Trong mô tả của chúng ta về kiến trúc mạng di động trong phần này, chúng tôi sẽ áp dụng các thuật ngữ của Global System for Mobile Communications (GSM)
standards. ( các từ viết tắt GSM đã được bắt nguồn từ Groupe Special Mobile, cho đến khi tên tiếng anh được thông qua, bảo quản các chữ cái viết tắt ban đầu.) Trong những năm 1980, người châu Âu công nhận sự cần thiết cho một hệ thống di động kỹ thuật số toàn châu Âu sẽ thay thế nhiều hệ thông di động tương tự không tương thích, dẫn đến các tiêu chuẩn GSM [Mouly 1992]. Châu Âu triển khai Công nghệ GSM với thành công lớn trong những năm đầu thập niên 1990, và kể từ đó có GSM phát triển thành hệ thống lớn nhất thế giới điện thoại di động, với hơn 80% tất cả các thuê bao di động trên toàn thế giới sử dụng GSM. Khi người ta nói về công nghệ di động, họ thường phân loại các công nghệ theo "thế hệ." Các thế hệ đầu tiên được thiết kế chủ yếu cho truyền thoại. Thế hệ đầu tiên (1G) là hệ thống tương tự FDMA thiết kế dành riêng cho thông tin liên lạc bằng giọng nói . Những hệ thống 1G là gần như tuyệt chủng hiện nay, đã được thay thế bằng hệ thống 2G kỹ thuật số. Các hệ thống 2G gốc cũng được thiết kế cho tiếng nói, nhưng sau đó đã mở rộng (2.5G) để hỗ trợ dữ liệu (ví dụ, Internet) cũng như dịch vụ thoại. Các hệ thống 3G hiện đang được triển khai cũng hỗ trợ giọng nói và dữ liệu, nhưng ngày càng tăng về khả năng dữ liệu và các liên kết truy cập vô tuyến tốc độ cao hơn
lịch sử
Điện thoại di động 3G vs LANs không dây
Nhiều nhà điều hành điện thoại di động đang triển khai các hệ thống di động di động 3G với tốc độ dữ liệu trong nhà 2 Mbps và tốc độ dữ liệu ngoài trời 384 kbps và cao hơn. Những hệ thống 3G đang được triển trong băng tần được cấp phép một số nhà điều hành di động phải trả khoản tiền đáng kể cho chính phủ cấp giấy phép sử dụng phổ. Hệ thống 3G cho phép người sử dụng truy cập Internet từ các địa điểm ngoài trời từ xa trong khi di chuyển tương tự điện thoại di động ngày nay. Ví dụ, công nghệ 3G cho phép một người sử dụng truy cập thông tin bản đồ đường trong khi lái xe, hoặc các thông tin rạp chiếu phim
trong khi tắm nắng trên bãi biển. Tuy nhiên, có một câu hỏi được đặt ra là hệ thống 3G khi được mở rộng có được sử dụng vì giá cả và thực tế người dùng thường truy cập cả mạng LANs không dây và 3G
• Cơ sở hạ tầng mạng LAN không dây đang được phát triển và gần như có ở khắp mọi nơimạng LAN không dây. IEEE 802.11 hoạt động ở 54 Mbps đang được ưa chuộng và triển khai rộng rãi. Gần như tất cả các máy tính xách tay và điện thoại thông minh được trang bị với khả năng LAN 802.11 . Hơn nữa , các thiết bị đang
được phát triển như máy ảnh không dây và khung ảnh cũng có khả năng LAN không dây nhỏ và năng lượng thấp được hỗ trợ.
• trạm gốc Wireless LAN cũng có thể xử lý các thiết bị điện thoại di động. Nhiều điện thoại là đã có khả năng kết nối với các mạng điện thoại di động hoặc một Mạng IP một cách tự động hoặc sử dụng một dịch vụ Skype Voice-over-IP, do đó có thể truyền giọng nói di động và các dịch vụ dữ liệu 3G Tất nhiên, nhiều chuyên gia khác tin rằng 3G không chỉ sẽ là một thành công lớn,mà còn là một cuộc cách mạng hóa cách thức chúng ta làm việc và sinh sống. Nhiều khả năng, cả WiFi và 3G sẽ trở thành hai công nghệ không dây phổ biến, với thiết bị không dây tự động chuyển vùng lựa chọn công nghệ truy cập cung cấp các dịch vụ tốt nhất tại vị trí vật lý hiện tại của họ.
Cấu trúc mạng di động, 2G: các kết nối âm thanh tới mạng điện thoại
Thuật ngữ di động đề cập đến một thực tế rằng khu vực này được bao phủ bởi một mạng di động được phân chia theo khu vực phạm vi địa lý thành các mạng nhỏ, thể hiệnnhư hình lục giác ở phía bên trái của Hình 6.18. Như với các tiêu chuẩn
802.11WiFi chúng tôi nghiên cứu ở Phần 6.3.1, GSM có danh pháp riêng của nó ,mỗi mạng nhỏ chứa một trạm thu phát gốc (BTS) có thể truyền tín hiệu đến và nhận được tín hiệu từ các trạm di động trong tế bào của nó. Vùng phủ sóng của một mạng phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm năn lượng truyền của BTS năng lượng truyền của thiets bị sử dụng ,sự cản trở của các tòa nhà và độ cao của anten tram gốc. Mặc dù hình 6.18 chỉ ra mỗi trạm gốc chứa một trạm phát gốc đặt tại trung tâm của mạng.Ngày nay nhiều trạm BTS được đặt ở nơi có 3 mạng con giao nhau để mỗi BTS với anten định hướng có thể phục vụ 3 mạng Tiêu chuẩn GSM cho hệ thống di động 2Gsuwr dụng kết hợp FDM/TDM (radio) cho giao diên không khí.Nhớ lại chương 1 với DM tinh khiết , các kênh được phân chia thành các băn tần, mỗi băng tần dành cho một cuộc gọi.cũng trong chương 1 vói TDM tinh khiết thời gian được phân chia thành các khung mỗi khung lại được phân chia thành các slot .vì vậy với hệ thống kết hợp FDM/TDM nếu kênh được chia thành bawng tần con F và thời gian được chia thành T slot sau đó mỗi kênh sẽ có khả năng hỗ trợ đồng thời F.T cuộc gọi.Nhớ lại chúng ta đã xem trong phần 5.3.4 những mạng truy cập sử dụng cap cũng sử dụng cách tiếp cận FDM/TDM kết hợp.hệ thống GSM đòi hỏi băng tần 200-KHz với mỗi băng hỗ trợ 8 cuộc gọi TDM.Tốc độ giải mã của GMS là 13Kbps và 12.2 Kbps.Hệ thống điều khiển
củtrạm gốc của một mạng GSM sẽ phục vụ vài trục trạm truyền gốc. Nhiệm vụ của BSC làphân bố kênh radio BTS tới các thuê bao di động ,thực hiện phân trang(tìm địa chỉ của người dùng trong mạng) và phân vùng ngừi sử dụng điện thoại theo chủ
đề chúng ta sẽ xem xết trong mục 6.7.2. Bộ điều khiển trạm gốc và trạm thu phát gốc được điều khiển của nó tạo thành một hệ thống trạm gốc GSM (BSS) .Như chúng ta đã thấy trong phần 6.7 trung tâm chuyển mạch di động(MSC) có vai trò cấp giáy phép và tính phí cho người sử dụng ,thiết lập cuộc gọi,ngắt vafchuyeenr giao giữa các tế bào .Một MSC đơn sẽ chứa tới 5 BSCs vì thế có tới gần 200 nghìn thuê bao trên một MSC .một mạng của nhà cung cấp di động sẽ nhiều MSC với những MSC đặc biệt là gateway MSCs kết nối mạng di động của nhà cung cấp đến một mạng điện thoại công cộng lớn hơn
Hình 6.18:Các thành phần của kiến trúc mạng do động 2G GSM