2.1.1. Truyền dẫn tiếng trờn mạng GSM
Truyền dần tiếng (thoại) trong GSM sử dụng mó hoỏ tiếng với mục đớch hiệu suất sử dụng phổ cao và phải bảo vệ chống lỗi.
Hỡnh 2-4: Phõn chia khe thời gian trong GSM
Truyền số liệu trờn mạng GSM -- 27 -- Trần Quốc
Cú thể chia đường truyền dẫn tiếng bờn trong GSM thành cỏc đoạn sau đõy:
- Trạm di động MS.
- Từ trạm di động đến trạm gốc.
- Từ trạm gốc BTS đến bộ chuyển đổi mó riờng (TRAU). - Từ TRAU đến MSC.
Tớn hiệu õm thanh từ miệng của thuờ bao di động được biến đổi thà nh tớn hiệu dạng số tốc độ 13kbps (toàn tốc) hoặc 6.5kbps (bỏn tốc). Mó hoỏ bỏn tốc sẽ được sử dụng ở giai đoạn hai của GSM. Nguyờn tắc mó hoỏ tiếng GSM ở tốc độ 13kbps được gọi là RPE - LPT (Regula Pulse Excitation - Long Term Prediction: kớch thớch xung đều - tiền định thời gian dài). Mó hoỏ này cho phộp nhận được chất lượng khỏ cao nhưng đũi hỏi độ rộng phổ tần vụ tuyến hẹp. Tớn hiệu tiếng ở MS được đưa qua bộ lọc thụng thấp, qua bộ biến đổi A/D để được mó hoỏ PCM đồng đều với tần số lấy mẫu 8kHz và 13bit mó hoỏ cho một mẫu. Ở đầu ra của bộ A/D ta được cỏc khối 20ms mó hoỏ 260bit làm cho tốc độ của luồng ra là 13kbps.
Trờn đoạn từ MS tới BTS, tớn hiệu sau khi mó hoỏ được đưa đến bộ mó húa kờnh để tạo ra cỏc khối 456bit/20ms với tốc độ bit vào khoảng 22.8k bps, sau đú được ghộp xen, tạo thành cỏc cụm, cú thể đặt vào khe thời gian dành cho kờnh và sau đú được điều chế rồi phỏt vào khụng trung ở dải súng 900MHz. Tại đầu thu, quỏ trỡnh được thực hiện ngược lại để nhận được tớn hiệu mó hoỏ như ở đầu phỏt trước khi đưa vào bộ giải điều chế.
Trờn đoạn từ BTS đến TRAU, nếu TRAU đặt ở xa (vớ dụ như đặt tại BSC), bỏo hiệu sẽ được bổ sung vào tiếng (bỏo hiệu trong băng) để truyền cỏc thụng tin điều khiển TRAU từ bộ điều khiển chuyển đổi mó từ xa RTH (Remote Transcoder Handle) đặt ở BTS đến TRAU đặt ở BSC. Đồng thời, cú 60bit bổ sung vào 260bit tiếng trong 20ms, nõng tổng số bit trong 20ms lờn 320bit và tốc độ của luồng số cho mỗi kờnh sẽ đạt 16kbps ( Hỡnh 2-5).
-- 28 --
Giải mó tiếng
Giả i mó Viterb i
Giải ghộp xen Giải mật mó Cõn bằng Vi terbi Mỏ y thu / Giải điều chế D/A Phõn đoạn Mó hoỏ tiếng Mó hoỏ Kờnh Ghộp xen Mật mó hoỏ Lập Khuụn cụm Điều chế A/D 3kHZ 160 mẫu 13 bớt 260 b it / 20 ms 456 b it / 20 ms 22,8 kbit/s 270 kbit/s ở khe TS
Truyền số liệu trờn mạng GSM -- 29 -- Trần Quốc
Trong số 60bit bổ sung cú 4bit để trống cú tỏc dụng phõn cỏch giữa cỏc khung 20 ms, như vậy trong một khung 20 ms chỉ cú 316bit mang thụng tin. Nếu truyền dẫn trờn đoạn TRAU đặt xa (ở BSC) đến MSC, sử dụng cỏc đường truyền dẫn 64kbps luật A theo tiờu chuẩn G.711.
2.1.2. Truyền dẫn số liệu trờn mạng GSM
2.1.2.1. Thủ tục truyền số liệu trờn mạng GSM và với bờn ngoài
Mạng thụng tin di động GSM là mạng thụng tin số, cỏc tin hiệu õm thanh sau khi được mó hoỏ trở thành tớn hiệu số, khi đú toàn bộ cỏc thụng tin truyền trờn mạng GSM là dạng số hoàn toàn, kể cả cỏc tớn hiệu và bỏo hiệu. Như vậy về cơ bản truyền số liệu trờn mạng GSM chỉ khỏc truyền dẫn tiếng núi (thoại) ở phần biến đổi và mó hoỏ tớn hiệu õm thanh từ dạng tương tự thành tớn hiệu số và ngược lại.
Cỏc dịch vụ truyền số liệu bao gồm việc trao đổi thụng tin khỏc nhau như text, image, computer file, message... Một bộ phận quan trọng của cỏc thụng tin này được xử lý ở cỏc thiết bị đầu cuối. GSM giao tiếp với bờn ngoài hoặc là với cỏc thiết bị đầu cuối, hoặc là với cỏc mạng ngoài. Cỏc thiết bị đầu cuối cú thể là: PC, đầu cuối mỏy tớnh, Videotex... Cỏc mạng ngoài giao tiếp với GSM cú thể là PSTN, ISDN. Để kết nối GSM với thế giới bờn ngoài người ta sử dụng hai chức năng TAF (Terminal Adaptation Function) và IWF (Network Interworking
Function), với TAF là chức năng thớch ứng đầu cuối và IWF là chức năng tương
tỏc mạng. Cỏc thiết bị nằm giữa TAF và IWF được gọi là cỏc khả năng mang Bearer Capability.
TAF IWF
Thụng tin đầu cuối - đầu cuối
Mạng khỏc
Hỡnh 2-6: Cỏc mặt phẳng truyền số liệu
Chương-2: Truyền số liệu trờn mạng GSM thế hệ 2 G
Truyền số liệu trờn mạng GSM -- 30 -- Trần Quốc Kỳ
TAF và IWF phụ thuộc vào khả năng mạng và mạng bờn ngoài. Cú thể miờu tả cỏc chức năng trờn qua Hỡnh 2-6.
Dưới đõy ta xột thủ tục truyền số liệu trong mạng GSM và mạng GSM kết nối với một số mạng ngoài:
a). Truyền dẫn số liệu trong mạng GSM
Phần bờn trong của mạng truyền dẫn GSM nằm giữa một điểm bờn trong TAF (truyền số liệu) trong trạm di động và điểm tương tỏc giữa GSM với mạng bờn ngoài (IWF). Tại biờn IWF, IWF tập hợp cỏc chức năng thực hiện thớch ứng cần thiết giữa GSM và cỏc mạng ngoài. IWF là một chức năng nằm giữa MSC và mạng ngoài, cú thể là một bộ phận thuộc MSC hoặc nằm riờng. Cỏc đấu nối cho truyền số liệu bờn trong mạng GSM gồm cú đấu nối trong suốt T (Transparent) và đấu nối khụng trong suốt NT (Non Transparent). Trong cỏch đấu NT thụng tin được phỏt lại mỗi khi đầu thu nhận được số liệu sai. Ta cú sơ đồ thớch ứng tốc độ cho đấu nối T: Hỡnh 2-7.
RA0 Lấy mẫu Lấy mẫu M T M T RA1 Đệm Đ/B Tốc độ bớt ban đầu 9.6kbps Đồng bộ Tốc độ số liệu trung gian 64k bps Tốc độ số liệu 12kbps R A 2 TAF BTS + TRAU
Truyền số liệu trờn mạng GSM -- 31 -- Trần Quốc
RA0 cú nhiệm vụ biến đổi luồng số dị bộ vào đồng bộ. RA1 ghộp luồng số cơ sở 9.6kbps với cỏc tớn hiệu bổ sung để tạo thành cỏc luồng số 12kbps. Luồng 12kbps được chia thành cỏc khung cố độ kộo dài 5ms, mỗi khung chứa 60bit trong đú cú 48bit từ luồng cơ sở và 12bit bổ sung (V.110). Nhờ tốc độ 12kbps thấp hơn luồng cơ sở 16kbps nờn ta cũn cú cỏc vị trớ bit dư để thực hiện mó hoỏ kờnh cho cỏc khối 20ms ở giao diện vụ tuyến. Đõy là vấn đề rất quan trọng cho truyền dẫn vụ tuyến vỡ truyền dẫn ở đõy cú chất lượng xấu hơn ở cỏc đường dõy cố định nếu khụng cú cỏc biện phỏp bảo vệ chống lỗi. RA1 cú nhiệm vụ biến đổi cỏc luồng tốc độ trung gian 12kbps vào luồng tốc độ trung gian 16kbps bằng cỏch chốn thờm cỏc bit đồng bộ vào cỏc khung. Sau RA2 ta được cỏc luồng dữ liệu cú tốc độ 64kbps.
b). Truyền dẫn số liệu giữa MS với mạng PSTN Hỡnh 2-8
Để cú thể truyền số liệu ở mạng PSTN tớn hiệu phải được biến đổi vào phổ tần dành cho thoại 0,3 - 3,4kHz bằng modem tiếng. Modem tiếng thứ hai được đặt ở phớa cơ sở hạ tầng (phớa IWF). Giữa TAF và IWF, GSM chỉ cần truyền số liệu ở dạng số. Thụng tin giữa hai modem được truyền đồng bộ hoặc dị bộ. Giao diện giữa thiết bị đầu cuối và modem là giao diện giữa DTE và DCE (chuẩn CCITT). Phớa MS, giao diện giữa thiết bị đầu cuối và trạm di động cũng là