Mạng lõi mạch điện gồm: − MSC/VLR. − HLR/AuC. − SMSC. − VMS/FMS. − IWF. − WIN/PPS.
Mạng lõi gói tin gồm: − PDSN
− AAA − HA
Mạng truy cập sóng điện từ: − BSC − BTS − MSC 4.1.1.1. MS (máy di động). a) Chức năng máy di động.
Anten của máy di động đợc nối tới một bộ thu phát qua 1 bộ ghép đôi cho phép cả hai phát và thu cùng lúc bởi 1 anten. Tín hiệu nhận đợc chuyển đổi từ băng VRF (cao tần) 850 MHz thành băng IF (trung tần). Theo thiết kế tiêu chuẩn bộ tổng hợp tần số đợc sử dụng cho trao đổi này, bộ thu có thể đợc sắp xếp ở tần số bất kỳ trong băng tần đợc sử dụng cho điện thoại tế bào. Tín hiệu băng IF qua bộ lọc thông giải SAW với băng 1,25 MHz.
Tín hiệu IF ra, đợc lọc bằng cách này, đợc chuyển đổi thành tín hiệu số qua một bộ biến đổi tơng tự/số và gửi tới 4 bộ thu liên quan, một bộ đợc gọi là bộ thu tìm kiếm và còn lại là 3 bộ thu số liệu. Rất nhiều tín hiệu lu lợng dới sự tăng cờng tín hiệu dẫn đờng đợc tế bào lân cận phát nằm trong các tín hiệu IF đợc số hoá. Bộ thu tín hiệu thực hiện sự tơng quan của các tín hiệu theo trình tự PN. Quá trình xử lý tơng quan này làm tăng tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu đối với các tín hiệu thích ứng với trình tự PN phù hợp mà không làm tăng nó đối với các tín hiệu khác. Do đó tạo ra độ lợi xử lý. Đầu ra tơng quan này đợc giải điều chế theo sự tơng quan nhờ sự dụng sóng mang dẫn đờng từ các trạm gốc lân cận làm chuẩn pha sóng mang. Trình tự của ký hiệu số liệu đợc mã hoá lấy ra từ quá trình xử lý giải điều chế này. Các tín hiệu đa đờng có thể đợc xác định nhờ các tính chất của trình tự PN. Khi các tín hiệu tới bộ thu máy di động qua nhiều đờng khác nhau, có thể có một sự chênh lệch thời gian nhận đợc tính toán theo phân chia chênh lệch khoảng cách đ- ờng dẫn với vận tốc ánh sáng. Trong trờng hợp sự chênh lệch thời gian dài hơn thời gian 1 chip thì một số đờng dẫn có thể đợc xác định thông qua xử lý tơng quan. Bộ thu có thể lựa chọn trong cách dẫn sớm nhất hoặc 1 trong các đờng dẫn sau đó và thực hiện dò tìm và thu. Trong trờng hợp các bộ thu này đợc sử dụng chúng có thể dò tìm và thu 3 đờng dẫn khác nhau song song và thu đợc 1 đầu ra đ- ợc tổ hợp đa dạng.
Bốn bộ thu giải điều chế nằm trong thiết kế hiện tại của các máy di động CDMA. Một bộ đợc sử dụng để tìm kiếm và 3 bộ còn lại đợc dùng làm bộ thu số
ra do phản xạ của địa hình và nhà cửa. Trong đó 3 đờng dẫn mạnh nhất đợc phân bổ tới 3 bộ thu số liệu. Bộ thu tìm kiếm bảo đảm 3 đờng dẫn mạnh nhất có thể đợc phân bố tới các bộ thu số liệu ngay cả khi môi trờng đờng dẫn bị thay đổi.Trong suốt thời chuyển vùng mềm giữa 2 trạm gốc, bộ thu tìm kiếm đợc sử dụng để xác định đờng dẫn mạnh nhất ngoài 2 đờng dẫn và 3 bộ thu số liệu đợc phân bố để giải điều chế các đờng này. Quá trình xử lý giải điều chế sử dụng thông tin từ tất cả 3 bộ thu khi tổ hợp dẫn đến tăng đáng kể trở kháng giao thoa. Hệ thống CDMA áp dụng kiểu tổ hợp tốc độ lớn nhất xác định tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu cho tất cả các đ- ờng dẫn đợc tổ hợp và đa ra trọng số cho từng đờng dẫn hơn là cộng chúng với nhau. Vì pha của mỗi đờng đợc xác định thông qua điều chế dẫn đờng trớc khi tổ hợp nên sự tổ hợp này đợc thực hiện theo trật tự.
Đầu ra của bộ tổ hợp các tốc độ khác nhau lớn nhất đợc chuyển tới bộ giải mã lấy ra 1 tốc độ đã đợc chèn vào từ các trình tự tín hiệu đợc tổ hợp trớc đó và đầu ra đợc giải mã nhờ bộ giải mã chuẩn hoá hớng đi sử dụng thuật toán Viterbi. Bit giải mã đợc xử lý bởi bộ mã hoá tiếng nói hoặc bởi khách hàng số liệu. Tiếng nói của khách hàng di động truyền từ máy di động tới trạm gốc của bộ mã hoá tiếng nói số. Nó đợc chuyển thành mã có chuẩn hoá lỗi nhờ bộ mã hoá cuộn và đ- ợc chèn vào cuối cùng. Kết quả các ký hiệu đợc mã hoá theo sóng mang PN và trong trờng hợp này trình tự PN đợc chọn lọc bởi địa chỉ đợc ấn định cho mỗi lu l- ợng. Đầu ra của bộ điều chế có công suất đợc điều khiển bởi các tín hiệu từ bộ điều khiển số và bộ thu tơng tự. Nó đợc chuyển thành RF và thông qua bộ tổng hợp tần số sắp xếp
các tín hiệu theo tần số ra riêng và sau đó đợc khuyếch đại tới mức đầu ra cuối cùng. Tín hiệu truyền dẫn đạt đợc bằng cách này đợc chuyển tới anten qua bộ ghép kép.
4.1.1.2. MSC (Trung tâm chuyển mạch di động).
Đối với mỗi khối số liệu bộ mã hoá tiếng nói dự tính chất lợng tín hiệu đợc thu đợc từ trạm gốc thông thờng trong khoảng 20 ms và sau đó nó truyền số liệu tới MSC. Dự tính chất lợng là tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu ở khoảng 20 ms. Đầu ra bộ mã hoá tiếng nói đợc chuyển tới MSC nhờ sử dụng các đờng thoại chung hoặc các thiết bị vi ba. Trong trờng hợp bộ thu đa dạng đợc sử dụng các tín hiệu có thông tin tơng tự có thể đợc gửi đi từ 1 hay nhiều trạm gốc tới MSC. Vì giao thoa và nhiễu đợc tạo ra trong các đờng dẫn từ máy di động tới trạm gốc tín hiệu từ 1 trạm gốc có thể có chất lợng cao hơn 1 trạm gốc khác. Chuyển mạch số của MSC cung cấp đờng dẫn để dòng thông tin số liệu có thể đợc truyền từ 1 hay nhiều trạm gốc
tới từng bộ chọn. Một bộ chọn và bộ mã hoá tiếng nói tơng ứng đợc yêu cầu để xử lý từng cuộc gọi. Sau khi so sánh sự chỉ thị chất lợng tín hiệu kèm theo bít thông tin từ 1 hay nhiều trạm gốc bộ chọn, chọn bít của trạm gốc có chất lợng cao nhất nhờ bộ khung và gửi nó tới bộ mã hoá tiếng nói. Bộ mã hoá tiếng nói chuyển đổi tín hiệu tiếng nói số thành kiểu tín hiệu điện thoại PCM tiêu chuẩn với vận tốc 64kbps, kiểu tơng tự hoặc các kiểu tiêu chuẩn khác. Bằng cách này nó đợc nối tới PSTN nhờ hệ thống chuyển mạch.
Tín hiệu tiếng nói từ PSPN tới máy di động đợc đa vào bộ mã hoá tiếng nói qua hệ thống chuyển mạch. Dòng bit thông tin đầu ra bộ mã hoá tiếng nói đợc chuyển tới 1 hoặc nhiều trạm gốc qua hệ thống chuyển mạch tiếp theo. Nếu máy di động không trong chuyển vùng mềm tín hiệu đợc chuyển tới 1 trạm gốc. Tuy nhiên nếu nó trong chuyển vùng mềm thì tín hiệu đợc truyền tới số lợng thích hợp các trạm gốc để đợc chuyển tới máy di động. Bộ điều khiển MSC phân bổ các cuộc gọi tới trạm gốc và tới các thiết bị của bộ mã hoá tiếng nói. Bộ điều khiển này cùng điều khiển với bộ điều khiển trạm gốc để phân bổ của bộ đếm thời gian với vùng đang tồn tại MSC không yêu cầu khẳng định các vùng đang tồn tại thông qua các tín hiệu nhắn tin. Phơng pháp đăng ký dựa vào vùng đợc sử dụng rộng rãi để định nghĩa các danh giới vùng của hệ thống tế bào hoặc các danh giới giữa các hệ thống với nhau. Phơng pháp đăng ký cắt nguồn đợc máy di động tơng ứng thực hiện khi nguồn của máy di động tắt nguồn. Trong suốt quá thời gian tắt nguồn máy di động có thể đi ra ngoài vùng dịch vụ của hệ thống và kết quả sự đăng ký tắt nguồn không thể đợc thực hiện chính xác. Máy điện thoại cầm tay có thể đợc định vị trong các vùng có môi trờng lan truyền vô tuyến kém hoặc có thể định h- ớng không chính xác, ngoài ra anten không thể đợc sắp đặt chính xác và do đó trạng thái thực hiện đăng ký tắt nguồn không rõ ràng hơn trờng hợp các điện thoại trên các phơng tiện đợc sử dụng. Mặc dù có sự không rõ ràng của nó nhng sự đăng ký cắt nguồn đợc thực hiện chính xác có thể ngăn cản MSC nhắn tin cho máy di động một cách không cần thiết. Sự đăng ký dựa trên bộ đếm thời gian đợc máy di động thực hiện bất kỳ lúc nào kết thúc thời gian. Ngoài ra khi hoàn thành truy nhập hệ thống trạm gốc và máy di động định nghĩa thời gian của bộ định thời mới. Thời gian kết thúc của trạm gốc luôn luôn dài hơn thời gian kết thúc của máy di động. Trong trờng hợp máy di động bị sự cố đối với thực hiện đăng ký cho tới khi thời gian của trạm gốc kết thúc, trạm gốc giả định rằng máy di động có thể kiểm soát hệ thống không lâu hơn hoặc đăng ký tắt nguồn của máy di động không thành công.
Tóm lại khối trung tâm của hệ thống có chức năng sau:
Chức năng xử lý cuộc gọi:
− Cuộc gọi thoại, cuộc gọi số liệu, và cuộc gọi quá giang. − Dịch số.
− Nhắn tin. − Bảo mật.
Đăng ký định vị và chuyển giao.
Giao tiếp trạm làm việc có chức năng bảo trì và vận hành.
Gửi và xử lý đồ hoạ.
Theo dõi thuê bao di động.
Thống kê và tính cớc.
Điều khiển quá tải.
Chức năng MAP (Phần ứng dụng di động).
Chức năng liên kết làm việc với mạng.
Giao tiếp với mạng PSTN /IN/Nhà cung cấp ở xa.
VMF/FMS/IWF/HLR/SMSC/OMD (Máy chủ vận hành và bảo dỡng trong mạng DCN)/Giao tiếp với hệ thống tính cớc.
Giao tiếp với BSC (3G IOS).
4.1.1.3. VLR ( Bộ đăng ký định vị thờng trú).
VLR là khối chức năng cung cấp thông tin khác nhau để cho các thuê bao di động trong MSC/VLR của hệ thống thông tin di động CDMA có thể thay đổi vị trí của chúng một cách tự do, thiết lập và giải phóng cuộc gọi, cung cấp các dịch vụ khác nhau. Các chức năng này gồm: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
− Đăng ký định vị
− Thay đổi thông tin thuê bao di động − Thẩm vấn vị trí
− Thẩm vấn định ttuyến tới thuê bao di động bị gọi − Nhận thực
− NDSS (lựa chọn hệ thống nối trực tiếp đến mạng)
4.1.1.4. BSC (Bộ điều khiển trạm gốc).
BSC nằm giữa MSC và BTS nó có nhiều chức năng khác nhau nh quản lý trạng thái BTS, chức năng quản lý tài nguyên vô tuyến, chức năng chuyển giao cứng và chuyển giao mềm giữa MS và BSC, điều khiển công suất. BSC còn có thể đổi dữ liệu thoại dạng EVRC sang dạng PCM và ngợc lại, nó cũng triệt tiếng dội xảy ra do bộ hybird của thuê bao hữu tuyến và trì hoãn.
Các chức năng chính của BSC: − Điều khiển chuyển giao − Truyền mẫu tin trong suốt − Chuyển mã
− Chọn lựa
− Xử lý dịch vụ bổ xung − Định tuyến gói
− Quản lý tài nguyên cuộc gọi − Báo hiệu giữa MSC và BTS − Xử lý 3G IOS
− Vận hành và bảo dỡng…
4.1.1.5. BTS (Trạm thu phát gốc).
BTS nằm giữa MT và BSC. Nhiệm vụ chức năng chủ yếu của nó là truyền dẫn vô tuyến, nó điều khiển và duy trì các cuộc gọi cho máy di động, giúp MT nhận đợc trạm gốc lúc ban đầu, gửi dữ liệu cần thiết, phân bổ kênh lu lợng theo yêu cầu và tạo tuyến cho các cuộc gọi. Các chức năng đó gồm có:
− Quản lý tài nguyên các cuộc gọi và điều khiển cuộc gọi − Truyền dẫn
− Xử lý lỗi
− Đo và thống kê
− Xử lý tín hiệu vô tuyến, đo và kiểm tra vô tuyến và TPTL( Transmit Power Tracking Loop: Vòng giám sát công suất phát)
4.1.1.6. BSM (Bộ quản lý trạm gốc).
Thiết bị chính của BSM là trạm làm việc ( Workstation) và các thiết bị phụ trợ nh máy in, X-terminal. BSM có chức năng điều khiển vận hành và bảo dỡng các bộ xử lý cuộc gọi và bộ mã hoá thoại, chúng làm việc nh là một bộ điều khiển của BSC và tất cả các thiết bị của BTS. BSM truy cập NMS qua giao diện mạng LAN và sử dụng giao thức TCP/IP.
BSM cung cấp các chức năng sau: − Vận hành và bảo dỡng BTS và BSC − Nạp chơng trình cho BTS và BSC − Thu thập và xử lý cảnh báo
− Quản lý và xử lý thông tin liên quan đến vận hành − Giao diện với nhân viên điều hành
− Quản lý chất lợng − Xử lý lỗi
− Xử lý thống kê
− Truyền dữ liệu thông qua giao diện với OMD
4.1.1.7. PDSN (Mạng dịch vụ dữ liệu dạng gói).
PDSN truy nhập vào mạng vô tuyến thông qua giao thức mạng ANSI-41, và cung cấp chức năng giao diện internet bằng thủ tục IP đơn giản và giao diện internet bằng giao thức IP di động dựa trên giao diện tuyến (link) giao thức PPP tuỳ thuộc vào sự khởi tạo cuộc gọi dữ liệu gói của thiết bị di động MT, bên cạnh đó nó còn cung cấp các chức năng: nh nhận thực và cho phép truy nhập mạng internet của thuê bao, chức năng truy cập server để tính cớc.
4.1.1.8. HA (Home Agent).
HA phân phối các gói đến các nút mạng di động. Nó hoạt động nh một bộ định tuyến (router) trong mạng chủ của mạng di động mà nó có thông tin định vị hiện tại của các nút di động. HA đợc hỗ trợ các chức năng sau:
− Nhận thực dịch vụ dữ liệu gói . − Định tuyến gói đến FA (PDSN). − Quản lý và thông tin bảo mật với FA.
4.1.1.9. AAA (Nhận thức, Cho phép hỗ trợ tính cớc). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
AAA có thể tạo thành từ máy micro/mini workstation trong mạng CDMA. Nó cung cấp các chức năng sau:
− Liên kết hoạt đông với FA (foreign agent) PDSN thông qua hệ thông bảo an để tính cớc cho thuê bao và nhận thực uỷ thác.
− Cung cấp hồ sơ thuê bao và thông tin chất lợng dịch vụ đến FA(PDSN). − Định địa chỉ IP động cho Simple IP/Mobile IP.
4.1.1.10. HLR (thanh ghi định vị thờng trú).
HLR là một thành phần mạng, nó xử lý thông tin về thuê bao di động hoặc các thành phần mạng cấu hình đợc yêu cầu với cơ sở dữ liệu thời gian thực dung l- ợng cao. HLR nhận các thông tin định vị của các thuê bao di động di chuyển giữa các vùng đợc điều khiển bởi VLR của hệ thống chuyển mạch và lu trữ nó vào bộ nhớ cơ sở dữ liệu trong HLR theo thời gian thực.
− Đăng ký định vị và giải phóng. − Xử lý cuộc gọi.
− Quản lý thông tin thuê bao.
− Nhận dạng thuê bao và liên quan đến kế hoạch đánh số. − Thông tin liên quan đến hoạt động của thuê bao.
− Thông tin liên quan đến các dịch vụ bổ xung. − Thông tin liên quan đến tính cớc.
− Đăng ký và huỷ bỏ dịch vụ bổ xung. − Quản lý, vận hành và bảo trì hệ thống. − Giao tiếp với nhân viên điều hành.
− Quản lý hỗ trợ (MTP,SCCP,TCAP) lớp thấp báo hiệu số 7. − Quản lý thông tin định tuyến.
AuC thi hành quản lý thông tin và quyết định giả thuật ... AuC bao gồm các chức năng sau:
− Nhận thực cuộc gọi đăng ký v trí. − Nhận thực cuộc gọi xuất phát. − Kết thúc cuộc gọi.
− Thủ tục trả lời yêu cầu đặc biệt.
− Thủ tục nâng cấp SSD, yêu cầu BS(Hệ thống trạm gốc). − Nâng cấp thông số.
4.1.1.12. SMSC (Trung tâm dịch vụ bản tin ngắn).
SMC (trung tâm bản tin ngắn) là một hệ thống trao đổi mẫu tin dạng mẫu tự giữa SME (Short Message Entity - thực thể bản tin ngắn) và mạng CDMA. Các loại đầu cuối bản tin ngắn SME thuộc VMS (Hệ thống th thoại ), E-mail, InP (Nhà cung cấp thông tin) FAX, PC (máy tính cá nhân). SMC đợc nối với HLR và MSC /VLR thông qua CCS7 (báo hiệu kênh chung số 7), với hệ thống quảng bá trạm gốc CBS (Cell Broadcast System) thông qua TCP/IP hoặc X.25.
Các chức năng gồm có: