Mb/s) với mã sửasai CRC4 của CCITT, G732 Giao thức báo hiệu theo chuẩn CCITT là LAPD.

2.3.1.3 Giao diện A (BSC MSC)

Giao diện A là giao diện giữa BSC và MSC qua bộ chuyển đổi mã TRAU cóthể đợc gắn liền hay tách rời với BSC Cũng giống nh giao diện AbitS, giao diệnA sử dụng các luồng chuẩn PCM32 (2Mb/s) với mã sửa sai CRC4 của CCITT,G703, báo hiệu trên giao diện là CCS7

Các hệ thống có TRAU đặt tại BSC thì kênh lu lợng tới MSC là 64kb/s.

- Quản lý tài nguyên vô tuyến RR (Radio Resource Menagement): Xử lý việcthiết lập, duy trì, kết thúc cuộc nối của dịch vụ di động.

- Quản lý di động MM ( Mobile Menagement): Nhiệm vụ chính của quản lý diđộng MM là thực hiện nhận thực và cập nhật vị trí, cấp phát lại TMSI và bảomật của trạm di động

- Quản lý nối thông CM (Interconnection Menagement): Quản lý nối thông làlớp con cao nhất trong các lớp con ở lớp 3 Việc này trao đổi các mẩu tingiữa mạng với thuê bao chủ gọi cũng nh thuê bao bị gọi đợc sử lý ở lớp connày Quản lý nối thông đợc chia thành 3 phần:

+ Điều khiển cuộc gọi (Call Control).

+ Hỗ trợ các dịch vụ đặc thù SSS (Subplementery Service Support).+ Dịch vụ bản tin ngắn SMS (Short Messsage Service).

2.3.1.4 Giao diện B (MSC VLR)

Giao diện B là giao diện giữa MSC VLR đã đợc tiêu chuẩn hoá cho GSMphase 1 Thuê bao, các tham số quanh việc chuyển giao, số nhận dạng của thuêbao vãng lai và các số liệu cần trao đổi giữa tổng đài và thuê bao trong cùng thờigian nối mạch.

Hiện nay các hãng đều chế tạo VLR và MSC vào chung một thiết bị cho nên.Giao diện này sử dụng số liệu giữa MSC và VLR nh các số liệu về quyền truycập mạng diện này không còn quan trọng nữa.

Giao diện D sử dụng báo hiệu số 7, CCS7 để trao đổi số liệu về các thuê bao diđộng giữa các cơ sở dữ liệu của VLR và HLR:

Các tham số về tài nguyên truy cập mạng của thuê bao.

- Tái thiết lập lại số liệu của thuê bao trong VLR khi cần thiết Thiết lập mớisố liệu về thuê bao cho VLR khi thuê bao di chuyển sang vùng phục vụ củatổng đài khác.

- Khi có cuộc gọi từ mạng cố định vào mạng GSM thì HLR sẽ chuyển các yêucầu của GMSC về MSRN cho VLR.

- Thiết lập mới số liệu của thuê bao cho VLR khi thuê bao chuyển từ vùngphục vụ của tổng đài khác tới.

- Xử lý và lu trữ các thông tin về dịch vụ bổ xung (Supplementery Service) khicó thuê bao nào đó yêu cầu.

2.3.1.7 Giao diện E (MSC MSC)

Là giao diện giữa các tổng đài trong mạng GSM Giao diện E đợc dùng đểthiết lập các cuộc nối giữ các thuê bao thuộc vùng kiểm soát của các tổng đàikhác nhau Giao diện này sử dụng các luồng PCM32 (2Mb/s) cùng các kênhCCS7 để thực hiện các chức năng:

- Di chuyển cuộc nối từ MSC này sang MSC khác khi mạch đang đợc nốicho thuê bao thực hiện cuộc gọi và đang di chuyển, đợc gọi là ”Handover”hoặc “Roaming”.

- Trao đổi các thông tin điều khiển cuộc gọi giữa MSC và thuê bao khi xẩy raHandover.

- Thiết lập hay huỷ cuộc nối từ MSC này sang MSC khác.

2.3.1.8 Giao diện F (EIR MSC)

Giao diện này sử dụng CCS7 để trao đổi số liệu về nhận dạng thiết bị thuê baovãng lai IMEI (International Mobil Equiment Indentity) với cơ sở dữ liệu đã đợcghi sẵn trong bộ ghi nhận dạng thiết bị của mạng EIR (Equiment IdentificationRegister) khi cần kiểm tra các thuê bao di động.

2.3.1.9 Giao diện G ( VLR – BTS). VLR )

Giao diện G là giao diện giữa các VLR với nhau Giao diện này đợc sử dụngđể trao đổi số liệu về thuê bao di động trong quá trình thiết lập và lu giữ “ hộkhẩu tạm trú” của các thuê bao đó Giao diện G xử dụng CCS7 để trao đổi thôngtin:

Gửi các yêu cầu về IMSI (International Mobile Subcriber Indentity) từ VLRcũ sang VLR mới.

27

Gửi các yêu cầu về tham số quyền truy nhập thuê bao từ VLR này sang VLRkhác khi thuê bao đang di chuyển khỏi khu vực của MSC này sang MSC khác.

2.3.1.10 Các giao diện nội bộ khác.

Ngoài các giao diện trên, trong nội bộ mạng GSM còn có các giao diện khácnh:

- Giao diện H (HLR -AUC) Nhng hai bộ phận này thờng đợc thiết kế trêncùng một thiết bị nên giao diện H không có chuẩn riêng.

- Giao diện M giữa BSC và TRAU qua giao diện này TRAU sẽ chuyển đổicác kênh lu lợng từ BSC với tốc độ 16 Kbps thành 64Kbps và ngợc lại.- Giao diện T giữa BSC và bàn điều hành cục bộ LMT ( Local Maintenance

Terminal) thông thờng sử dụng giao thức X25 LMT thờng là một máy PCchuyên dụng.

2.3.2 Các giao diện ngoại vi.

2.3.2.1 Giao diện với OMC.

Đây là giao diện giữa OMC và các phần tử của mạng nh MSC, VLR, HLR,AUC, BSC…đã có một chổdo chức năng của BSS và NSS khác nhau nên các OMC hiện nay đ-ợc thiết kế riêng cho từng phần hệ thống Tuy nhiên trong tơng lai có thể cảmạng sẽ có một MSC duy nhất Giao diện này nhằm mục đích điều hành, khaithác và bảo dỡng các phần tử trong mạng nh:

- Quản lý thuê bao: Nhập mạng hay rời mạng, tính cớc, đăng ký và giám sátcác dịch vụ.

- Quản lý sự cố: Phát hiện và sử lý sự cố.- Quản lý lu lợng, tạo lập cấu hình.

Hiện nay cha có tiêu chuẩn chung cho giao diện này nghĩa là việc ghép nốigiữa OMC của các hãng này với phần tử của các hãng khác sẽ gặp phải khókhăn, nhìn chung các hãng đều dùng tiêu chuẩn X25.

2.3.2.2 Giao diện với mạng thoại công cộng PSTN.

Giao diện giữa mạng GSM với mạng PSTN đợc chuẩn hoá bằng các luồngPCM 32 (2Mbps) với các hệ thống báo hiệu CCS7 hay MFCR 2 tuỳ thuộc vàomạng thoại Chỉ có các dịch vụ có mặt ở hai mạng mới cung cấp đợc cho cáccuộc nối có liên quan tới thuê bao trong mạng thoại.

2.3.2.3 Giao diện với mạng số đa dịch vụ ISDN.

Giao diện mạng GSM với ISDN đợc chuẩn hoá theo tiêu chuẩn giao diện củaISDN (giao diện sơ cấp) và sử dụng hệ thống CCS7 để cung cấp các dịch vụthoại, số liệu.

2.3.2.4 Giao diện mạng chuyển mạch gói PSDN

Giao diện với mạng số liệu X25 cũng đợc tiêu chuẩn hoá trong mạng GSM.Cấu trúc của giao diện phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng mạng khai thác.

Trong thực tế việc cung cấp các dịch vụ số liệu trong mạng GSM theo tiêuchuẩn X25 khá phức tạp về phần cứng cũng nh phần mềm của mạng, do vậy giáthành cao.

2.3.2.5 Giao diện với PLMN qua PSTN/ISDN:

Giao diện giữa các mạng GSM với nhau thông qua mạng cố định PSTN hayISDN đợc tiêu chuẩn hoá cho GSM Giữa MSC của hai mạng có 2 loại báo hiệuđợc trao đổi khi nối mạng:

- Các chức năng xử lý cuộc gọi cơ bản, phụ thuộc vào hệ thống báo hiệu củamạng cố định (CCS7 hay R2).

- Các chức năng của MAP (Mobile Application Part) đợc quy định trongSCCP của CCS7 nh: Di chuyển cuộc nối từ MSC này sang MSC khác khiđang nối mạch (thuê bao đang thoại và di chuyển).

2.4 Các loại hình dịch vụ trong mạng GSM.

2.4.1 Dich vụ điện thoại.

- Chuyển hớng cuộc gọi về điều kiện.

- Chuyển hớng cuộc gọi khi thuê bao di động bị bận.- Chuyển hớng cuộc gọi khi không trả lời.

- Chuyển hớng cuộc gọi khi không đến đợc MS.- Chuyển hớng cuộc gọi khi ứ nghẽn vô tuyến.- Cấm tất cả các cuộc gọi ra.

- Cấm tất cả các cuộc gọi ra quốc tế.

- Cấm tất cả các cuộc gọi ra quốc tế trừ các cuộc gọi đến các nớc có PLMNthờng trú.

- Cấm tất cả các cuộc gọi đến.

- Cấm tất cả các cuộc gọi đến khi lu lợng ở ngoài nớc có PLMN thờng trú.- Giữ cuộc gọi.

- Đợi cuộc gọi.

- Chuyển giao cuộc gọi.

- Hoàn thành cuộc gọi đến thuê bao bận.- Nhóm ngời sử dụng khép kín.

29

- DÞch vô 3 phÝa.- Th«ng b¸o cíc phÝ.

2.4.2 dich vô sè liÖu.

- TruyÒn dÉn sè liÖu.- DÞch vô b¶n tin ng¾n

MSISDN = CC + NDC + SN

MSISDN = CC + NDC + SN

Trong đó: CC : Mã nớc (Contry Code).

NDC : Mã nơi nhận quốc gia (National Destination Code) SN : Số thuê bao (Subcriber Number).

Mỗi NDC đợc ấn định cho từng mạng di động GSM Trong một số quốc giacó thể có nhiều hơn một cho mỗi mạng GSM.

Số ISDN máy di động quốc tế có chiều dài thay đổi tuỳ vào mỗi quốc gia,chiều dài cực đại là 15 số.

ơ Việt Nam, số thuê bao di động của GSM đợc cấu tạo nh sau:Hà Nội MSISDN = 84 + 090xx + xxxxx

TPHCM MSISDN =84 + 090xx + xxxxxĐà Nẵng MSISDN =84 + 09xx + xxxxxTrong đó: xxxxx là số nhận dạng thuê bao.

3.2 Nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI (International Mobile

Subcriber Identity).

Để nhận dạng chính xác thuê bao trên đờng truyền vô tuyến cũng nh quamạng GSM PLMN, một số nhận dạng cụ thể đợc ấn định cho một số thuê bao, sốnày đợc gọi là IMSI và đợc sử dụng cho toàn bộ báo hiệu trong mạng GSM Sốnày đợc lu giữ ở trong SIM, cả trong HLR (Home Location Register) đăng ký hệthống và trong VLR (Visitor Location Register) mođun nhận dạng thuê bao đăngký tạm thời IMSI gồm 3 phần:

Hình 3.2 Cấu trúc IMSI

IMSI = MCC + MNC + MSIN

Trong đó: MCC: Mã nớc có mạng GSM (Mobile Contry Code), 3 số.

MNC: Mã mạng di động (Mobile network Code), 2 số.

MSIN:Số nhận dạng máy di động (Mobile Station Identification Number)tôi đa 11 số.

IMSI = MCC + MNC + MSINMSINMNC

3 số 2số Tối đa 11 số

IMSI: Là thông số nhận dạng duy nhất một thuê bao di động thuộc mạngGSM Theo khuyến nghị GSM, IMSI có độ dài cực đại 15 chữ số

3.3 Số chuyển vùng của thuê bao di động MSRN (Mobile Station Roaming

Khi chuyển vùng HLR biết thuê bao di động thuộc vùng phục vụMSC/VLR nào rồi Để cung cấp số tạm thời cho việc định tuyến thì HLR yêucầu MSC/VLR đang phục vụ thuê bao di động bị gọi ấn định một số lu động củatrạm di động (MSRN) cho thuê bao này và gửi cho nó.

Sau khi thu đợc MSRN, HLR gửi nó đến MSC cổng để nó định tuyến cuộc gọiđến MSC/VLR đang phục vụ thuê bao bị gọi.

Khi cuộc gọi kết thúc thì MSRN do MSC/VLR tạm thời tạo ra do yêu cầu củaHLR truy cập khi thiết lập một cuộc gọi tới một thuê bao đang trong vùng phụcvụ của nó Khi cuộc gọi kết thúc thì MSRN bị xoá Cấu trúc MSRN bị xoá Cấutrúc MSRN do MSC/VLR tạm thời tạo ra do yêu cầu của HLR truy cập khi thiếtlập một cuộc gọi tới một thuê bao đang trong vùng phục vụ của nó Khi cuộc gọikết thúc thì MSRN bị xoá Cấu trúc MSRN bao gồm 3 phần: (theo khuyến nghịcủa GSM).

MSRN = CC + NDC + SN

Trong đó: CC: Mã quốc gia.

NDC: Mã mạng GSM SN: Số thuê bao.

Trong trờng hợp này số thuê bao là địa chỉ của tổng đài MSC.

3.4 Số nhận dạng thuê bao di động tạm thời TMSI (Temporary Mobile

3.5 Số nhận dạng thiết bị máy di động quốc tế IMEI (International Mobile

Station Equipment Identity).

IMEI: Nhận dạng duy nhất trạm di động nh là một bộ phận hay tổ hợp thiếtbị.Cấu trúc của IMEI:

IMEI = TAC + FAC + SNR + SP

3.6 Nhận dạng vùng định vị LAI (Location Area Identity).

LAI đợc sử dụng để cập nhật vùng định vị thuê bao di động

Hình 3.6 Nhận dạng vùng định vị LAI.

3.7 Nhận dạng ô toàn cầu CGI (Cell Global Identity).

Để nhận dạng ô trong vùng định vị CGI đợc sử dụng để các MSC và BSC truycập các ô.

CGI = MCC + MNC + LAC + CI

Hình 3.7 Nhận dạng ô toàn cầu CGI

CI: Nhận dạng ô (cell Identity), nhận dạng ô trong một vùng định vị, tối đa 16 bit.

3.8 Mã nhận dạng trạm gốc BSIC (Base Station Identity Code).

BSIC cho phép máy di động phân biệt giữa các trạm gốc khác nhau ở cạnh nhau.

3.9 Số nhận dạng thuê bao cục bộ LMSI (Location Mobile Subcriber

LMSI gồm 4 octet, VLR lu giữ và sử dụng LMSI cho tất cả các thuê bao hiệnđang có mặt tại vùng phủ sóng của nó và chuyển LMSI cùng với LMSI cho HLR,HLR sử dụng LMSI mỗi khi cần chuyển các bản tin liên quan đến thuê bao tơngứng để cung cấp dịch vụ.

3.10 Số chuyển giao HON (Hand Over Number).

HON là việc chuyển tiếp cuộc gọi mà không làm gián đoạn cuộc gọi từ cellnày xang cell khác.

Chơng iv: truyền sóng trong thông tin di động Gsm.

Trong thông tin di động, để truyền thông tin và mạng PLMN, GSM (GlobalSystem for Mobile Communication) ngời ta sử dụng thiết bị vô tuyến Bất cứ aiđi lại bằng xe và đồng thời nghe đài truyền thanh, nghe điện thoại, chắc chắnnhận thấy rằng chất lợng của tín hiệu thu đợc thay đổi theo thời gian và vận tốcdi chuyển của xe Đây là sự việc gây khó chiu mà ta cần xét đến trong lĩnh vựcthông tin vô tuyến.

Trong chơng này ta sẽ xét đến một số vấn đề chính xẩy ra ở lĩnh vực thông tinvô tuyến tổ ong cùng với các biện pháp giải quyết vấn đề này.

4.1 Suy hao đờng truyền và pha đinh

Suy hao đờng truyền là quá trình mà ở đó tín hiệu thu yếu dần do khoảngcách giữa máy di động và trạm gốc ngày càng tăng Đối với không gian tự do: Làkhông gian giữa anten phát T(x) và anten thu R(x) không có vật cản, với mộtanten cho trớc thì mật độ công suất thu tỷ lệ nghịch với bình phơng khoảng cách(d) giữa T(x) và R(x).

Suy hao không gian tự do:

Ls  d2 f2

Hay: Ls = 32,4 + 20logf + 20logd (dB)

Trong đó: Ls: Suy hao trong không gian tự do.

35

f: Tần số làm việc (MHz).

d: Khoảng cách giữa anten thu và anten phát (km).

Do mặt đất không lý tởng, cờng độ tín hiệu trung bình giảm tỷ lệ với đại lợngnghịch đảo của khoảng cách luỹ thừa bậc 4 (d4) Tuy nhiên vấn đề này khônggây trở ngại đối với hệ thống vô tuyến tổ ong, vì khi mất liên lạc ta phải thiết lậpmột đờng truyền mới qua một trạm gốc khác.

Trong thực tế, giữa trạm di động và trạm gốc thờng có chứa trớng ngại vật nh:đồi núi, toà nhà…đã có một chổ.Điều nay dẫn đến hiệu ứng che khuất làm giảm cờng độ tínhiệu thu Khi di động cùng với máy di động cờng độ tín hiệu giảm và tăng chodù giữa anten T(x) và R(x) có hay không có trớng ngại vật Đây là một loại phađinh Các chỗ “giảm” đợc gọi là chỗ trũng pha đinh Loại pha đinh do hiệu ứngche tối gây ra đợc gọi là pha đinh chuẩn loga.

Do vậy độ thuê bao ở các thành phố lớn, đòi hỏi phải có nhiều trạm thu phátgốc Việc sử dụng trạm di động ở thành phố gây ra hiệu ứng nhiều tia và đợc gọilà pha đinh nhiều tia hay pha đinh Raileght Hiệu ứng này sẩy ra khi tín hiệutruyền nhiều đờng từ anten phát đến anten thu do tín hiệu bị phản xạ nhiều đờng.Điều này nghĩa là tín hiệu thu có thể là tổng của nhiều tín hiệu giống nhau nhngkhác pha Khi ta cộng các tín hiệu này nh là cộng các vectơ, có thể có vectơ gầnbằng không, nghĩa là cờng độ tín hiệu gần bằng không, đây là chỗ trũng pha đinhnghiêm trọng.

Khoảng thời gian giữa hai chỗ trũng pha đinh phụ thuộc cả vào tốc độ chuyểnđộng cũng nh tần số phát.

Độ nhạy máy thu là mức tín hiệu thấp nhất mà máy thu có thể thu đợc Do phađinh sẩy ra trên đờng truyền nên để đờng truyền dẫn không bị gián đoạn thì giátrị trung bình chung phải lớn hơn độ nhạy máy thu một lợng (dB) bằng chỗ trũngpha đinh mạnh nhất, chẳng hạn Y(dB) Khi đó ta cần dự trữ pha đinh Y (dB).

4.2 Các phơng pháp phòng ngừa suy hao truyền dẫn do pha đinh

4.2.1 Phân tập anten

Phân tập sử dụng đồng thời hai anten thu (hoặc nhiều hơn) chịu ảnh hởng phađinh độc lập, ý niệm này dẫn đến hai anten R(x) độc lập thu cùng một tín hiệu.Vì thế chúng chịu tác động của các đờng bao pha đinh khác nhau Tuy nhiênkhoảng cách giữa các anten phải đủ lớn để tơng tác giữa các tin hiệu ở hai antenlà nhỏ.

4.2.2 Nhảy tần.

Nh đã nói ở trên mẫu pha đinh phụ thuộc vào tần số điều này nghĩa là chỗtrũng pha đinh sẽ xẩy ra các vị trí khác nhau đối với các tần số khác nhau.

Vì vậy ta có thể lợi dụng hiện tợng này bằng cách thay đổi tần số sóng mangtrong một số các tần sô SFH dùng một bộ tổng hợp tần số có khả năng thay đổitần số một lần trong một khung Nhảy tần là một mode tuỳ lựa chọn về phía BSCmà MS phải tuân theo MS đợc báo về danh sách các tần số sẽ đợc dùng để nhảytần Các kênh logic căn bản không có nhảy tần: FCCH, SCH, BCCH Có 217 lầnnhảy tần trong 1 giây tức là 1200bit/1 bớc nhảy.

4.2.3 Mã hoá kênh.

ở truyền dẫn, ngời ta thờng đo chất lợng của tín hiệu đờng truyền bằng số ợng các bit thu đợc chính xác Nó đợc biểu diễn bằng tỷ số lỗi bit BER (Bit Error Rate) BER càng nhỏ thì càng tốt.

l-Tuy nhiên do đờng truyền dẫn luôn thay đổi nên ta không thể giảm hoàn toànxuống không nghĩa là phải cho phép một lợng lõi nhất định và có khả năng khôiphục lại thông tin này hay ít nhất có thể phát hiện các lỗi để không thể sử dụngthông tin này vì nhầm nó là đúng Điều này đặc biệt quan trọng khi phát đi sốliệu.

Bằng mã hoá kênh ta có thể phát hiện và sửa lỗi ở luồng bit thu Nghĩa là cómột loại d thừa giữa các bit, ta mở rộng thông tin từ một số bit thành một số lợngbit lớn hơn, tuy nhiên ta phải gửi đi nhiều bit hơn Ta đã biết đầu ra CODEC làdòng số 260bit/20ms, 260bit này đợc phân cấp theo tầm quạn trọng Các cấpkhác nhau đợc bảo vệ khác nhau để cho việc bảo vệ hiệu quả nhất.

CRC (Cyclic Redundancy Check): Mã kiểm tra theo chu kỳ.3bit CRC để mã hoá khối cho các bit cấp Ia.

4bit “o” để khởi tạo lại bộ mã hoá.

- Cấp Ia: 50bit hệ số bộ lọc, biên độ nhóm, thông số LTP.- Cấp Ib: 132bit con trỏ RPE, xung RPE, thông số LTP.

Lớp Ia Lớp Ib Lớp II 50bit 132bit 78bit

Các bit cấp II không cần bảo vệ

Hình 4.2 Mã hoá khối và mã hoá vòng xoắn đối với kênh thoại

- Cấp II: 78bit xung RPE, thông số bộ lọc

Mã hoá kênh đợc thực hiện qua hai bớc mã hoá khối (block Code) và mã hoávòng xoắn (Convolutional Code) Mã khối là một mã chu kỳ để phát hiện lỗi cho50bit cấp Ia Nếu thêm vào 3bit CRC thì có thể huỷ bỏ toàn bộ cửa sổ sét và bộngoại suy sẽ lấp lỗ trống này.

Mã hoá vòng xoắn cho phép sửa sai lỗi và đợc phép áp dụng cho các bit cấpIa, Ib ở mã hoá xoắn bộ mã hoá tạo ra khối các bit mã hoá không chỉ phụ thuộcvào các bit của khối bản tin hiện thời đợc dịch vào bộ mã hoá mà còn phụ thuộcvào các khối bản tin trớc

Cả hai phơng pháp trên đều đợc sử dụng ở GSM Trợc hết một số bit thông tinđợc mã hoá khối để tạo nên một khối thông tin các bit chẵn lẻ (kiểm tra) Sau đócác bit này đợc mã xoắn để tạo nên các bit đợc mã hoá Cả hai bớc trên đều ápdụng cho cả thoại và số liệu, mặc dù sơ đồ mã hoá cho chúng khác nhau Lý dosử dụng mã hoá kép là vì ta muốn sửa lỗi nếu có thể (mã hoá xoắn) và sau đó cóthể nhận biết (mã hoá khối) xem liệu thông tin bị lỗi có dùng đợc hay không.

4.2.4 Ghép xen (Interleaving).

Trong thông tin di động do các pha đinh sâu lâu các lỗi bit thờng sẩy ra cáccụm dài Mã hoá kênh và đặc biệt là mã hoá xoắn chỉ hiệu quả nhất khi phát hiệnvà sửa lỗi ngẫu nhiên đơn lẻ và các cụm lỗi không quá dài Để đối phó với vấn đềnày ta chia khối bản tin cần gửi thành các cụm ngắn rồi hoán vị các cụm này vớicác cụm của khối bản tin khác, nhờ vậy khi sẩy ra cụm lỗi dài mỗi bản tin chỉmất đi cụm nhỏ, nên phần còn lại của bản tin vẫn cho phép các cụm mã hoá kênhkhôi phục đợc lại bản tin đúng sau khi đă sắp xếp laị các cụm của bản tin theothứ tự nh ở phía phát Quá trình nói trên đợc gọi là ghép xen.

Chẳng hạn ta có 4 khối bản tin và chia mỗi khối thành 4 cụm đợc đánh số từ 1đến 4 sau đó hoán vị các cụm với nhau bằng cách ghép chung các cụm 1 vào mộtkhối, các cum 2 vào một khối…đã có một chổ.Giả sử đầu thu cụm 2 bị mất (lỗi) sau khi đă sắpxếp lại các khối bản tin chỉ mất có cụm 2, các cụm 1,3,4 còn lại sẽ cho phép mãhoá kênh khôi phục lại khối đúng.

CáckhốiBản tin đ-ợc ghép xen Ghép xen

Một ví dụ làm rõ phơng pháp truyền số liệu trong mạng GSM:

- Dòng số liệu đi ra từ một máy tính xách tay (laptop) với tốc độ cực đại là9,6Kb/s theo tiêu chuẩn RS232 Thông thờng một Modem sẽ chèn thêm cácbit và truyền dòng số liệu này với tốc độ 12Kb/s nhng trong ví dụ này máylaptop đợc trang bị thêm (Data Card) trong khe cắm mỡ rộng PCMCIA đễthay đổi dòng số liệu (Data and Contron) trở thành tốc độ 12Kb/s và kết nốiLaptop với điện thoại di động.

- Điện thoại di động thực hiện chèn thêm các bit bảo vệ chống lỗi vàtruyền đi trên sóng mang dòng số liệu với tốc độ 33,8Kb/s Dòng số liệu nàychiếm toàn bộ một khe thời gian và đợc truyền tải nh một kênh thoại thôngthờng.

- Tại BSS (BTS/BSC) thực hiện tách bỏ các bít bảo vệ chống lỗi của dòngsố liệu 12Kb/s và truyền tải tới TRAU với tốc độ 16Kb/s (BSS xử lý dòng sốliệu, ghép, tách kênh đồng thời truyền dẫn tới TRAU trên luồng E1) Sau khiđợc truyền tải và sử lý qua TRAU (XCDR) tốc độ dòng số liệu 12Kb/s (16Kb/s) trở thành 64Kb/s (XCDR chuyển đổi tốc độ dòng số liệu thành 64Kb/s vàtruyền tải tới MSC).

- Tại MSC chuyển tiếp các tín hiệh đang sử dụng trong mạng GSM tớikhối liên hợp chức năng (IWF) Khối IWF đợc trang bị Modul tơng thích tốcđộ dòng số liệu, tại đây dòng số liệu tốc độ 64Kb/s do MSC truyền tải tới đợcxử lý bóc tách thành dòng số liệu nối tiếp 12Kb/s sau đó trở lại thành dòng số

12(33,8)kb\s

liệu nguyên gốc 9,6Kb/s, tơng tự nh dòng số liệu từ laptop đợc truyền tớiModem.

- Khi thực hiện kết nối từ mạng ISDN hoặc mạng chuyển tiếp gói số liệu,các gói tin hoặc dòng số liệu đợc sắp xếp tơng tự nh đi ra từ DCE (DataCircuit terminating Equipmen) và không cần thiết phải có Modem hoặc(PAD- Packet Assembler/Dissembler) để kết nối mạng ISDN với mạng GSM.Sự lựa chọn thích ứng với DCE đợc khẳng định một lần nữa tại khối IWF khimà kết nối và tơng thích tốc độ để truyền số liệu trong mạng GSM là khôngthay đổi.

4.4 Cấu trúc khung TDMA

Nh đã biết, GSM900 có 124 dải thông tần bắt đầu từ tần số 890,2MHz Mỗidải thông tần là một khung TDMA có 8 khe thời gian Mỗi khe 15/26 = 577ms,một khung dài 4,26ms Khung đờng lên trễ 3 khe thời gian so với khung đờngxuống Nhờ trễ này mà MS có thể sử dụng một khe thời gian có cùng số thứ tự ởcả đờng lên lẫn đờng xuống để truyền tin bán song công.

Về mặt thời gian các kênh vật lý ở một giải thông tần vô tuyến đợc đánh sốkhung FN (frame Number) từ 0 đến 2715647 trong một siêu khung (3h 28ph53,760ms) Một siêu khung có 2048 siêu khung (6,12s) Một siêu khung có 51đa khung x 26 khung/1 đa khung x 51 khung/1 đa khung Ngời ta gọi khuôn mẫutin tức ở 1 khe thời gian là một cụm Cụm là một khái niệm chung gian giữakênh vật lý và kênh logic Cấu trúc cụm khác nhau là để tải các dữ liệu khácnhau, có 5 loại cụm khác nhau:

- Cụm bình thờng NB (Normal Burst): NB mang kênh lu lợng và kênh điềukhiển.

- Cụm hiệu chỉnh tần số FB (Frequency Correction Burst): Cụm này đợc sửdụng để đồng bộ tần số cho trạm di động FB mang kênh hiệu chỉnh tần số(FCCH) cho hớng xuống để hiệu chỉnh tần số của MS theo chuẩn của hệthống.

- Cụm đồng bộ SB (Synchronous Burst): Cụm này đợc dùng để đồng bộ thờigian cho trạm di động SB mang kênh đồng bộ SCH (Synchronous Channel)cho hớng xuống để đồng bộ thời của MS với BTS Mang thông tin số khung(FN) của TDMA và BSIC.

- Cụm giả DB (Dummy Burst): Truyền trên BCCH khi không có thông tin,gồm các bit hỗn hợp chỉ cho hớng xuống.

Cụm truy cập AB (Access Burst): Cụm này đợc sử dụng để thâm nhập ngẫunhiên và thâm nhập chuyển giao (handover) cụm chứa bít thông tin, bit đồng bộ