tìm hiểu hệ thống gprs

Mặc dù các khái niệm tổ ong, các kỹ thuật trải phổ, điều chế số và các công nghệ vô tuyến hiện đại khác đã được biết đến hơn 50 năm trước đây, dịch vụ điện thoại di động mãi đến đầu nhữ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DL KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ NGANH DIEN TU - VIEN THONG

LUAN VAN TOT NGHIEP

: — 0IÐT4

————~~———_———'Ê-Ö TRƯỜNG BHOL-KTCN,

THƯ VIÊN |

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

6— 1-2006

I Téng quan vé hệ thống thông tin di động 1

1 Lịch sử phát triển của thông tin đi động . -seserrserrrrrrrrre 1

2 Các đặc tính cơ bản của hệ thống thông tin di động - 3

II Chức năng trong kiến trúc hệ thống thông tỉn di động „ 4

1 Hệ thống thông tin đi động -s-cserssrsrteetserierrirrrsrase 4

2 Kiến trúc mạng thông tin di động PLMN -ses+eseeeeee 4 HI.Đặc điểm hệ thống thông tin vô tuyến 5

1 Các đặc điểm của tín hiệu trong thông tin di động - 5

2 Truyền dẫn thông tin từ đầu cuối này đến đầu cuối kia 6 2.1 Truyễn dẫn tiếng .- -csentitEiEriiiiirseie 7

2.2 Các dịch vụ phi thoạ1 -. «<< s< sen nHY9211108010008811018 7

3 Hiện tượng Fading trong thông tin và cách phòng chống 7

3.1 Khái niệm về Fading - s-«- 5< 55s x+rexeE3031 1 0P 7

3.2 Các biện pháp chống Fading -essssseseererrrsriraeeer 9

VLKỹ thuật đa truy nhập vô tuyến - 11

1 Đa truy xuất phân chia theo không gian SDMA 1Í

2 Đa truy xuất phân chia theo cực PDMA esee T2

3 Đa truy xuất phân chia theo tần sổ FDMA «=en L2

4 Đa truy xuất phân chia theo thời gian TDMA - «se 13

5 Da truy xuất phân chia theo mã CDMA - -eeeseees 14

1.1.1 Hệ thống con BSS c< cach xe, 17

1.1.2 Hệ thống con chuyển mạch SS - -©-+ss+xesersrresersersereee 21

1.1.3 Hệ thống con OMS - «set 22

2.1 Các kênh tần số được sử dụng ở GSM cesesseseseee 25

2.2 Tổ chức đa truy nhập bằng cách kết hợp giữa FDMA và TDMA 26

2.3 Các kênh vật lý .- HH0 0 0 1001 010110010000800896 26

2.4 Tổ chức đa khung, siêu khung, siêu siêu khung - - 27

2.5 Cấu trúc các CỤTm 5-5 5£ + 2% E99 re Ex00587717101017.1909 28

3 Kênh ÏOBIC - «cư 158810001 111 00080004001040900001018 E10 30

3.1 Kênh lưu lượng TCH .-. vvvvv++++++ttttttrttrrrrrrrrrrrrerrke 30

3.2 Kênh điểu khiển . 25+ Sseerterrserrrtrierirerrsrrirreee 30

4 Cấu trúc đa khung của các kênh lOgIC . -<«<-<s+es<eeseeeeesrseee 32

IV Xử lý tín hiệu trong GSM 34

1 Mã hoá nguỒh s©- <©2s25<+e< St t1 gR3231307301303313190131E1 34

1.1 Biến đổi tương tự — SỐ «5< c<exerseeeretterseresersersersee 34

1.2 NEn tin hi6U $6 wo 37

3 Thủ tục khởi xướng CuỘC gỌI - «s29 m06 60

4 Thủ tục nhận CUỘC gỌI - «sen A101 50 1801010400010100100004000100 61

5 ChuyỂn giaO 5< 5< Sen rAx14301037711719211 8101 1ÁP 63

VL Mô tả quá trình thiết lập một cuộc gọi trong mạng GSM se 64

1.Trạm di động MS thực hiện cuỘc gỌI - - -sằS Series 64

2.MS nhận CuỘC gỌI - sọ HH H200 31 t9 01 n0 0 080001803000110 0909 65

CHUONG 3 TONG QUAN VE GPRS

I Nhu cầu của thị trường về các dịch vụ số liệu

II Cấu trúc hệ thống GPRS

1 Trạm di động «set 09 111 HH n0 0030000930400101090 0

2 Hệ thống trạm gỐCC - +xE*SEEe.ExE11734010.100101.00000 n0

3 Node hỗ trợ dịch vụ GPRS hiện hành ( SGSN) .ceeeerse

4 Gateway hỗ trợ của GPRS ( GGSN ) -«eSeeehesieiirieereree

5 Các mạng tTỤC - - «sen 1 23031.008 01104 000101004000040008009900

6 Border Œa(CWAV - chì 000 n1 T000 408003100000810000019008

HIL Các trạng thái hoạt động của MS

1 Trạng thái rỗi «- xstece +21 313241311 00.00110100010000771"

VI Các chế độ hoạt động của tài nguyên vô CUYẾT oecccscssesssesseseesdsesee

1 CA tric gOi AG HSU ẽ <5

2 Cấu trúc của RLC/MAC Block . 5 =< 555 se s+esesseesrererrsesese

3 RLUC Data BÌOCK 2ó << - <5 5 999995 89508019 9030086 800003081400009906

4 Ý nghĩa một số trường trong Header của RLC/MAC Block

VII Mat phẳng truyền dẫn

VIII.Vấn đề truyền nhận dữ liệu

1 Truyền dữ liệu ở hướng lên . -ss-xsrerssrstrerrrerrerrrrrrrrreerier

2 Nhận đữ liệu ở hướng xuống - «5s =tsteessstsrsrerereeee wee

IX Thi tuc Timing Advance

1 Quá trình ước lượng giá trị TA ban đầu -«-s«<-e-s+eserse

2 Quá trình cập nhật giá trị TA - 55s eersee

X Thủ tục Cell Reselection -.ssesesesessessesesessssee

XI Các giao điện của GPRS

In cố .Ố

6 Giao điện Ơn G G0 KH HẠ T000 01c 0000000 800089406006800010 93

7 Giao diỆn p .- «se n9 12 H101 080 0104040000404000081101011904 94

8 Giao đIỆn ÓC - G-< Ấn HH ng 03.00000000 109 08400409148100030000098 94

XII Sy tương tác giữa GPRS và một số dịch vụ GSM «.eesesessses 95

1 Dịch vụ SÌMS sec se HH t0 9410001 010080389001010000004 84 95

2 Các dịch vụ chuyển mạch kênh . 5 <=svs++e+rtsxeresrserrrersrre 97

XHI Ưu điểm và nhược điểm của GPRS 98

LỜI NÓI ĐẦU

1e

Với tốc độ phát triển của khoa học - kỹ thuật, cùng với các đòi hỏi về

thông tin liên lạc của con người trong việc di lại, giao tiếp, quản lý công việc và

giải trí như hiện nay, thông tin di động đã trở thành một phương tiện liên lạc

không thể thiếu được

Kể từ khi bắt đầu được triển khai vào những năm đầu của thập niên 80

cho đến nay, thông tin di động đã và đang phát triển với một tốc độ hết sức

nhanh chóng trên phạm vi toàn thế giới Kết quả điểu tra cho thấy ở một số

quốc gia số lượng thuê bao di động đã vượt hẳn số lượng thuê bao điện thoại cố

định Trong tương lai, số lượng thuê bao di động sẽ tiếp tục tăng lên và song

song với nó là sự gia tăng về nhu cầu của người sử dụng Không đừng lại Ở

những dịch vụ thoại thông thường, người sử dụng còn muốn gửi mail, truy cập

các trang web, trò chuyện với người thân hoặc thực hiện một số phương tiện giải

trí thông qua chiếc máy điện thoại di động Điều này đã khiến cho các nhà

khai thác cũng như các tổ chức viễn thông không ngừng nghiên cứu , đưa ra các -

giải pháp kỷ thuật để cải tiến và nâng cấp các hệ thống thông tỉn di động tế

bào Cho đến nay thông tin di động đã trải qua ba thế hệ:

- Thế hệ thứ nhất(1G):là thế hệ thông tin di động tương tự, bao gồm

các hệ thống như :

> AMPS(Advanced Mobile phone System)- Mỹ

> NMT(Nordic Mobile Telephone System)-Bac Au

> TACS(Total Access Cellular System)- Chau Au

Tất cả các hệ thống thế hệ 1G sử dụng phương pháp đa truy nhập

phân chia theo tần số FDMA (Frequency Division Multiple Acc ess)

- Thế hệ thứ hai (2G):là thế hệ thông tin di động số băng hẹp, bao

gồm các hệ thống:

> GSM(Golba System for Mobile Communication)- -ChauAu

> PDC (Pacific Digital Cellular)-Nhat bản; COMAOne Mỹ

Thế hệ 2G sử dụng kỷ thuật điểu chế số

Về phường pháp đa truy cập , TDMA (Time Division Multiple

Access) và CDMA (Code Division Multiple Access) được sử dụng

kết hợp với FDMA

- Thế hệ thứ ba (3G):là thế hệ thông tin di động số băng rộng, có khả

năng truyền thông đa phương tiện Hiện nay những người sử dụng GSM cùng

với Nhật đang phát triển WCDMA (Wideband CDMA) còn Mỹ thì tiến hành

phát triển CDMAOne lên CDMA2000 Các hệ thống 3G được xây dựng trên cơ

sở CDMA hoặc CDMA kết hợp với TDMA, có khả năng cung cấp độ rộng

băng tần theo yêu câu, do đó có thể hỗ trợ cho các dịch vụ với các tốc độ khác

nhau Ở thế hệ thứ ba, các hệ thống thông tin di động có xu thế hoà nhập thành

một tiêu chuẩn chung duy nhất và phục vụ ở tốc độ bit lên đến 2Mbps

Để tiến lên thế hệ thứ 3(3G) có hai con đường:

> Từ2G tiến thẳng lên 3 G

> Ti 2G qua một giai đoạn trung gian(gọi là thế hệ 2,5G)

rồi sau đó mới đi lên 3G

Trong hai xu hướng trên, xu hướng thứ hai được lựa chọn nhiều hơn bởi

nó không đòi hỏi một sự thay đổi có tính chất đột biến Thế hệ 2,5G như là một

bước đệm chuyển tiếp từ 2G lên 3G Tuy nhiên cho dù đi theo con đường nào đi

nữa thì sự phát triển lên 3G vẫn phải đảm bảo tận dụng được các hệ thống có

sẵn và trên cơ sở đó đầu tư nâng cấp dần

Nội dung của bản luận văn này là tìm hiểu những vấn để liên quan đến

quá trình nâng cấp mạng GSM - một hệ thống thế hệ thứ hai phổ biến nhất

hiện nay - lên 2,5G theo hướng GPRS (General Packet Radio Services) Với

mục đích đó , bản luận văn gồm ba chương:

- Chương 1: Tìm hiểu hệ thống thông tin vô tuyến

- Chương 2: Hệ thống GSM

- Chương 3: Tìm hiểu hệ thống GPRS

Do điều kiện thời gian và những khó khăn trong quá trình tiếp nhận thông tin,

tư liệu Nên bản luận văn này chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót

Em rất mong nhận được những ý kiến chỉ giáo của các thầy, cô và ý kiến đóng

góp của các bạn sinh viên

Chương Ì_ Tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến

===.ẽŠ`Ằ¬—_— _ =

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN

-—=~== -0000 -

I TONG QUAN VE HE THONG THONG TIN DI BONG

1 Lịch sử phát triển của thông tin di động:

Điện thoại di động ra đời từ những năm 1920, khi đó điện thoại di động chỉ được sử dụng như là các phương tiện thông tin giữa các đơn vị cảnh sát ở Mỹ Mặc

dù các khái niệm tổ ong, các kỹ thuật trải phổ, điều chế số và các công nghệ vô

tuyến hiện đại khác đã được biết đến hơn 50 năm trước đây, dịch vụ điện thoại di

động mãi đến đầu những năm 1960 mới xuất hiện ở dạng sử dụng được và khi đó

nó chỉ là sửa đổi thích ứng của các hệ thống điều vận Các hệ thống điện thoại di

động đầu tiên này ít tiện lợi và dung | lượng rất thấp so với các hệ thống hiện nay

Cuối cùng, các hệ thống điện thoại tổ ong điều tần song công sử dụng kỹ thuật đa

truy nhập phân chia theo tần số ( FDMA ) đã xuất hiện vào những năm 1980 Cuối

những năm 1980 người ta nhận thấy rằng các hệ thống tổ ong tương tự không thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng vào thế kỷ sau nếu như không thể loại bồ

được các hạn chế cố hữu của các hệ thống này:

® Phân bổ tần số rất hạn chế, dung lượng thấp

®Tiếng ồn khó chịu và nhiễu xảy ra khi máy di động chuyển dịch trong môi

trường fading đa tia

® Không đáp ứng được các dịch vụ mới hấp dẫn đối với khách hàng

® Không cho phép giảm đáng kể giá thành của thiết bị di động và cơ sở hạ

tầng

® Không đảm bảo tính bí mật của các cuộc gọi

® Không tương thích giữa các hệ thống khác nhau, đặc biệt ở Châu Âu, làm cho thuê bao không thể sử dụng được máy di động của mình ở nước khác

Giải pháp duy nhất để loại bổ các hạn chế trên là phải chuyển sang sử dụng

kỹ thuật thông tin-số cho thông tin di động cùng với các kỹ thuật đa truy nhập mới

Hệ thống thông tin di động số sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo

thời gian ( TDMA ) đầu tiên trên thế giới được ra đời ở Châu Âu và có tên gọi là

GSM Ban đầu hệ thống này được gọi là: “ Nhóm đặc trách di động “

( Group Special Mobile ) theo tên gọi của một nhóm được CEPT ( Conference of _ European Postal and Telecommunications Administrations _ Hội nghị các cơ quan

quản lý viễn thông và bưu chính Châu Âu ) cử ra để nghiên cứu tiêu chuẩn Sau đó

để tiện cho thương mại hoá GSM được gọi là “ Hệ thống thông tin đi động toàn cau “ (GSM: Global System for Mobile communications ) GSM dugc phát triển từ

Điểm

Trang 1

Chương I_ Tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến

=ẦẮÖ>>=—_- eeen

năm 1982 khi các nước Bắc Âu gửi để nghị đến CEPT để quy định một dịch vụ

viễn thông chung Châu Âu ở băng tần 900 MHz Lúc đầu vào những năm 1982 -

1985 người ta bàn luận về việc nên xây dựng một hệ thống số hay tương tự Năm

1985 hệ thống số được quyết định Bước tiếp theo là chọn lựa giữa giải pháp băng

rộng hay băng hẹp Năm 1986 một cuộc kiểm tra ngoài hiện trường đã được tổ

chức tại Pari, các hãng đã đua tài với các giải pháp của mình Tháng 5 năm 1986

giải pháp TDMA băng hẹp đã được lựa chọn Đồng thời ở 13 nước ( ở Anh hai

hãng khai thác ) đã ký vào biên bản ghi nhớ ( MoU: Memorandum of

Understanding ) thực hiện các quy định, như vậy đã mở ra một thị trường di động

số có tiểm năng lớn Tất cả các hãng khai thác ký MoU hứa sẽ có một hệ thống

GSM vận hành vào 01/ 07/ 1991 Một số nước đã công bố kết quả phủ sóng các

vùng rộng lớn ngay từ đầu, trong khi đó một số nước khác sẽ bắt đầu phục vụ Ở

bên trong và xung quanh thủ đô Ở Việt Nam hệ thống thông tin di động số GSM

được đưa vào từ năm 1993, hiện nay đang được Công ty VMS và GPC khai thác

rất hiệu quả

Ở Mỹ khi hệ thống AMPS tương tự sử dụng phương thức FDMA được triển

khai vào giữa những năm 1980, các vấn để về dung lượng đã phát sinh ở các thị

trường di động chính như: New York, Los Angeles và Chicago Mỹ đã có chiến

lược nâng cấp hệ thống này thành hệ thống số: chuyển tới hệ thống TDMA được

Liên hiệp công nghiệp viễn thông — TIA ( TIA: Telecommunications Industry

Association ) ký hiệu là IS -54 Cuối những năm 1980 mọi việc trở nên rõ ràng là

IS — 54 đã gây thất vọng Việc khảo sát khách hàng cho thấy chất lượng của

AMPS tot hon Rat nhiéu hang của Mỹ lạnh nhạt với TDMA AT& T là hãng lớn

duy nhất sử dụng TDMA Hãng này đã phát triển ra một t phiên bản mới: IS — 136,

còn được gọi AMPS số ( D - AMPS ) Nhưng không giống như IS — 54, GSM da

đạt được các thành công Có lẽ sự thành công này là ở chỗ các nhà phát triỂn ra

hệ thống GSM đã dám thực hiện một hy sinh lớn là để tìm kiếm các thị trường Ở

Châu Âu và Châu Á họ không thực hiện tương thích giao diện vô tuyến giữa GSM

và AMPS Nhờ vậy các hãng Ericsson và Nokia trở thành các hãng dẫn đầu ở cơ

sé ha tang v6 tuyén s6 va bé lai sau céc hang Motorola va Lucent

Để tăng thêm dung lượng cho các hệ thống thông tin di động, tần số của các

hệ thống này đang được chuyển từ vùng 800 - 900 MHz vào vùng1,8 — 1.9 GHz¿

Một số nước đã đưa vào sử dụng cả dải tần ( Dual Band )

Hiện nay để Gap ứng nhu cầu ngày càng tăng của các khách hàng viễn thông

về các dịch vụ viễn thông mới các hệ thống thông tin di động đang tiến tới thế hệ

thứ ba:

> Thế hệ I: Thông tin di động tương tự

> Thế hệ 2: Thông tin di động số như hiện nay

Fe

Trang 2

Chương Ì_ Tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến

Ở thế hệ ba này các hệ thống thông tin di động có xu thế hoà nhập thành một

tiêu chuẩn duy nhất có khả năng phục vụ ở tốc độ lên đến 2 Mbps Để phân biệt

với các hệ thống thông tin di động băng hẹp hiện nay các hệ thống thông tin di

động thế hệ ba được gọi là các hệ thống thông tin di động băng rộng

Ở Việt Nam, GPC và VMS hiện đang khai thác hai mạng thông tin di động số

Vinaphone và Mobifone theo tiêu chuẩn GSM Hiện nay số thuê bao di động đã

chiếm hơn 20 % tổng số thuê bao toàn quốc Sự gia tăng nhanh chóng số lượng

thuê bao di động đã dẫn đến nảy sinh vấn để về dung lượng hệ thống Để giải

quyết vấn để này cần có các giải pháp sau:

Quy hoạch tối ưu cho mạng hiện có: quy hoạch hợp lý vùng phủ sóng, thu

nhỏ ô, sử dụng biện pháp nhảy tần ( cho GSM ), tăng dung lượng tổng đài

Chuyển sang sử dụng băng tần cao hơn ( 1800 MHz )

Ngoài ra để đáp ứng các dịch vụ mới nhất là các dịch vụ truyền số liệu, các

hãng khai thác dịch vụ thông tin di động ở Việt Nam đang nghiên cứu chuyển dần

sang thông tin di động thế hệ ba Trước mắt các công nghệ thông tin di động thế

hệ 2,5 được đưa vào sử dụng Hai nhà khai thác mạng Vinaphone và Mobifone đã

đưa vào mạng của họ công nghệ Wap và GPRS Các công nghệ cho phép tăng

dung lượng truy nhập lên đến 144 Kbps và truy nhập trực tiếp vào mạng Internet

2 Các đặc tính cơ bản của hệ thống thông tin di đông:

Ngoài nhiệm vụ phải cung cấp các dịch vụ như mạng điện thoại cố định

thông thường, các mạng thông tin di động phải cung cấp các dịch vụ đặc thù cho

mạng di động để đảm bảo thông tin mọi nơi mọi lúc

Để đảm bảo được các chức năng nói trên các mạng thông tin di động phải

đảm bảo một số đặc tính cơ bản chung sau đây :

® Sử dụng hiệu quả băng tần được cấp phát để đạt được dung lượng cao do sự

hạn chế của dải tần vô tuyến sử dụng cho thông tin di động

® Đảm bảo chất lượng truyền dẫn yêu cầu Do truyền dẫn được thực hiện

bằng vô tuyến là môi trường truyền dẫn vô tuyến, nên tín hiệu dễ bị ảnh hưởng

của nhiễu va fading Các hệ thống thông tin đi động phải có khả năng hạn chế tối

đa các ảnh hưởng này Ngoài ra để tiết kiệm băng tân ở mạng thông tin di động số

chỉ có thể sử dụng các Codex tốc độ thấp Nên phải thiết kế các Codex này theo

các công nghệ đặc biệt để được chất lượng truyền dẫn cao

® Đảm bảo an toàn thông tin tốt nhất Môi trường truyền dẫn vô tuyến là môi

trường rất dễ bị nghe trộm và sử dụng trộm đường truyền nên cần phải có biện

pháp đặc biệt để đảm bảo an toàn thông tin Để đảm bảo quyền lợi của người thuê

bao cân giữ bí mật số nhận dạng thuê bao và kiểm tra tính hợp lệ của mỗi người

sử dụng khi họ truy nhập mạng Để chống nghe trộm cần mật mã hoá thông tin

của người sử dụng Ở các hệ thống thông tin di động mỗi người sử dụng có một

khoá nhận dạng bí mật riêng được lưu giữ ở bộ nhớ an toàn Ở hệ thống GSM

Trang 3

Chương I_ Tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến

SIM — CARD dudc sử dụng SIM — CARD có kích thước như một thẻ tín dụng

Người thuê bao có thể cắm thé này vào máy đi động của mình và chỉ có người

này có thể sử dụng nó Các thông tin lưu giữ ở SIM — CARD cho phép thực hiện

các thủ tục an toàn thông tin

® Giảm tối đa rớt cuộc gọi khi thuê bao di động chuyển từ vùng phủ này sang

vùng phủ khác

®Cho phép phát triển các dịch vụ mới, nhất là các dịch vụ phi thoại

® Để mang tính toàn cầu phải cho phép chuyển mạng quốc tế ( International Roaming )

® Các thiết bị cầm tay phải gọn nhẹ và tiêu thụ ít năng lượng

I CHỨC NĂNG TRONG KIẾN TRÚC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

1 Hệ thống thông tin di động : Thiết lập một hệ thống truyền thông sẽ tập hợp nhiễu thiết bị mà mỗi lần sẽ

sử dụng một kênh truyển thông để truyển thông tin đến người nhận Thiết bị truyền thông đâu tiên mã hoá nguồn thông tin vào thành dạng tín hiệu điện phù

hợp Thiết bị sau đó biến đổi dạng tín hiệu này thành dạng tín hiệu phù hợp với

kênh truyền thông tần số vô tuyến RF phù hợp

Các hệ thống thông tin di động trước đây có mô hình chúc năng như sau:

Hình 1 : Mô hình chức năng của hệ thống thông tin di động

Mã hoá nguồn : Nhằm giảm thiểu độ dư tin của nguồn ( redunduncy )

8Mã hóa kênh : Là phương thức biến đổi sao cho có dạng phù hợp với đặc

tính của kênh truyền

2 Kiến trúc mạng thông tin PLMN:

PLMN sẽ cùng kết nối với mạng cố định hay các mạng PLMN khác để cung

cho các thuê bao khả năng truy cập mạng thông tin toàn cầu

a

Trang 4

Chương I_ Tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến

ee

Xét về mặt không gian, vùng phục vu của các thành phần trong mạng có thể

phân cấp như sau:

Vùng phục vụ GSM ( all các nước thành viên )

Vùng phục vụ PLMN ( một hay nhiều vùng ở một nước )

Vùng phục vụ PLMN ( một hay

nhiều vùng ở một nước )

Vùng định vị ( vùng định vị

và tìm gọi )

Cell ( tế bào )

( Vùng phủ sóng của một trạm gốc —

Il DAC DIEM CUA THONG TIN VO TUYEN

1 Các đặc điểm của tín hiệu trong thông tin di động:

Mang GSM đảm bảo truyền dẫn đa dịch vụ nên nhiều thông tin khác nhau

được truyền dẫn trong mạng này như: thông tin tiếng nói, thông tin dữ liệu ( như

văn bản, hình ảnh fax, các file máy tính ) và các bản tin báo hiệu bên trong mạng

Các loại tín hiệu này được chia làm 2 nhóm: tín hiệu thoại ( tiếng nói ) và tín hiệu

Sa

Trang 5

Chuong I Tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến

._ừ `Š` -

phi thoại ( gồm đữ liệu và điều khiển ) Mỗi loại tín hiệu khác nhau này có những

đặc điểm riêng của nó

Đối với tín hiệu thoại thì cân phải đảm bảo thời gian thực trong quá trình

truyền dẫn Đây là một đòi hỏi mà cần phải quan tâm khi thực hiện nén tín hiệu

Tuy nhiên với tín hiệu thoại thì yêu cầu về chất lượng không nghiêm ngặt như tín

hiệu phi thoại Ngược lại, đối với tín hiệu phi thoại thì không cần thời gian thực

nhưng yêu cầu chất lượng phải cao Do đó, khi truyền dẫn tín hiệu phi thoại thì

được sử dụng cơ chế phát lại tự động ARQ

Để lập mô hình truyền dẫn ta có thể sử dụng cấu trúc phân lớp như hình

Trục đứng của hình vẽ thể hiện các lớp khác nhau của mô hình Lớp thấp

nhất tương ứng với thông tin thô, còn lớp cao nhất tương ứng với thông tin đã được

tỉnh chế cho người sử dụng Trục ngang tương ứng với đường truyền dẫn Các thiết

bị khác có thể được sử dụng trên đường truyển dẫn này Các thiết bị này không

nhất thiết phải biết đầy đủ thông tin mà nó truyền Chẳng hạn các nút trung gian

không cần thiết đầy đủ ngữ nghĩa thông tin của lớp cao nhất Nhờ vậy có thể đơn

giản hoá các tiêu chuẩn ở các giao diện bằng cách chỉ xét ở các thuộc tính liên

quan đến việc truyền tải thông tin

2 _ Truyền dẫn thông tin từ đầu cuối này đến đầu cuối kia:

Xét quá trình truyền dẫn các thông tin thoại cũng như phi thoại giữa người sử

dụng GSM với người sử dụng GSM khác hay người sử dụng mạng điện thoại cố

định công cộng PSTN, mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN, mạng số liệu công cộng

chuyển mạch gói PSPDN và mạng số liệu công cộng chuyển mạch theo mạch

CSPDN

Trang 6

Chương Ì Tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến

2.1 Truyền dẫn tiếng ( thoại ):

Truyền dẫn tiếng nói giữa một thuê bao GSM và một thuê bao PSTN có thể được trình bày theo cấu trúc nhiều mặt phẳng truyền dẫn

Tín hiệu phát ra từ miệng của người ở dang a âm thanh được biến đổi thành tin hiệu số 13 Kbit/s sau các quá trình biến đổi số khác nhau nó điều chế sóng mang

được phat vào không trung được thu lại ở anten BTS, được xử lý để khôi phục lại

tín hiệu số ban đâu, được bộ đổi mã tiếng biến đổi vào tín hiệu 64 Kbit/s cho phù

hợp với tổng đài số được chuyển mạch đến thuê bao PSTN được biến đổi vào tín

hiệu tương tự và cuối cùng được biến đổi ngược trở lại thành âm thanh đến tai

nghe thuê bao PSTN

2.2 Các dịch vụ phi thoại:

Các dịch vụ phi thoại này hay còn gọi là các dịch vụ truyền số liệu bao gồm

việc trao đổi các thông tin khác nhau sau đây: văn bản, các bản vẽ, các file máy

tính, các hình ảnh động, các bắn tin Một số bộ phận quan trọng của các thông tin

này được xử lý ở các thiết bị đầu cuối ( các thiết bị này có thể rất phức tạp, chẳng

hạn server videotex hay hệ thống xử lý bản tin )

Các chức năng xử lý của thiết bị đầu cuối như sau:

mMã hoá nguồn: biến đổi văn bản, hình ảnh, âm thanh thành các chữ số cơ 2

và ngược lại

Giao thức giữa hai đầu cuối cho thông tin: tổ chức trang phiên và ngôn ngữ

Thể hiện thông tin cho người sử dụng bằng hiển thị tạo âm, in ấn Các thiết

bị đầu cuối có thể là máy fax, máy tính cá nhân, đầu cuối máy tính, videotex

Ta xét khả năng mang thông tin giữa các thiết bị đầu cuối Biên giới của

GSM trong trường hợp này có thể là: PSTN ( mạng điện thoại chuyển mạch công

cộng ), ISDN ( mạng số lên kết đa dịch vụ ), PSPDN ( mạng số liệu công cộng

chuyển mạch gói ), CSPDN ( mạng sử dụng truyền dẫn bằng mạch ) và thiết bị

đâu cuối Để kết nối GSM với thế giới bên ngoài ta sử dụng 2 chức năng:

® Chức năng tương tác mạng IWF để kết nối GSM với mạng khác

® Chức nding | thích ứng đầu cuối TAF để thích ứng thiết bị đầu cuối với phần

truyền dẫn vô tuyến chung

Các thiết bị giữa TAF và IWF không liên quan đến dịch vụ giữa các đầu cuối

và được gọi là khả năng mạng Trừ fax, các chức năng thích ứng phụ thuộc vào

các khả năng mạng và mạng số bên ngoài

3 Hiện tượng Fading trong thông tì và cách phòng chống:

3.1 Khái niêm về Fading:

Fading là sự biến thiên cường độ trường tín hiệu thu do sự phản xạ sóng từ

các lớp không đồng nhất trong tầng đối lưu cũng như phần xạ từ mặt đất Tuỳ theo

nguyên nhân gây ra Fading mà người ta chia Fading ra làm 2 loại:

Trang 7

Chương Ì_ Tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến

= Ằ_===—nn

Fading phẳng: là Fading mà tác động của kênh truyền lên phổ của tín hiệu

truyền đi là giống nhau

Fading | lựa ‘chon tân số: là Fading mà tác động kênh lên phổ tín hiệu truyền

đi ở những tần số khác nhau là khác nhau Gián đoạn thông tin xuất hiện trong các

hệ thống này khi Fading vượt quá độ dự trữ Fading phẳng, chủ yếu do méo biên

độ và méo trễ nhóm trong suốt độ rộng băng của một kênh Các kết quả thực nghiệm đã chứng minh rằng Fading nhiễu tia đi kèm lựa chọn tần số có ảnh hưởng lớn đến chỉ tiêu chất lượng truyền dẫn của tuyến Với độ dự trữ Fading phẳng 46,3

dB va tỷ số bít lỗi BER = 10, kết quả thực nghiệm đã chứng minh không có

Fading nào vượt quá độ sâu Fading phẳng này Nhưng ở đây BER lớn hơn 10° lai xuất hiện, vì có nhiều nguyên nhân, trong đó có nguyên nhân do sự tán xạ biên độ

đỉnh- đỉnh tại đầu vào bộ giải điều chế số Nguồn suy giảm chất lượng chủ yếu là

giao thoa giữa các ký hiệu do hiệu ứng của kênh tán xạ

Việc sử dụng “ độ dự trữ Fading phẳng “ là không có ý nghĩa khi nghiên cứu

tác động gián đoạn thông tin của nó đối với hệ thống thông tin vô tuyến số, đó là

do tác động lựa chọn tần số của suy hao nhiễu tia tạo nên một tỷ số bit lỗi lớn hơn

tỷ số bit lỗi do suy hao không lựa chọn tần số có cùng một biên độ trung bình gây

ra Mức độ độ dự trữ Fading phẳng của hệ thống thông tin số ố mất thích ứng khi có

Fading lựa chọn tần số và phụ thuộc vào các đặc tính như: phương pháp điều chế được lựa chọn, độ rộng băng, phổ hiệu dụng Điều này phụ thuộc vào các yếu tố

như chiễểu dài tuyến, các điều kiện khí quyển, độ ghổ ghể của địa hình và các loại anten được sử dụng

Nguyên nhân chính là do kênh truyền nhiều tỉa

Các hiện tượng truyền sóng:

% Hiện tượng phản xạ : Tia sáng bị phản xạ ở một mặt vật chắn nào đó

và đến điểm thu với thời gian trễ khác nhau, biên độ khác nhau Fading gây

Ta tại máy thu là do sóng phản xạ sẽ giao thoa với sóng tới tạo ra cường độ

trường tổng, vì hiệu số đường đi của tia phan xa va tia trực tiếp luôn biến đổi

vì chỉ số khúc xạ của tầng đối lưu biến đổi dẫn đến góc lệch của tia phản xạ

và tỉa trực tiếp biến đổi do đó cường độ trường tổng biến đổi trong phạm vi rất rộng

+ Hiện tượng tánxạ: Do môi trường bất đồng nhất tia sáng đến và bị tán

xạ ra nhiều khoảng khác nhau và có những tia đến điểm thu

`

“+ Hiện tượng khúc xạ:

Do sự không đồng nhất của tầng đối lưu, sóng đến điểm thu ngoài sóng phản

xạ từ mặt đất còn có sóng phản xạ từ các lớp không đồng nhất của khí quyển gây

ra Fading rất sâu do sự giao thoa của nhiều tia sóng đến điểm thu theo các đường khác nhau, và do chỉ số khúc xạ của tầng đối lưu luôn luôn thay đổi cho nên cường

độ trường tổng cũng thay đổi Tuỳ theo độ dài tuyến và giá trị Gradient chỉ số

=== ỏỏỏằễ.ỬG:

Trang 8

Chuong I Tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến

khúc xạ, độ dày, độ cao của tầng đối lưu mà có thể có 3 tia còn thường chỉ có hai

tia phản xạ Fading nhiều tia thường tạo ra giao thoa giữa các ký hiệu Trong các

hệ thống dung lượng nhỏ sẽ bị giao thoa nhỏ hơn hệ thống dung lượng cao

3.2 Các biên pháp chống Fading:

Để chống lại các Fading do lựa chọn tần số, do phan xạ trên mặt đất, do phản

xạ nhiều tia người ta dùng nhiều kỹ thuật khác nhau sẽ trình bày dưới đây:

Xê dịch điểm phản xạ yếu hoặc điểm tại đó mặt đất hấp thụ sóng đến gần

anten bằng cách tạo ra độ cao anten phát và thu lệch nhau

Hình 4 : Dịch điểm phản xạ về phía Anten

Thay đổi độ cao của một anten sao cho điểm phản xạ rơi vào vùng có vật

cần, làm cho sóng phản xạ không đến được anten kia

Hình 5 : Thay đổi độ cao Anten để lợi dụng địa hinh che chan tia phan xa

Tuy vậy các phương pháp này chỉ sử dụng cho các tuyến ngắn, còn các

tuyến tương đối dài thì kỹ thuật này có thể không đạt do hiện tượng siêu khúc xạ

của tia phản xạ qua vật can

Một phương pháp hữu hiệu hơn là sử dụng hai anten ở hai vị trí thu hoặc vị trí

phát hoặc cả hai vị trí thu và phát, có thể bố trí sao cho hướng bức xạ tạo thành có

điểm trùng với hướng của điểm phản xạ

a

Trang 9

Sử dụng hệ thống này cho phép tăng hệ số tăng ích của anten lên 3 dB Nếu

tia trực tiếp tới theo phương nằm ngang thì hai anten đặt trong cùng mặt phẳng

thẳng đứng và cách nhau một đoạn S (m) Đầu ra của mỗi anten được nối đến cầu

sai động thông qua hai Feeder có độ đài sao cho các tín hiệu thu được của tỉa trực

tiếp cộng lại với nhau cùng pha ở ngõ ra của câu Để đạt được chỉ tiêu chất lượng

tối ưu ta cân phải sửa pha, người ta thực hiện công việc này bằng cách sử dụng

một bộ dịch pha tại một trong hai Feeder

Từ hình ta thấy đường đi của hai tia phản xạ chênh lệch nhau một đoạn

đường là S sinz2 do đó độ lệch pha giữa hai tia phản xạ sẽ là:

Aơ = (2z - Š-sinø)/ÂÄ (1)

Chọn khoảng cách S sao cho : Az=Z suy ra S = A/(2Ssina)

Như vậy hai tia phản xạ đến hai anten ngược pha nhau và khử lẫn nhau

Trong thực tế còn có sự biến thiên về chỉ số khúc xạ khí quyển làm biến đổi góc

a2, do gió làm anten chuyển động, độ dài Feeder biến đổi do ảnh hưởng của

nhiệt độ, tân số sóng mang thay đổi gây khó khăn trong lúc thi công và hiệu chỉnh

Với các hệ thống làm việc ở tần số 2GHz, z2 = IŸ, người ta thấy rằng cường độ

tia phản xạ giảm 28,6 dB trong 15 % thời gian; 80 % trường hợp tiêu hao thực chỉ

Để chống lại Fading do phản xạ nhiễu tia người ta sử dụng nhiều kỹ thuật

khác nhau như dùng anten có độ rộng búp hướng hẹp lúc này ở hướng các tia

phản xạ sẽ bị suy yếu do anten có tính hướng tính cao

Pe

Trang 10

Chương I_ Tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến

E—————_—nốẻòẻờẦnỠẦŨẦŨỒỪỒùọùừùỒùừùừùÒù.ù.ò.ừ .=—as=s=a=asas_aắ"maxa.a-a-ẳằẳ-ẳ-<ẳ-xn

Thông tin di động sử dụng phương thức vô tuyến vì thế truyền dẫn sẽ bị ảnh

hướng của hai yếu tố: môi trường truyền dẫn vô tuyến và băng tần hạn chế

Môi trường truyền dẫn hở dẫn đến ảnh hướng sau đây đối với truyền dẫn ở

> Suy hao trong môi trường lớn

> Chịu ảnh hưởng của các nguồn nhiễu trong thiên nhiên: phóng điện

trong khí quyển, phát xạ của các hành tinh khác ( khi thông tin vệ tỉnh )

> Chịu ảnh hưởng nhiễu công nghiệp từ các động cơ đánh lửa bằng tia

lửa điện

> Chịu ảnh hưởng nhiễu từ các thiết bị vô tuyến khác

> Dễ bị nghe trộm và sử dụng trái phép đường truyền thông tin

Một ảnh hưởng rất nguy hiểm ở các đường truyền dẫn vô tuyến là Fading Từ

giáo trình truyền sóng ta đã biết Fading là hiện tượng thăng giáng thất thường của

cường độ điện trường ở điểm thu Nguyên nhân pha đỉnh có thể do thời tiết và địa

hình thay đổi làm thay đổi diéu kiện truyền sóng Pha đỉnh nguy hiểm nhất là pha

đinh đa tia xảy ra do máy thu nhận được tín hiệu không phải chỉ từ tia đi thẳng mà

còn từ nhiễu tia khác phần xạ từ các điểm khác nhau trên đường truyền dẫn Các

hệ thống truyền dẫn vô tuyến phải được trang bị các hệ thống và thiết bị chống

pha định hữu hiệu

Truyền dẫn ở thông tin di động sử dụng dải tần từ 800 MHz - 2 GHz, điều này

dẫn đến dung lượng truyền dẫn của các đường truyền dẫn bị hạn chế rất lớn

IV KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN

1 Đa truy xuất phân chia theo không gian ( SDMA ) SDMA thường được áp dụng đối với nguôn tài nguyên thông tin là tân số

Trong lĩnh vực thông tin vô tuyến, do các hệ thống khác nhau cùng hoạt động tại

một vị trí địa lý thì không thể sử dụng tần số giống nhau vì sẽ gây ra nhiễu đồng

kênh Tuy nhiên, nếu các tần số này sử dụng tại các vị trí khác nhau thì mức

nhiễu đồng kênh rất thấp, có thể chấp nhận được Như vậy, đa truy xuất phân chia

theo không gian là sử dụng lại các tần số đã dùng tại các vị trí khác Trong thông

tin di động tế bào, việc sử dụng lại tần số nhằm tăng dung lượng của hệ thống trên

một đải tần giới hạn Mỗi trạm gốc được phân chia một nhóm kênh vô tuyến sử

dụng trong một vùng địa lý nhỏ gọi là 1 cell Các cell sử dụng cùng tần số phải

=— ơơ ——

Trang l1

Chương I Tổng quan về hệ thống thông tỉn vô tuyến

đắm bảo khoảng cách nhất định Quá trình thiết kế trong việc lựa chọn và phân

tách nhóm tần số sử dụng cho các cell trong hệ thống một cách hợp lý gọi là tái sử

dụng

Mô hình hoá SDMA như trong hình :

i

Hình 7: Mô hình đa truy xuất phân chia theo không gian

„ Đa truy xuất phân chia theo cực (PDMA

Trong kỹ thuật truyền sóng, tùy theo phương của vector điện trường và vector

từ trường đối với phương truyền sóng mà ta có các cách phân cực sóng khác nhau

như phân cực ngang, phân cực dọc, phân cực tròn Đầu các kênh tín hiệu khác

nhau nếu dùng chung tần số nhưng được phân cực khác nhau thì cũng không gây

nhiễu cho nhau Lợi dụng đặc tính này, trong thông tin vô tuyến, để tăng dung

lượng của hệ thống có thể cho phép các user truy xuất vào mạng bằng cách phân

cực khác nhau và được gọi là đa truy xuất phân chia theo cực

3 Đa truy xuất phân chia theo tần số ( FDMA )

Trong hệ thống FDMA, băng thông làm việc của nguồn tài nguyên thông tin

được chia làm ra thành nhiều băng tân nhỏ, mỗi băng tần nhỏ này được gọi là một

kênh và sẽ cấp phát cho một user để truy xuất vào mạng Như vậy mỗi user sẽ

truy xuất vào mạng bằng các tần số khác nhau nên được gọi là đa truy xuất phân

chia theo thời gian Trong phương pháp này, để phân biệt các user khác nhau thì

phân biệt bằng các tần số làm việc của nó

======.ỪÿẰnẴG

Trang 12

Chương I Tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến

Để làm việc đúng với tần số đã được cấp phát, tại máy phát của mỗi users,

mỗi kênh tín hiệu được điều chế với sóng mang thích hợp để sao cho phổ tín hiệu

sau điều chế không chồng chéo lên nhau Tại máy thu sẽ thu chọn lựa kênh tín

hiệu chỉ định bằng một bộ lọc thông dải tương ứng FDMA có thể sử dụng cho tất

cả phương pháp điều chế như điều chế biên độ, điểu chế tần số hay diéu ché pha

Hình 8 : Sự phân chia tần số trong FDMA

Phương pháp FDMA này cho phép tất cả các user truyền dẫn liên tục, nó có

ưu điểm là không cần thiết định thời đồng bộ, và các thiết bị sử dụng khá đơn

giản Tuy nhiên vì do băng thông của tài nguyên rất hạn chế nên phương pháp

này có dung lượng không cao và không linh hoạt trong việc phan phối kênh Ngoài

ra trong FDMA còn có một nhược điểm là rất dễ bị nhiễu xuyên kênh

Tài nguyên TT

RFC 1 RFC 2 RFC 3 RFC 4

Hình 9: Mô hình đa truy xuất phân chia theo tần số

- Trong mạng di động GSM, FDMA được sử dụng bằng việc chia tần số thành

các kênh có độ rộng 200 KHz Trong thông tin di động thế hệ thứ 3, mỗi kênh có

d6 r6ng 1250 KHz

4 Da truy xuất phân chỉa theo thời gian:

Trang 13

Chương I_ Tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến

=>

TDMA là một phương pháp đa truy xuất mà các user thay phiên nhau truy

xuất vào nguồn tài nguyên thông tin theo các khoảng thời gian cho phép Để làm

được việc này, thời gian làm việc được chia thành nhiều khung nhỏ hơn gọi là khe

thời gian Mỗi khe thời gian này sẽ được cấp phát cho một user cần truy xuất vào

mạng Chiều dài của khung thời gian và khe thời gian phải được tính toán hợp lý

tuỳ thuộc vào từng hệ thống sao cho thời gian thực được đẩm bảo tốt nhất có thể

Trong hệ thống này mỗi kênh khác nhau sẽ được phân biỆt bằng các khe thời gian

Trong TDMA, các user sẽ làm việc không liên tục nên còn gọi là phương

pháp thu phát gián đoạn Ưu điểm của phương pháp này là các user có thể sử dụng

tần số giống nhau để truy xuất vào mạng, do đó hiệu quả sử dụng tần số được

nâng lên và dung lượng của hệ thống tăng cao Ngoài ra vì có thể dễ dàng thay đổi

được dung lượng truyền tải bằng việc thay đổi khoảng thời gian phát / thu, nên hệ

thống này có ưu điểm là linh hoạt trong việc cấp phát kênh

5 Đa truy xuất phân chỉa theo mã ( CDMA )

Trong hệ thống CDMA, tín hiệu trước khi truyền đi được điều chế trải phổ sẽ

làm cho độ rộng phổ tăng lên gấp nhiều lần Khi đó tỉ số tín hiệu trên tạp 4m sé

giảm xuống rất thấp Mục đích ban đầu của việc trải phổ là bảo mật thông tin Để

thực hiện việc trải phổ thì cần phải sử dụng một chuỗi tín hiệu mã mà gọi tắt là tín

mã hay mã Ở đầu thu, nếu muốn thu được tín hiệu này thì phải dồn phổ lại, nghĩa

là máy thu phải tạo ra được tín hiệu mã giống như đầu phát Do đó đối với các

máy thu không chỉ định thì không những không dôn phổ được mà thậm chí còn trải

phổ tiếp Với đặc điểm này người ta ứng dụng trải phổ trong đa truy xuất gọi là

CDMA Trong hệ thống này, mỗi user khi truy xuất vào mạng sẽ được cấp phát

cho phép sử dụng một tín mã nào đó và các user được phân biệt bằng các mã sử

dụng

Điểm độc đáo của phương pháp này là các user có thể sử dụng cùng băng tần

số và cùng khe thời gian nên hiệu quả sử dụng nguồn tài nguyên rất cao, dung

lượng của hệ thống rất lớn Mặt khác, ngoài tính năng bảo mật tín hiệu tốt, hệ

thống này có khả năng chống lại can nhiễu từ các hệ thống khác, nó cũng tạo ra ít

gây nhiễu tới các hệ thống khác

Trang 14

Chương I Tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến

Hệ thống | Ưu điểm Nhược điểm

FDMA - Đơn giản, dễ thực hiện - Thiếu linh hoạt trong thay đổi,

- Không cần đổng bộ giữa các | cấp phát kênh

US€T - Hiệu quả thấp khi số sóng mang |

- Tín hiệu truyền liên tục nên | tăng

đảm bảo thời gian thực - Dễ bị nhiễu xuyên kênh

TDMA - Hiệu quả cao - Yêu cầu đồng bộ giữa các user

- Linh hoạt cao trong việc thay |- Công suất phát cần thiết của đổi kênh trạm mặt đất là cao

- Không bị nhiễu xuyên kênh

CDMA - Chịu được nhiễu và méo - Hiệu quả sử dụng băng tần

- Chịu được sự thay đổi các thông

số khác nhau của đường truyền dẫn

- Bảo mật tiếng nói cao kém

- Độ rộng băng tần truyền dẫn yêu cầu lớn

Bảng 1 : Phương pháp đa truy xuất phổ

=== ẶŸƑ_ỏỏơễ

Trang 15

I CAC THANH PHAN MANG GSM

1 Cấu hình cơ bản của hệ thống thông tin di động GSM:

MS dẫn tin tức

vụ di động gọi tắt là: Tổng đài vô tuyến

mm

Trang 16

Chương II Hệ thống GSM

—

BSS ( Base Station System ): Hệ thống con trạm gốc

BTS ( Base Transceiver Station ): Trạm thu phát gốc

BSC (Base Station Controller ): Bộ điều khiển trạm gốc

MS ( Mobile Station ): Trạm di động

OMC ( Operation and Maintenance Center ): Trung tâm khai thác và bảo

dưỡng

ISDN ( Integrated Services Digital Network): Mạng s6 lién két da dich vu

PSPISDN ( Packet Switch Public Data Network ): Mang số liệu công cộng

PLMN ( Public Land Mobile Network ): Mạng di động công cộng mặt đất

1.1 Chức năng của các khối :

Cấu trúc tổng quát của hệ thống GSM có thể chia làm 3 hệ thống con:

- Hệ thống con trạm gốc BSS

- _ Hệ thống con chuyển mạch SS

- _ Hệ thống con khai thác và bảo dưỡng OMS 1.1.1 Hệ thống con BSS :

Chức năng của BSS là tạo ra vùng hoạt động cho thuê bao di động và thực

hiện truyễn dẫn thông suốt tín hiệu

Trang 17

Chương ]I Hệ thống GSM

1.1.1.1 MS: Trạm di động là thiết bị thu phát cá nhân do người đăng ký thuê

bao trực tiếp sử dụng MS có thể là một may điện thoại di động cầm tay, máy điện

thoại đi động xách tay hoặc gắn trên xe hơi Đối với hệ thống GSM, một MS gồm

2 thành phần ME và SIM

1.1.1.1.1 ME: Là thiết bị phần cứng thực hiện chức năng thu phát tín hiệu

ME trở thành MS chỉ khi nào SIM card được chèn vào trong ME Nếu không có

SIM, ME không thể thực hiện được bất cứ dịch vụ nào trừ trường hợp gọi khẩn cấp

112 Mỗi ME được nhận dạng riêng bang số định nghĩa thiết bị duy nhất ( Số IMEI

) được lưu trữ bên trong

Một ME được chia làm 3 khối chức năng:

- Thiết bị đầu cuối TE (Terminal Equipmen#): cung cấp cho thuê bao 1 dịch

vụ cụ thể (ví dụ máy fax) TE không thực hiện bất cứ chức năng nào của hệ

thống GSM

Trang 18

1.1.1.1.2 SIM: Là thẻ chip mà bên trong có các bộ nhớ để lưu trữ thông tin

cá nhân của thuê bao di động và một số thông tin của mạng

Trang 19

Hình 13 : SIM - CARD, Loại ID - 1

SIM-card có một vùng nhớ cố định để lưu trữ các thông tin của 1 thuê bao cụ

thể nào đó, bao gồm: |

- IMSI (International Mobile Subscriber Identity): day 1a chi số để phân biệt

các thuê bao khác nhau trong mạng GSM IMSI có tối đa 15 chữ số:

- MCC (Mobile Country Code): có 3 chữ số, xác định quốc gia mà thuê bao

đăng ký

- MNC (Mobile Network Code): có 2 chữ số, xác định mạng di động mà thuê bao đăng ký

- MSIN (Mobile Subscriber Identification Number): m6i gid tri MSIN sé

xác định một thuê bao trong mạng di động

Từ số IMSI ta có thể xác định được mạng thường trú (home network) của

thuê bao

- Khóa nhận thực thuê bao Ki

- Thuật toán bảo mật A8

Ngoài các thông tin trên bắt buộc phải có, trong mỗi SIM-card còn có một số thông tin tùy chọn như các mẩu tin nhắn, danh sách các số điện thoại viết tắt (gồm

các kí tự hay kí hiệu đại điện cho một số điện thoại nào đó), những số điện thoại

mà thuê bao vừa mới gọi SIM-card được bảo vệ bằng 1 password, gọi là mã PIN

(Personal Identity Number) gồm từ 4 đến 8 chữ số, do thuê bao tùy chọn Nếu

nhập sai giá trị của PIN trong 3 lần liên tiếp (cho dù giữa các lần đó SIM được rút

ra hoặc tắt máy) thì SIM sẽ bị khóa Để mở khóa người sử dụng phải nhập vào 1

mã số khác để bể khóa, đó là PUK (PIN Unblocking Key) gồm 8 chữ số Trong

trường hợp sau 10 lần mà vẫn không nhập được giá trị đúng của PUK thì SIM bị

khóa hoàn toàn

Khi thuê bao muốn sử dụng thiết bị di động để thực hiện một dịch vụ nào đó thì phải gắn SIM-card vào Nếu không có SIM, MS sẽ không hoạt động được

K==-=innnn.ẰỶẰ:

Trang 20

Chương II Hệ thống GSM

—

(ngoại trừ các cuộc gọi khẩn cấp) Một SIM-card có thể được sử dụng cho nhiều

loại ME khác nhau, do đó rất thuận tiện cho người sử dụng Chẳng hạn khi máy

điện thoại của thuê bao bị hỏng, họ có thể mượn máy của người khác và gắn SIM

của mình vào để dùng tạm trong thời gian sửa chữa Như vậy có thể nói SIM-card

chính là nền tẳng của hệ thống liên lạc cá nhân

1.1.1.2 BTS: Trạm thu phát gốc, chức năng của BTS là tạo ra vùng hoạt động cho MS Vùng phủ sóng nhỏ nhất của một BTS gọi là một tế bào ( cell )

BTS giao tiếp với MS qua đường vô tuyến BTS hoạt động dưới sự điều khiển của

BSC

1.1.1.2.1 BSC: Bộ điểu khiển trạm gốc, chức năng chính của BSC là điều

khiển các hoạt động của BTS như: quản lý tài nguyên vô tuyến, điều khiển nhảy

tần, điều khiển chuyển giao Một BSC có thể điểu khiển nhiều BTS Với chức

năng ngày, một BSC có thể được xem như là một bộ chuyển mạch-báo hiệu

1.1.1.2.2 TRAU ( Transcoding and Rate Adaption Unit ) : Bộ tương thích tốc

độ và chuyển mã Nhiệm vụ của TRAU là biến đổi tốc độ của luông dữ liệu cho

phù hợp với đường truyền đồng thời còn thực hiện chức năng chuyển mã Tuỳ theo

cấu hình từng mạng khác nhau mà TRAU có thể lắp đặt ở BSC hoặc MSC

1.1.2 Hệ thống con chuyển mạch SS :

Chức năng chính của SS là xử lý cuộc gọi và quản lý thuê bao di động

->- User data flow {

Hình 14 : Giao tiếp giữa SSS và các hệ thống khác Các thành phần trong SS gôm 5 thành phần:

1.1.2.1 MSC: Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động là thành phần

trung tâm của SS, MSC thực hiện tìm đường và kết nối cuộc gọi, giao tiếp với

THƯ VIÊN

'sẽ.40100/g35 — j ———- —

Chương II Hệ thống GSM

ST

mang bén ngoai PSTN, ISDN, PLMN khic Day 1a noi duy nhất thực hiện chức

năng chuyển mạch cuộc gọi trong hệ thống Ngoài ra MSC còn tổng hợp số liệu

của các cuộc gọi để tham gia quản lý cước phí thuê bao

1.1.2.2 _HLR: Thanh ghi định vị thường trú nó lưu trữ tất cả các thông tin của thuê bao di động, thông tin lưu trữ trong HLR do người khai thác mạng cập nhật

vào Thông tin ngày không cho biết vị trí hiện tại cụ thể của thuê bao di động mà

chỉ cho biết VLR mà thuê bao đang hiện diện Các trường thông tin lưu trữ trong

HLR gồm:

IMSI : Số định nghĩa thuê bao di động quốc tế

Ki : Khoá nhận thực thuê bao

VLR : Hiện tại của thuê bao

Các dịch vụ của thuê bao di động

MSRN : Số chuyển vùng của thuê bao di động

1.1.2.3 VLR: Thanh ghi định vị tạm trú là cơ sở dữ liệu chứa thông tin của

MS Thông tin này cho biết vị trí hiện tại của MS, trạng thái của MS Thông tin

cập nhật trong VLR một cách tự động thông qua thủ tục cập nhập vị trí của thuê

bao Thông tin trong VLR có tính cách tạm thời, nó thay đổi khá thường xuyên

Ngoài ra VLR tham gia việc kiểm tra nhận thực một thuê bao có đủ quyển để truy

xuất vào mạng hay không Các trường thông tin lưu trữ trong VLR gồm:

> Trang thai của thuê bao ( tắt, mở, bận, rỗi )

> Số LAI hiện tại của thuê bao

> Số thuê bao tạm thời ( TMST )

»> MSRN : Số chuyển vùng của thuê bao di động

1.1.2.4 EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị dùng để quản lý thiết bị di động

ME Thông tin lưu trữ trong EIR chính là các số định nghĩa thiết bị di động EIR

được nối đến MSC qua đường báo hiệu, nó cho phép MSC kiểm tra sự hợp lệ của

thiết bị Bang cách ngày một MS có thể được hoặc không được cho phép truy xuất

vào mạng

1.1.2.5 AC: Trung tâm nhận thực, chức năng của AC là kết hợp với HLR

cung cấp cho VLR các thông số để nhận thực một MS có quyền truy nhập vào

mạng hay thống

1.1.3 Hệ thống con OMS :

1.1.3.1 OMS: Thực chất làmột mạng máy tính được kết nối với các thành

phần trong hệ thống để thực hiện chức năng điểu hành và bảo dưỡng hệ thống

Đây cũng là nơi duy nhất mà người khai thác giao tiếp được với mạng di động

Một OMS gôm có 2 thành phần như sau:

1.1.3.1.1 OMC: Trung tâm diéu hành và bảo dưỡng mạng OMC thực hiện

các chức năng có tính cách cục bộ Trung tâm ngày hỗ trợ một số chức năng sau:

a

Trang 22

Chương II Hệ thống GỐM _—_

> Quản lý cấu hình của mạng

> Quan ly quá trình làm việc của mạng

> Quản lý bảo mật 1.1.3.1.2 NMC: Trung tam quan ly mạng, nó giám sát các OMC trong mạng

Hinh 15 : Bang tan GSM D900

Băng tân hướng lên ( MS phát, BTS thu )nằm trong khoảng tân số :

890 MHz — 915 MHz ( D6 rong 14 25 MHz )

Băng tân hướng xuống ( MS phát, BTS thu ) nằm trong khoảng tần số :

935 MHz - 960 MHz

Trong D900 được chia làm 124 kênh tần số ( RFC ) Mỗi kênh có hai tần 86:

Một cho hướng lên và một cho hướng xuống, khoảng cách giữa hai tần số hướng

lên và hướng xuống trong cùng một kênh là 45 MHz Độ rộng băng mỗi kênh là

Trong DSC1800 được chia làm 374 kênh tần số ( REC ) Mỗi kênh có hai tần

số: Một cho hướng lên và một cho hướng xuống, khoảng cách giữa hai tần số hướng lên và hướng xuống trong cùng một kênh là 95 MHz Độ rộng băng mỗi

Hinh 17 : Bang tan GSM 1900

Băng tần hướng lên ( MS phát, BTS thu )nằm trong khoảng tần số : 1850MHz — 1910 MHz ( D6 rong 14 60 MHz )

Băng tần hướng xuống ( MS phát, BTS thu ) nằm trong khoảng tần số :

1930 MHz - 1990 MHz

Trong D1900 được chia làm 299 kênh tân số ( REC ) Mỗi kênh có hai tần số:

Một cho hướng lên và một cho hướng xuống, khoảng cách giữa hai tần số hướng

_ ————— a¬a¬a—a¬a¬a¬a¬a¬a¬=¬=¬=a=a=amỉmïmïmằmn ——

Trang 24

Trong thông tin di động băng thông của hệ thống được chia thành những băng

tần nhỏ, mỗi băng tần nhỏ ngày được gọi là một kênh tần số

Trong GSM D900, băng tần sử dụng có tần số từ 890 MHz — 960 MHz va

được chia làm 124 kênh tần số, mỗi kênh gồm hai tần số, một cho hướng lên và

một cho hướng xuống Hai tần số trong cùng một kênh cách nhau 45 MHz, độ rộng

băng thông của mỗi kênh tần số là 200 KHz

Trong GSM DSC1800, băng tân sử dụng có tần số từ 1710 MHz — 1880 MHz

và được chia làm 374 kênh tân số, mỗi kênh gồm hai tần số, một cho hướng lên và

một cho hướng xuống Hai tần số trong cùng một kênh cách nhau 95 MHz, độ rộng băng thông của mỗi kênh tần số là 200 KHz

Trong GSM 1900, băng tần sử dụng có tần số từ : 1850 MHz - 1990 MHz và

được chia làm 299 kênh tân số, mỗi kênh gồm hai tần số, một cho hướng lên và

một cho hướng xuống Hai tần số trong cùng một kênh cách nhau 80 MHz, độ rộng băng thông của mỗi kênh tần số là 200 KHz

2 Kênh vật lý :

Các kênh vật lý được cơi là các cặp tần số và khe thời gian dùng để truyền tải thông tin giữa trạm di động MS và trạm thu phát gốc BTS

2.1 Các kênh tần số được sử dụng ở GSM:

Phân bố tần số ở GSM được quy định nằm trong dải tần 890 - 960 MHz với

bố trí các kênh tần số như sau:

= 890 MHz + (0,2 MHz) *n, n=0,1,2, , 124 (2)

Bao gdm 125 kênh đánh số từ 0 đến 124, kênh 0 dành cho khoảng bảo vệ nên không được sử dụng, trong đó: Ƒ; là tần số ở bán băng tần thấp dành cho đường lên ( từ trạm di động đến trạm BTS ), Fulà tần số ở bán băng tần cao dành cho đường xuống ( từ BTS đến trạm di động ) -

Hệ thống GSM mở rộng ( E - GSM ) có băng tần rộng thêm 10 MHz 6 cả hai

phía nhờ vậy số kênh sẽ tăng thêm 50 kênh Phân bố tần số trong trường hợp này

F, = 890 MH: + ( 0,2 MH: )*n, 0S n< 124 (4) Và:

F,, = 890 MHz + (0,2 MHz) *(n-— 1024), 974 n¥ 1023 (5)

Fy = F, + 45 MHz (6)

Trang 25

Chương II Hệ thống GSM_

—————-——————a«LA<aaaaaaaaaa «=>

Các kênh bổ sung được đánh số từ 974 đến 1023 và kênh thấp nhất 974 để

làm khoảng bảo vệ nên không sử dụng

Đối với hệ thống DCS- 1800 bang tan cong tac 1710 — 1880 MHz, phan bổ tần số cho các kênh như sau:

Fạ = 1710 MH: + ( 0,2 MH¿ ) *(n— 511 ), 512 € n< 885 (7)

Fy = F, + 95 MHz (8) Gém 374 kênh đánh số từ 512 đến 885

Để cho các kênh lân cận không gây nhiễu cho nhau mỗi BTS phủ một tế bào của mạng phải sử dụng các tần số cách xa nhau và các ô sử dụng các tần số giống

nhau hoặc gần nhau cũng phải xa nhau

2.2 Tổ chức đa truy nhập bằng cách kết hợp giữa FDMA và TDMA

Truyền dẫn vô tuyến ở GSM được chia thành các cụm ( Burst ) chứa hàng

trăm bit đã được điều chế Mỗi cụm được phát đi trong một khe thời gian có độ

rộng là 15/ 26 ms ( 577 Hs ) ở một trong kênh tân số có độ rộng 200 KHz

Sơ đô mô tả cách kết hợp FDMA và TDMA:

Hình 18 : Đa truy nhập kết hợp FDMA va TDMA

Mỗi một kênh tần số cho phép tổ chức các khung truy nhập theo thời gian, mỗi khung bao gồm 8 khe thời gian từ 0 đến 7 ( TSọ, TS¡, TS; )

2.3 Các kênh vật lý:

Các kênh vật lý là một khe thời gian ở một tân số vô tuyến dành để truyền tải thông tin ở đường vô tuyến của GSM Như ở phần trên ta đã nói GSM sử dụng

băng tần sau:

890 -~ 915 MHz cho đường lên ( MS phát )

935 — 960 MHz cho đường xuống ( BTS phát )

.—-

Trang 26

Chuong I Hệ thống GSM ——_ _

es | |

Khoảng cách giữa các sóng mang là 200 KH¿

Trong tương lai khi mở rộng đến hệ thống DSC - 1800 băng tần được sử

dụng sẽ là:

1710 — 1785 MHz đường lên

1805 — 1880 MHz đường xuống

Để đảm bảo các quy định về tần số bên ngoài băng phải có một khoảng

bẩovệ giữa các biên của băng ( 200 KHz ) Vì thế ở GSM-900 ta có 124 kênh tần

số vô tuyến bắt đầu từ 890,2 MHz và ở DCS-1800 ta có 374 kênh tân số vô tuyến

bắt đầu từ 1710,2 MHz Mỗi một kênh tân số vô tuyến được tổ chức thành các

khung TDMA có 8 khe thời gian Một khe thời gian có độ dài 15/ 26 ms = 577 us

8 khe thời gian của một khung TDMA có độ dài gần bằng 4,62 ms

Ở BTS các khung TDMA ở tất cả các kênh tần số trên đường xuống được

đồng bộ Đồng bộ cũng được áp dụng như vậy với đường lên Tuy nhiên khởi đầu

của khung TDMA đường lên trế một khoảng thời gian cố định 3 khe Lý do trễ để

cho phép MS sử dụng cùng một khe thời gian ở cả đường lên lẫn đường xuống mà

không phải thu phát đồng thời

Đường xuống kênh - Khung Khung Khung

tan sé an so TDMA TDMA TDMA

Đường xuống kênh Khung Khung Khung

tần số TDMA TDMA TDMA

¬ Khung Khung Khung

Đường lên kênh tan TDMA TDMA TDMA

SỐ

- a ` Khung Khung Khung

Đường lên kênh tan TDMA TDMA TDMA

số —>| <q—

3TS Hình 19 : Các khung TDMA

2.4 Tổ chức đa khung, siêu khung, siêu siêu khung:

Về mặt thời gian các kênh vật lý ở một kênh tân số được tổ chức theo cấu

trúc khung, đa khung, siêu khung, siêu siêu khung Một siêu siêu khung có dài là 3

giờ 28 phút 53 giây 760 ms Các khung TDMA được đánh số EN ( Frame Number

- Số

khung ) trong siêu siêu khung từ 0 đến 2.715.647 Một siêu siêu khung được chia

thành 2048 siêu khung, mỗi siêu khung có độ dài là 5,12 s Mỗi siêu khung được

chia thành các đa khung Có hai loại đa khung:

=Ằ{Ằ—Ỷỷ:

Trang 27

Chương II Hệ thống GSM — — _ _ ———

®Đa khung 26 khung (51 siêu khung trên một siêu siêu khung ) có độ dài

120 ms và chứa 26 khung Các đa khung ngày được sử dụng cho các kênh TCH,

SACCH và FACCH

®Đa khung 51 khung ( 26 siêu khung trên một siêu siêu khung ) có độ đài

235,4 ms và chứa 51 khung TDMA Đa khung này sử dụng cho các kênh BCCH,

CCCH và SACCH

2.5 Cấu trúc các cụm:

Khe thời gian 577 us tương ứng với độ dài của 156, 25 bit là nội dung vật lý

của một cụm Tổn tại bốn dạng cụm khác nhau trong hệ thống Ý nghĩa của các

cụm này như sau:

2.5.1 Cụm bình thường ( NB: Normal Burst ): Cụm này được sử dụng để mang các thông tin về các kênh lưu lượng và các kênh kiểm tra Đối với kênh lưu

lượng TCH cụm này chứa 114 bit được mật mã, ba bit đuôi ( 0,0,0) đầu và cuối, 2

bit cờ lấy cắp ( chỉ cho TCH ), 26 bit hướng dẫn và khoảng thời gian bảo vệ có độ

rộng bằng 8,25 bit NB được sử dụng cho TCH và các kênh điều khiển trừ RACH,

SCH và FCCH

2.5.2 Cụm hiệu chỉnh tần số ( FB: Frequency Correction Burst ): Cụm này được sử dụng đồng bộ tân số cho trạm di động Cụm chứa 142 bit cố định bằng 0

để tạo ra dịch tân số + 67,7 KHz trên tần số danh định, ba bit đuôi ( 0,0,0 ) đầu và

cuối và khoảng bảo vệ 8,25 bit FB được sử dụng cho FCCH

2.5.3 Cụm đông bộ ( SB: Synchronization Burst ): Cụm này được sử dụng để đồng bộ thời gian cho trạm di động Cụm chứa 78 bit được mật mã hoá để mang

thông tin về FN của TDMA và BSIC ( Base Station Identity Code- Mã nhận trạm

gốc ), ba bit đuôi đầu và cuối, chuỗi hướng dẫn kéo dài 64 bit và khoảng bảo vệ

8,25 bit

SB được sử dụng cho SCH

2.5.4 Cụm truy nhập ( AB: Access Burst ): Cum này được sử dụng để truy

nhập ngẫu nhiên và truy nhập chuyển giao ( Handover ) Cụm chứa 36 bịt thông

tin, 41 bit đồng bộ ( bit hướng dẫn, 8 bịt đuôi đầu, 3 bit đuôi cuối và khoảng bảo

vé 68,25 bit

(252 us ) Sở đĩ cần khoảng bảo vệ dài vì khi MS truy nhập lần đầu ( hay sau

chuyển giao ) nó không biết định trước thời gian, khoảng này dành cho khoảng

cách 35 km AB được sử dụng cho RACH và TCH

2.5.5 Cụm gid (DB: Dummy Burst ): Cụm giả được phát đi từ BTS trong một

số trường hợp Cụm không mang thông tin Cụm có cấu trúc giống như NB nhưng

các bit mật mã được thay thế bằng các bit hỗn hợp

Trang 28

TB | 57 bit dugc mat F | Chudihuéng din 57 bit được mật TB GP

3 | mãhố 1 27 bit 1 | mi hod 3 8.25

Cụm bình thường ( cờ F chỉ tương ứng với TCH )

TB 142 bit cố định TB | GP

Cụm hiệu chỉnh tần số ( FC )

TB | 39bit được mật Chuợ hướng dẫn 39 bit được mật mã TB | GP

3 | ma hod 64 bit hod 3 8.25

Cụm đồng bộ ( SB )

TB Chuợ đồng bộ Các bit được mật mã TP | oP

3 41 36 3 68.25

Cum truy nhap ( AB )

TB Các bịt hỗn hợp Chuợ hướng dẫn Các bit hỗn hợp TB | GP

Chương II Hệ thống GSM _

—_——mm⁄%š _—>=Z2Œ%arnnnanm

3 Kênh logic :

Do mạng thông tin di động là mạng đa dịch vụ nên thông tin truyền dẫn trong

các kênh vật lý nói trên có nhiều loại khác nhau như tín hiệu tiếng nói, tín hiệu dữ

liệu, tín hiệu báo hiệu Tuỳ thuộc vào nội dung thông tin truyền tải mà người ta

chia thành các kênh logic khác nhau

Kênh logic chia thành hai loại tổng quát :

3.1 Kênh lưu lượng ( TCH: Trafic Channel )

3.2_Kênh điều khiển ( CCH : Control Channel )

Các kênh lưu lượng là kênh mang thông tin là tiếng nói hay đữ liệu Kênh

này gồm hai loại được định nghĩa như sau :

3.1.1 Kênh lưu lượng toàn tốc ( TCH/ F )

3.1.2 Kênh lưu lượng bán tốc ( TCH/ H)

Kênh điều khiển chia làm ba nhóm :

3.2.1 Nhóm kênh điều khiển quảng bá

3.2.2 Nhóm kênh điểu khiển chung

3.2.3 Nhóm kênh điều khiển dành riêng

3.2.1 Nhóm kênh điều khiển quảng bá :

Nhóm này gồm có ba kênh :

® Các kênh hiệu chỉnh tân số ( FCCH ) : Mang thông tin hiệu chỉnh tần

số cho các trạm MS FCCH chỉ được sử dụng ở đường xuống

® Kênh đông bộ ( SCH ) : Mang thông tin để đồng bộ khung cho trạm di

động MS và nhận dạng BTS SCH chỉ sử dụng cho đường xuống

® Kênh điều khiển quảng bá ( BCCH ) : Phát quảng bá các thông tin

chung về cell Các bản tin này gọi là các bản tin hệ thống BCCH chỉ sử dụng cho

đường xuống

Trang 30

Kênh điều khiển chung <>

ein ) riêng cho từng Kênh điều khiển

5 ang riêng ( DCCH) ấn

định cho một MS

ngẫu nhiên để nhập (AGCH) ấn (PCH): tìm gọi

yêu cầu DCCH định ban đầu một thuê bao ;

Hướng đường lên MS-BS TD: Phân chia theo thời gian

<+— Hướng đường xuống MS-BS FD: Phân chia theo tần số

Hình 21 : Cấu trúc các kênh logic ở giao điện vô tuyến

Chương II Hệ thống GSM

3.2.2 Nhóm kênh điều khiển chung ( CCCH ):

® Kênh tìm gọi ( PCH ) : Kênh này được sử dụng cho đường xuống để tìm trạm đi động khi thuê bao bị gọi

® Kênh truy xuất ngẫu nhiên ( RACH ) : Kênh này được MS sử dụng để yêu cầu dành một kênh SDCCH Kênh này chỉ sử dụng cho hướng lên

® Kênh cho phép truy xuất ( AGCH ) : Kênh này chỉ được sử dụng cho

đường xuống để chỉ định một kênh SDCCH cho MS

3.2.3 Nhóm kênh điều khiển dành riêng (DCCH):

® Kênh điều khiển dành riêng chuẩn ( SDCCH ) : Kênh này chỉ được

sử dụng dành riêng cho báo hiệu với một MS SDCCH được sử dụng cho các thủ

tục cập nhật và trong quá trình thiết lập cuộc gọi, trước khi ấn định kênh TCH

SDCCH được sử dụng cả đường xuống lẫn đường lên

® Kênh điều khiển két hop cham ( SACCH ) : Kênh này liên kết với một TCH hay một SDCCH Đây là một kênh số liệu liên tục để mang các thông

tin liên tục như các bản báo cáo đo lường, định trước thời gian và điều khiển công

suất SACCH sử dụng cho cả đường lên lẫn đường xuống

® Kênh điều khiển kết hợp nhanh ( PẠCCH ) : Kênh này liên kết với một TCH FACCH làm việc ở chế độ lấy cắp bằng cách thay đổi lưu lượng tiếng

hay số liệu bằng báo hiệu

® Kênh quảng bá tế bào ( CBCH ) : Kênh CBCH chỉ được sử dụng Ở

đường xuống để phát quảng bá các bản tin ngắn ( SMSCH ) cho các tế bào CBCH

sử dụng cùng kênh vật lý như kênh SDCCH

4 Cấu trúc đa khung của các kênh logic :

Hình 22 : Đa khung các kênh BCCH + CCCH, đường xuống

Chỉ có khe thời gian 0 của tần số vô tuyến CO của một cell được dùng Khi

MS tìm được FCCH, nó xác định khe 0 Lưu ý rằng CO không nhất thiết là dãi

Trang 32

Chương II Hệ thống GSM

thông tần thấp nhất, hoặc không nhất thiết phải bằng dải thông tần CO của cell

khác, CO ký hiệu dải thông tần có kênh logic BCCH của một cell Chu kỳ lặp có

51 khung, đa khung 51 khung nói trên được dùng cho BCCH, CCCH, SACCH Ở

đường xuống BTS phải phát ở tất cả mọi khe của CO để MS có thể đo được cường

độ tín hiệu từ BTS Khi không phát tìm gọi thì BTS phát các cụm tìm gọi giả thay

thế CCCH Ở đường lên, MS sử dụng khe 0 của CO để truy cập RACCH

Các ký hiệu này là: F = FCCH, S = SCH, C =CCCH, B = BCCH, I = Idle

SDCCH + SACCH Prt ytd TTT] TTI ITI

( đường xuống ) D0 DI D7 AO A3 mid

Littl ty Lt ttt | [111111 PTET Ut LÍ]

Hình 23 : Cấu trúc đa khung SDCCH + SACCH

Các ký hiệu này là D = SDCCH, A = SACCH, I = Idle Chu kỳ lặp 102

khung

(2 *51 ) Đối với mỗi MS, SDCCH đường lên chậm hơn SDCCH đường xuống 15

khung, do đó bảo đảm MS đủ thời gian tính toán lỗi hệ thống

—— — — — З — — — _=xăxaaaxaằằ.ằ.ằ.xan

Trang 33