Khuôn mẫu thông tin ở một khe thời gian trên kênh TDMA đợc gọi là một cụm, nghĩa là trong khoảng thời gian đồng đều (cứ 8 khe thời gian một lần ở kênh TDMA) ta gửi đi một cụm của một loại thông tin (xét từ MS).
Cấu trúc cụm bao gồm các cụm:
- Cụm thông thờng (NB) (Normal Burst): Cụm này chứa 114 bit thông tin và đợc mật mã, 3 bit khoá đầu, đuôi cụm (0,0,0), 26 bit hớng dẫn và khoảng bảo vệ là 8,25bit. NB đợc sử dụng cho các kênh TCH, PCH, AGCH , BCCH, SDCCH, SACCH, FACCH.
- Cụm hiệu chỉnh tần số (FB) (Frequency Correction Burst): Cụm này chứa 142 bit cố định bằng “ O ”, 3 bit khoá đầu, đuôi cụm bằng (0,0,0). Khoảng bảo vệ 8,25 bit tơng ứng với 30 ms, cho phép máy phát dịch lên và dịch xuống trong giới hạn do khuyến nghị GSM qui định . Cụm này đợc sử dụng cho FCCH để đồng bộ tần số cho trạm di động.
- Cụm đồng bộ (SB) (Synchronisation Burst): Cụm này chứa 78 bit thông tin đợc mật mã, 3 bit khoá đầu, đuôi cụm (0,0,0) các bit này giúp cho bộ cân
__________________________________________________________________________
bằng biết đâu là đầu đâu là cuối, vì thuật toán ở bộ cân bằng cần điểm khởi đầu và kết thúc. Chuỗi đồng bộ 64 bit và khoảng bảo vệ 8,25 bit. SB đợc sử dụng cho kênh SCH để đồng bộ thời gian cho trạm di dộng.
- Cụm thâm nhập (AB) (Access Burst): Cụm này chứa 36 bit thông tin, 41 bit đồng bộ, 3 bit khoá đầu, 3 bit khoá đuôi. Nhng ở cụm này, khoảng bảo vệ lên tới 68,25 bit. Sở dĩ khoảng bảo vệ dài nh vậy vì khi MS lần đầu thâm nhập không biết định trớc thời gian (khoảng này dành cho khoảng cách tối đa dài 35 km). AB đợc sử dụng cho kênh RACH để trạm di động thâm nhập ngẫu nhiên tới BTS.
- Cụm giả DB (Dummy Burst): Cụm này có cấu trúc hoàn toàn giống NB. Nhng các bit mật mã đợc thay thế bằng các bit hỗn hợp. Cụm này không mang thông tin và đợc BTS phát đi chỉ trong một số trờng hợp đặc biệt.
1Hyperframe = 2048 Superframe = 2715648 Frames (3h82min53sec760ms)
0 1 2 3 4 5 2045 2046 2047
1 Superframe = 1326 TDMA Frames (8.12sec)
0 1 2 3 4 48 49 50
0 1 2 24 25
1(26frames)Multiframe = 26 TDMFrame (120ms) 1(51frames)Multiframe = 51TDMA Frames
0 1 2 3 23 24 25 0 1 49 50
1 TDMA Frame = 8 Timeslots (4.615ms)
0 1 2 3 4 5 6 7 TB3 Ecryted bis 57 Flag 1 Training Sequence 26 Flag 1 Ecryted bis 57 GP 8,25 NB TB 3 Fixed bits 142 TB 3 GP 8,25 FB __________________________________________________________________________ 29
TB 3 Ecryted bis 39 Synchronisation Sequence 64 Ecryted bis 39 TB 3 GP 8,25 SB TB 3 Synchronisation Sequence 41 Ecryted bis 36 TB 3 GP 68,25 AB TB 3 Mixed bits 58 Training Sequence 26 Mixed bits 58 TB 3 GP 8,25 DB sơ đồ tổ chức khung và cụm Chơng IV. Máy Di Động 4.1. Các chế độ sử dụng :
- Các máy lắp trên ô tô: Là một thiết bị lắp trên ô tô và ở thiết bị này anten lắp phía ngoài ô tô.
- Các máy xách tay: ở thiết bị này về mặt vật lý anten không gắn với phần thiết bị chứa kết cuối di động. Các máy này có thể thực hiện tất cả các mức công suất cần thiết trong hệ thống.
Các máy xách tay có thể đợc lắp trên ô tô và thờng gồm một khối cắm rút mang đi đợc và một bộ thích ứng lắp trên ô tô.
- Các máy cầm tay: Là một thiết bị xách tay và ở đây anten có thể gắn với phần thiết bị chứa kết cuối di động. Các máy cầm tay có thể lắp trên ô tô và thờng một máy cầm tay tiêu chuẩn cắm vào một giao tiếp ở ô tô. Giao tiếp này cho phép nạp acqui và nối ghép với anten bên ngoài.
4.2. Một số tính năng của máy di động:
Các tính năng của MS đợc phân thành: Bắt buộc và tuỳ chọn. Các tính năng bắt buộc đợc thực hiện chừng nào chúng còn là tính năng của MS.
Việc thực hiện các tính năng tuỳ chọn đợc dành cho ý muốn của nhà xản xuất. Các nhà xản xuất phải có trách nhiệm đảm bảo cho các tính năng của MS
__________________________________________________________________________
không mâu thuẫn với giao tiếp vô tuyến cũng nh không gây nhiễu đến mạng, hoặc đến MS khác hay bản thân MS của mình.
* Các tính năng cơ bản của MS: - Hiển thị số bị gọi (M):
Tính năng này cho phép ngời gọi kiểm tra số thoại đợc quay trớc khi thiết lập cuộc gọi.
- Hiển thị các tín hiệu trong quá trính thiết lập cuộc gọi (M): (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các chỉ thị này là các tone, các thông báo đợc ghi hay hiển thị trên cơ sở thông tin báo hiệu trả lời từ PLMN. ở các cuộc gọi truyền số liệu, thông tin này có thể đợc đa đến DTE.
- Chỉ thị quốc gia / mạng PLMN (M):
Tính năng cho biết hiện thời MS đang đăng ký ở mạng GSM PLMN nào. Chỉ thị này cần biết để ngời sử dụng biết khi nào xảy ra “ lu động ” (chuyển mạng hay quốc gia) và việc chọn PLMN là đúng. cả quốc gia và PLMN đợc hiển thị.
- Chọn quốc gia / mạng PLMN (M) : - Quản lý nhận dạng đăng ký thuê bao:
SIM chứa IMSI (modun nhận dạng thuê bao) đợc bảo vệ và chuẩn hóa trong mạng GSM.
Nếu ngời sử dụng tháo SIM ra thì MS cũng tách ra làm cho cuộc gọi đang tiến hành kết thúc, và ngăn sự khởi đầu của các cuộc gọi tiếp theo (trừ các cuộc gọi khẩn cấp).
+ Hiển thị PIN không đủ năng lực (M).
+ Nhận dạng thiết bị máy tin di động quốc tế IMEI (M).
Mỗi MS phải có một nhận dạng duy nhất và phải đợc phát đi theo yêu cầu từ PLMN. IMEI đợc lắp trên cùng một modun nằm trong MS và đợc bảo mật.
+ Chỉ thị và xác nhận bản tin ngắn.
__________________________________________________________________________
Tính năng này cho phép phát đi những bản tin ngắn đến MS từ trung tâm dịch vụ.
+ Chỉ thị thông báo ngắn bị tràn.
Một chỉ thị sẽ đợc gửi đến ngời sử dụng dịch vụ thông báo ngắn của MS khi không thể nhận bản thông báo tới vì bộ nhớ không đủ chứa.
- Giao tiếp DTE/DCE:
Đây là một bộ nối để đấu nối DTE đến MS và sử dụng với các nghiệp vụ số liệu.
- Giao tiếp đầu cuối:
Là một bộ nối tiêu chuẩn để đấu nối thiết bị đến chuẩn ISDNI.420 . - Giao tiếp tơng tự:
Để nối ghép tơng tự bên ngoài cho thiết bị, chẳng hạn thiết bị không cần nhấc máy.
- Chức năng thâm nhập quốc tế (phím “ + ”).
Dành cho phơng pháp thâm nhập quốc tế trực tiếp tiêu chuẩn, nó có thể đợc sử dụng trực tiếp khi thiết lập 1 cuộc gọi hay đợc đa vào bộ nhớ để quay số rút gọn.
- Chuyển mạch bật / tắt :
MS có thể đợc trang bị một phơng tiện bật nguồn, tắt nguồn. Chuyển mạch tắt thờng làm nền vì thế khi ấn nó, MS thực hiện hoàn tất mọi chức năng quản lý nh ngừng ghi trớc khi tắt thực sự. Chuyển mạch bật cũng có thể kết hợp với việc đa mã pin vào.
- Chỉ thị nghiệp vụ (M):
Là chỉ thị cho ngời sử dụng rằng có cờng độ tín hiệu phù hợp để thực hiện một cuộc gọi và MS đã đăng ký thành công ở PLMN đợc chọn. Chỉ thị này cũng có thể đợc kết hợp với chỉ thị Quốc gia PLMN.
* Các tính năng phụ của MS: - Chỉ thị tính cớc:
__________________________________________________________________________
Cho phép hiển thị thông tin tính cớc trên cơ sở một cuộc gọi do PLMN cung cấp.
- Điều khiển các dịch vụ phụ:
nhất thiết các nghiệp vụ phụ có thể đợc điều khiển từ MS. * Các tính năng MS bổ sung: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Quay số rút gọn:
Số thoại danh bạ hay một phần của nó đợc lu giữ ở máy di động cùng với địa chỉ rút gọn. Bằng một chức năng bàn phím có thể bổ xung số thoại cha đầy đủ hoặc đa vào số thứ 2. Số thoại danh bạ đợc phát đi ở đờng vô tuyến.
- Gọi số thoại cố định:
Tín năng này cho phép bằng một khóa điện tử có thể cấm gọi mọi số thoại trừ các số đợc lập trình ở máy di động. Số thoại đợc phát đi bằng đờng vô tuyến.
- Lặp lại số thoại:
Cho phép lặp 1 lần (bằng ấn phím) thủ tục thiết lập cuộc gọi với số điện thoại danh bạ cuối cùng đợc hiển thị.
- Khai thác không nhấc máy:
Tính năng này cho phép hội thoại điện thoại không cần tổ hợp nói nghe. Các biện pháp chống dao động tự kích và truyền tiếng vọng đến thuê bao xa đợc thực hiện ở MS. Tinh vi hơn có thể điều khiển MS bằng đầu vào tiếng chẳng hạn bằng các đáp ứng tiếng từ MS.
- Cấm các cuộc gọi ra:
Cho phép chặn các cuộc gọi ra. Điều kiện chặn có thể đợc họat động / ngừng hoạt động bằng một phím (trừ trờng hợp gọi khẩn cấp). Cấm có thể chọn lọc, nghĩa là chỉ áp dụng cho từng dịch vụ, từng kiểu cuộc gọi hay các dịch vụ phụ. Không có sự tham gia của báo hiệu mạnh.
- Cấm sử dụng trái phép:
__________________________________________________________________________
Trạm chỉ làm việc khi tồn tại một IMSI đúng (ngoại trừ các cuộc gọi khẩn cấp). Trạm có thể khóa và chỉ họat động khi ấn một phím.
- Chỉ thị chất lợng thu. - Tự kiểm tra (M):
Sau khi bật nguồn và trớc khi nối lần đầu đến mạng, MS tiến hành tự kiểm tra sự sẵn sàng cho khai thác của mình.
Khi tự kiểm tra máy phát của MS không phát xạ để đảm bảo rằng MS không gây nhiễu cho mạng của mình cũng nh mạng khác.
- Máy đo các đơn vị tính cớc cuộc gọi:
MS có thể chứa một bộ chỉ thị các đơn vị tính cớc cuộc gọi. Bộ chỉ thị này sẽ cung cấp thông tin về các đơn vị cớc cuộc gọi phải trả.
__________________________________________________________________________
CHƯƠNG V. Các thủ tục thông tin
5.1. Tổng quan các thủ tục thông tin:
- MS tắt máy:
Mạng không thể tiếp cận đến máy vì nó sẽ không trả lời thông báo tìm gọi. Nó sẽ không thông báo cho hệ thống về các sự thay đổi vùng định vị. MS đợc coi là rời mạng.
- MS bật máy, trạng thái rỗi:
Hệ thống có thể tìm gọi thành công MS. MS đợc coi là nhập mạng. Trong khi chuyển động, MS kiểm tra rằng nó luôn luôn đợc nối đến một kênh quảng bá đợc thu tốt nhất. Quá trình này đợc gọi là lu động. MS cũng cần thông báo cho hệ thống về các thay đổi vùng định vị. Quá trình này đợc gọi là cập nhật vị trí.
- MS bận:
Mạng vô tuyến có một kênh thông tin (kênh tiếng) dành cho luồng số tới từ MS. Trong khi chuyển động MS phải có khả năng chuyển đến kênh thông tin mới. Quá trình này đợc gọi là chuyển giao (handover).
Để quyết định handover hệ thống giải thông tin nhận đợc từ MS và BTS. Quá trình này đợc gọi là định vị.
__________________________________________________________________________
Cơ bản chúng ta có hai tình huống khác nhau: MS rỗi hay bận và đợc coi nh chuyển động liên tục theo một phơng nhất định. ở cả hai trờng hợp hệ thống cần duy trì một đờng linh hoạt thông qua giao tiếp vô tuyến để truyền dẫn tới từ MS. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5.2. L u động và cập nhật:
- Coi rằng MS ở trạng thái tích cực, rỗi và đang chuyển động theo một phơng liên tục. Khi MS rời xa BTS nối với nó, cờng độ tín hiệu sẽ giảm. ở một thời điểm nhất định, cờng độ tín hiệu yếu đến mức mà MS quyết định thay đổi đến tần số mới thuộc một trong các ô lân cận nó. Để chọn tần số tốt nhất, MS liên tục đo tín hiệu của từng tần số trong số các tần số nhất định của ô lân cận.
Thờng MS phải tìm đợc tần số BCH/CCCH từ BTS2 có cờng độ tín hiệu tốt hơn tần số cũ,
Sau khi tự khóa đến tần số mới này, MS tiếp tục nhận các thông báo tìm gọi, các thông báo quảng bá chừng nào tín hiệu của tần số mới vẫn đủ tốt.
Quyết định về việc thay đổi tần số BCH/CCCH sẽ thực hiện mà không cần thông báo cho mạng, nghĩa là mạng mặt đất không tham gia vào quá trình này. Khả năng chuyển động vô định đồng thời với việc thay đổi “nối thông” MS ở giao tiếp vô tuyến, ở thời điểm cần thiết để đảm bảo chất lợng thu đợc gọi là l- u động. VLR LA1 LA2 1 Cell2 cell3 2
cell1 cell4 cell5 1 BCH LAI mới __________________________________________________________________________ 36 MSC
2
Yêu cầu cập nhật vị trí
Hình 3a : MS chuyển từ một vùng định vị này
đến một vùng định vị bên cạnh
- Khi MS chuyển động từ ô 2 đến ô 3 (nh ở hình 3a) ở sơ đồ này cho ta thấy ô 2 và ô 3 không thuộc cùng một vùng định vị.
Ta có thể tởng tợng ra rằng MS không hề biết cấu hình của mạng chứa nó nh thế nào để gửi cho MS thông tin về vị trí chính xác của nó, hệ thống phát đi nhận dạng vùng định vị MS (LAI) liên tục ở giao tiếp vô tuyến = BCCH.
Khi đi vào ô 3. MS sẽ nhận thấy vùng mới bằng cách thu BCCH. Vì thông tin về vị trí có tầm quan trọng rất lớn, mạng phải đợc thông báo về sự thay đổi này. MS không còn cách nào khác là cố gắng thâm nhập vào mạng để cập nhật vị trí của mình ở MSC/VLR. Quá trình này đợc gọi là cập nhật vị trí.
Sau khi đã phát vị trí mới của mình đến mạng, MS sẽ tiếp tục chuyển động ở vùng mới. Từ quan điểm mạng ta có thể đa ra các trờng hợp khác nhau khi MSC/VLR phải gửi thông tin về vùng định vị mới đến các khối khác. Hình 3b cho ta thấy hai trờng hợp khác nhau khi MS buộc phải cập nhật vị trí của mình:
+ MS chuyển động từ ô 3 đến ô 4. BTS4 đợc nối đến mạng qua một đờng nối đến BSC mới nhng vẫn tới cùng một MSC/VLR.
+ MS chuyển động từ ô 3 đến ô 5, BTS5 đợc nối đến mạng qua một đờng nối đến một BSC mới và đến một MSC/VLR mới nghĩa là MSC đã đạt tới một vùng phục vụ MSC/VLR mới. VLR LA1 LA2 BSC Cell2 cell3 HLR __________________________________________________________________________ 37 MSC MSC
LA3 Cell1 cell4 cell5
VLR
BSC
Hình 3b: Hai trờng hợp cập nhật vị trí khác khác nhau
5.3. Thủ tục nhập mạng - đăng ký lần đầu:
Khi MS bật máy nó sẽ quét giao tiếp vô tuyến để tìm ra tần số đúng. Tần số mà MS tìm kiếm sẽ chứa đựng thông tin quảng bá cũng nh thông tin tìm gọi BCH/CCCH có thể có. MS tự khóa đến tần số đúng nhờ việc hiệu chỉnh tần số thu và thông tin đồng bộ.
Vì đây là lần đầu MS đợc sử dụng nên phần mạng chịu trách nhiệm xử lý thông tin tới từ MS (chính là MSC/VLR ở cùng một vùng phục vụ nh MS) hoàn toàn không có thông tin về MS mới này.
MS không có chỉ thị nào về nhận dạng vùng định vị mới. Khi đó MS sẽ lập tức cố gắng thâm nhập đến mạng và nói cho hệ thống rằng nó là MS mới ở vùng định vị này. Bằng cách gửi đi một thông báo “ cập nhật vị trí - nhập mạng “ đến MSC/VLR (LAI là bộ phận của thông tin quảng bá đợc liên tục phát ở giao tiếp vô tuyến) (ở hình 4a).
__________________________________________________________________________ 38 2 yêu cầu cập nhật vị trí (IMSI ở MSC mới) HLR IMSI được đánh dấu nhập 3 Tiếp nhận cập nhật vị trí mạng VLR 1 Cập nhật vị trí nhập mạng (LAI mới) 4 Công nhận cập nhật vị trí MSC
Hình 4a: Đăng ký lần đầu
Từ giờ chở đi MSC/VLR sẽ coi rằng MS hoạt động và đánh dấu trờng dữ liệu của MS bằng một cờ - nhập mạng, cờ này liên quan đến IMSI.
5.4. Thủ tục rời mạng:
Thủ tục rời mạng liên quan đến IMSI. Thủ tục rời mạng của IMSI cho phép MS thông báo cho mạng rằng thuê bao di động sẽ tắt nguồn. Lúc này tìm kiếm thuê bao di động bằng tìm gọi sẽ không xảy ra.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});