Dịch vụ trả tiền trước của Mạng VINAPHONE

Luận văn : Dịch vụ trả tiền trước của Mạng VINAPHONE

Lời nói đầu

Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học, đặc biệt là khoa học công nghệ Điện tử - Tin học đã cho phép con ngời thoả mãn về nhu cầu trao đổi thông tin; Cùng với sự phát triển đó thì cũng có sự phát triển của các loại hình thông tin khác nh: Dịch vụ truyền số liệu, thông tin di động, nhắn tin, điện thoại thẻ, Internet đã giải quyết đợc nhu cầu thông tin toàn cầu Riêng hệ thống thông tin di động - GSM đã phát triển mạnh mẽ với số lợng thuê bao ngày càng tăng và đã chứng tỏ đợc tính u việt của hệ thống Và trong thập kỷ 90 này, ngành Bu Điện Việt Nam tuy cha phát triển nh các nớc trong khu vực cũng nh trên thế giới song TTDĐ ở Việt Nam đã sớm phát triển và ứng dụng những công nghệ mới nhất, đã đáp ứng đợc nhu cầu thông tin di

động của xã hội; phục vụ cho công tác lãnh đạo của Đảng, nhà nớc nói chung

và ngành Bu Điện nói riêng

Qua một thời gian tìm hiểu về TTDĐ,em đã có một số kiến thức nhất định

về hệ thống TTDĐ-GSM cũng nh về mạng điện thoại di động toàn quốc VinaPhone; Và ngoài việc hiểu sâu thêm về hoạt động của mạng VinaPhone,

em còn đợc hiểu sâu thêm về lý thuyết quy hoạch ô trong mạng VinaPhone

Dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình tìm hiểu và thực tập tại Ct GPC song vẫn khó tránh khỏi những thiếu sót trong bản Đồ án tốt nghiệp này Vậy,

em rất mong nhận đợc ý kiến đóng góp, nhận xét của các thầy cô giáo và toàn thể các bạn Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn của thầy giáo L

ÂM HồNG THạCH

Ch¬ng 2:

Giao diện mặt đất, giao diện vô tuyến và

2 Giao diÖn X-25 32

IV C¸c kªnh vËt lý, logic vµ c¸c ®a khung 37

3.1.1 §a khung kªnh lu lîng 26 khung 44

2.6 Vïng phñ sãng cña m¹ng VinaPhone 60

3 So s¸nh gi÷a m¹ng VinaPhone vµ m¹ng MobiPhone 65 Ch¬ng 5:

I Giíi thiÖu vÒ c¸c dÞch vô trong m¹ng VinaPhone 69

2.4 DÞch vô hiÖn sè chñ gäi\cÊm hiÖn sè chñ gäi 70

II C¸c gi¶i ph¸p kü thuËt cung cÊp dÞch vô PPS 71

3 Các giải pháp cung cấp dịch vụ PPS 72

3.1 Giải pháp sử dụng dịch vụ tính cớc tức thời 72

3.2 Giải pháp sử dụng dịch vụ tính cớc nhanh 73

3.5 Giải pháp sử dụng Simcard có mệnh giá 78

III Giới thiệu về tổ chức dịch vụ ở MobiPhone 80

1 Cấu trúc hệ thống PPS trong mạng MobiPhone 80

2 Hoạt động của hệ thống PPS trong mạng GSM 83

IV Cấu trúc hiện tại của hệ thống PPS trong mạng VinaPhone 86

2.1.3 Thiết bị trả lời tơng tác thoại-IVRU 91

2.1.5 Một số bộ phận khác trong hệ thống 92

2.1.5.2 Trung tâm điều khiển dịch vụ nhắn tin ngắn thông minh 92

2.3 Hoạt động của thuê bao trong hệ thống 96

2.3.1 Các trạng thái của thuê bao 96

2.3.1.2 Các chuyển đổi từ trạng thái IDLE 98

2.3.1.3 Các chuyển đổi từ trạng thái ACTIVE 98

2.3.1.4 Các chuyển đổi từ trạng thái SUSPENDED 100

2.3.1.5 Các chuyển đổi từ trạng thái DISABLED 100

2.3.3 Các quy định về khai thác dịch vụ PPS 103

Đa Truy Nhập Phân Chia Theo Thời Gian) Do hạn chế bởi vùng phủ sóng

của các anten phát và sử dụng nhiều trạm phát thu cho một trạm phát

3 Thế hệ thứ ba

Đã xuất hiện mạng tổ ong tơng tự (1979ữ1990) Các trạm thu phát này đợc

đặt theo các ô hình tổ ong, mỗi ô đợc gọi là một cell Mạng này sử dụng kỹ thuật TDMA và cho phép sử dụng lại tần số, cho phép chuyển giao giữa các cell trong cuộc gọi Với tần số 450ữ900 MHz có các mạng điển hình là:

• AMPS (Advanced Mobile Phone System - Hệ Thống Điện Thoại

Di Động Tiên Tiến) đa vào hoạt động tại Mỹ năm 1979.

• NMT (Nordric Mobile Telephone System - Hệ Thống Điện Thoại

Di Động Bắc  u) hệ thống của các nớc Bắc Âu.

• TACS (Total Access Communication System - Hệ Thống Thông

Tin Thâm Nhập Toàn Bộ) sử dụng tần số 900 MHz là mạng thiết

kế cho số lợng lớn thuê bao di động vận hành vào năm 1985.

Tất cả các mạng trên đều đợc dựa trên mạng truyền thoại tơng tự bằng điều chế tần số Vùng phủ sóng của nó ở mức quốc gia và việc phục vụ đạt tới vài trăm thuê bao Hệ thống lớn nhất ở Anh với khả năng phục vụ 1 triệu thuê bao năm 1990

4 Thế hệ thứ 4

Là thiết kế dựa trên truyền dẫn số, điển hình là các mạng:

• GSM_900 ( Global System for Mobile Communications - Hệ Thống Thông Tin Di Động Toàn Cầu) là hệ thống thông tin di động sử dụng

công nghệ FDMAvàTDMA băng tần 900 MHz đợc đa vào hoạt động năm 1992 tại Châu Âu

• DCS (GSM_1800 - Digital Cellular System - Hệ Thống Tổ Ong Số)

hệ thống tổ ong khác Thông tin đợc truyền giữa thuê bao MS và mạng tổ ong

sử dụng thông tin vô tuyến Nhờ đó, loại bỏ đợc sự cần thiết các dây nối cố

định sử dụng trong khi lắp đặt điện thoại truyền thông Do đó, thuê bao MS có thể di chuyển xung quanh và trở thành hoàn toàn di động, có thể đi trên xe hay

đi bộ

Ngoài ra các mạng tổ ong còn có nhiều thuận lợi hơn các mạng điện thoại

“mặt đất” đang có nh là: có tính di động, có tính mềm dẻo, tiện lợi (đối với thuê bao di động); có tính mềm dẻo trong việc mở rộng mạng, có lợi nhuận cao, hiệu quả

2 Các thành phần mạng

Các mạng GSM (Global System for Mobile Communication - Hệ Thống Thông Tin Di Động Toàn Cầu) đợc tạo ra bởi các MSC (Mobile Services Switching Centre_Trung Tâm Chuyển Mạch Các Nghiệp Vụ Di Động), BSS

(Base Station System_Hệ Thống Trạm Gốc) và MS Ba thành phần này có thể

chia thành những phần tử nhỏ hơn, ví dụ nh: trong BSS ta có các BSC (Base Station Controller_Bộ Điều Khiển Trạm Gốc), các BTS (Base Transceiver Station_Trạm Thu Phát Vô Tuyến Gốc) và XCDR (Trascoder_Bộ Chuyển Mã).

Với MSC, BSS và MS chúng ta có thể gọi điện thoại, trả lời điện thoại, thực hiện việc tính cớc vv nh bất kỳ một mạng PSTN (Public Switching System_Mạng Điện Thoại Chuyển Mạch Công Cộng) bình thờng nào có thể

làm Chỉ có một vấn đề đối với MS là tất cả các cuộc gọi đến và gọi đi là từ

MS khác Vì vậy cũng cần phải kết nối mạng GSM với PSTN

MS trong mạng tổ ong đợc đặt ở trong các ‘ô’ (cell), các ô này đợc cung cấp bởi các BSS Mỗi BSS có thể cung cấp một hay nhiều ô, dựa vào thiết bị của nhà sản xuất Ô bình thờng đợc vẽ theo hình lục giác nhng trong thực tế chúng không có hình dáng đúng nh vậy, đây là kết quả do ảnh hởng của địa hình xung quanh hoặc do sự thiết kế bởi nhà quy hoạch mạng

3 Tần số ấn định cho GSM

Chỉ có các khe hẹp của băng tần đợc ấn định cho thông tin tổ ong Danh sách ở dới đây trình bày số lợng các tần số và phổ đợc phân bổ cho GSM_900, GSM mở rộng 900 (Extended GSM_900-EGSM_900), GSM_1800 (DCS_1800-Digital Cellurlar System 1800) và PCS_1900

BS BS

Số Thứ Tự Kênh Tần Số Vô Tuyến Tuyệt Đối (ARFCN_Absolute Radio

Frequency Channel Number) hay một sóng mang RF(Radio Frequency)

trong thực tế là một cặp tần số, mỗi tần số đợc sử dụng cho một hớng (phát và thu) Điều này cho phép thông tin đợc truyền qua theo hai hớng Với GSM_900 và EGSM các tần số này đợc chia cặp cách biệt nhau 45 MHz, với DCS_1800 sự cách biệt là 95 MHz và với PCS_1900 là 80 MHz Với mỗi ô trong mạng GSM ít nhất là 1 ARFCN đợc ấn định cho nó và nhiều ARFCN có thể đợc phân bổ để cung cấp một dung lợng lớn hơn

sóng mang RF trong một mạng GSM có thể hỗ trợ tới 8 khe thời gian TDMA Theo đó, dựa vào lý thuyết mỗi sóng mang RF có khả năng hỗ trợ tới

8 cuộc gọi điện thoại đồng thời; nhng nh chúng ta sẽ thấy sau này (mặc dù

điều đó là có thể) thì việc thông báo (messaging) và báo hiệu (signalling) có

thể làm giảm số lợng 8TS (Time Slot_Khe Thời Gian) trên mỗi sóng mang RF

xuống còn 6 hay 7_TS trên mỗi sóng mang RF, vì vậy làm giảm số lợng máy

di động có thể đợc hỗ trợ Không giống nh mạng PSTN, nơi mà mọi máy điện thoại đợc liên kết với mạng mặt đất bằng một cặp dây cố định, mỗi MS khi đ-

ợc yêu cầu chỉ kết nối với mạng qua giao diện vô tuyến Vì vậy, một sóng mang RF đơn có thể hỗ trợ nhiều trạm di động hơn 8 khe TDMA của nó ban

đầu mà ta đã khẳng định Sử dụng các thống kê, có thể thấy rằng một sóng mang RF điển hình có thể hỗ trợ tới 15, 20 hoặc 25 MS Hiển nhiên là không phải tất cả các thuê bao MS này có thể gọi điện thoại

đồng thời Vì vậy, các MS chia sẻ cùng tài nguyên vật lý ở các thời điểm khác nhau

đẳng hớng và angten vô hớng; angten đẳng hớng là angten có hớng tập chung năng lợng ở các dẻ quạt; nếu chúng ta có 2 BTS với các angten vô hớng và ta yêu cầu danh giới giữa vùng phủ sóng của 2 BTS là tập hợp mà các điểm mà ở

đó tín hiệu của cả 2 BTS là nh nhau thì nó đợc danh giới là một đờng thẳng (Hình-2)

ở hình 3; Nếu ta lặp lại phơng thức nói trên bằng cách đặt xung quanh 1 BTS bởi 6 BTS khác thì vùng phủ sóng của nó nhận đợc có dạng hình lục giác (hình lục giác này trở thành một dạng ký hiệu cho một ô ở trong mạng TTDĐ)

4.2 Phân loại ô

ở trong ô vô hớng, BTS đợc trang bị một angten vô hớng bức xạ đều ở mọi phơng Khi đó vùng phủ sóng ở ô vô hớng có dạng hình tròn với BTS đặt tại tâm(vùng địa lý bằng phẳng không có chớng ngại vật); để tợng trng cho ô vô hớng ngời ta sử dụng hình lục giác (Hình-4)

4.2.2 Ô rẻ quạt

Trong trờng hợp này, BTS đợc trang bị angten đẳng hớng; mỗi angten phủ một vùng hình quạt với góc mở là 120°, cứ 3 trạm BTS là một nhóm khối kênh

đợc nối với nhau ở trờng hợp khác, ngời ta chỉ dùng một ô rẻ

quạt nào đó để phục vụ cho một vùng nào đó, để tợng trng ngời ta sử dụng 3 hình lục giác (Hình-5)

4.2.3 Ô trùm

Khi kỹ thuật tách các ô lớn thành các ô nhỏ nhằm tăng dung lợng kênh ở những nơi có mật độ lu lợng thoại cao đợc áp dụng những ngời điều hành mạng thấy rằng sự chuyển động của các trạm di động với tốc độ lớn trên các

xa lộ gây ra một số lợng lớn các chuyển giao giữa các ô nhỏ nằm kề cận nhau bao phủ trên xa lộ Vì mỗi lần chuyển giao dẫn đến tăng công việc điều khiển trong mạng nên ngời ta không muốn gia tăng các sự kiện chuyển giao nh vậy;

để giải quyết vấn đề này, ngời ta đa ra khái niệm ô chùm

Hình-4

Trong một ô chùm, công suất mà BTS phát ra ở mức cao hơn so với các BTS ở các ô nhỏ tại một tần số khác và khi MS di chuyển với tốc độ cao đợc phát hiện trên xa lộ, nó đợc chuyển giao tới ô chùm chứ không chuyển giao qua các ô nhỏ MS nh vậy đợc phát hiện từ các đặc tuyến truyền lan của nó hay đợc phân biệt bởi yêu cầu chuyển giao quá nhiều và MS có thể ở trong ô chùm trong một thời gian khá dài; do vậy giảm đợc số công việc điều khiển cho mạng.

• Chiều cao và vị trí của tháp angten

• Kiểu loại angten

• Địa hình của vùng phủ sóng

• Độ nhạy của máy thu vô tuyến

Thông thờng độ nhạy của máy thu và băng tần đợc cố định; cho nên ở các

hệ thống TTDĐ, vùng phủ sóng hữu hiệu nhất nhận đợc từ trạm BTS cao và công suất máy phát lớn nhng quan niệm này không thể đợc sử dụng ở nơi có mật độ lu lợng thoại cao Hiện nay, có hai dạng angten (phụ thuộc vào dạng ô

và kích thớc ô) thờng đợc sử dụng đó là angten vô hớng và angten đẳng hớng

Bằng cách điều chỉnh công suất phát ra của các máy phát ở BTS ta có thể làm thay đổi vùng phủ sóng theo yêu cầu Đặc biệt là khi số lợng thuê bao tăng nhanh, mật độ lu lợng trong mạng trở nên lớn nhất là ở các thành phố đông dân trên thế giới dẫn đến việc ngời ta phải tìm kiếm thêm các nguồn kênh mới; nhng hiệu quả nhất là sự phân chia khoảng không gian hiện tại của các ô thành các phần nhỏ hơn, do vậy số ô trong toàn mạng sẽ tăng lên nhân với số kênh hiện có ở một ô và do đó ta sẽ có dung lợng lớn hơn cho toàn bộ mạng Và vì thế mức công suất dùng ở các ô sẽ giảm xuống để tránh nhiễu cho các ô lân cận dẫn đến giảm kích cỡ của ắc quy dùng cho MS và yêu cầu MS giảm kích

cỡ và trọng lợng Điều này làm cho mạng di động trở nên hấp dẫn hơn đối với ngời sử dụng mới

4.4 Các thông số của ô

Đối với từng ô đợc thiết kế, ngời ta phải điền vào một mẫu biểu có chứa các thông tin đợc gọi là các thông số của ô Các thông tin này đợc chuyển vào một bản sao số liệu trên băng từ và đợc nạp vào BSC Các thông số của ô là:

• Các thông tin về angten và thiết bị thu phát vô tuyến

• Các thông số chung cho tất cả các ô ở cùng một mạng

5 Mẫu sử dụng lại tần số

GSM chuẩn có tổng số 124 tần số sẵn dùng trong một mạng Hầu hết các nhà cung cấp mạng chắc chắn không thể sử dụng tất cả các tần số này và thông thờng chỉ đợc phân bổ một tập con của 124

Hệ thống TTDĐ_GSM hay dùng 3 mẫu sử dụng lại tần số sau:

• Mẫu ô 7/21: sử dụng nhóm gồm 21 tần số, mỗi nhóm sử dụng 7 trạm gốc

• Mẫu ô 4/12: sử dụng nhóm gồm 12 tần số, mỗi nhóm sử dụng 4 trạm gốc

• Mẫu ô 3/ 9 : sử dụng nhóm gồm 9 tần số, mỗi nhóm sử dụng 3 trạm gốc Các mẫu này sử dụng cho các trạm gốc có các angten phát 3 hớng, mỗi h-ớng dành cho 1 ô và có góc phơng vị phân cách nhau 120° Mỗi ô có hình dạng tơng tự nh một hình lục giác, có bán kính bằng 1\3 khoảng cách giữa các trạm gốc

6 Chuyển mạch và điều khiển

Thành lập vùng phủ sóng vô tuyến qua việc sử dụng các ô (cả vô hớng lẫn

có hớng) Khi MS có khuynh hớng di chuyển từ vùng phủ sóng của ô này sang vùng phủ sóng của ô khác thì việc chuyển giao sẽ đợc điều khiển bởi một vài thành phần và trong GSM thành phần đó gọi là MSC

Để thực hiện việc chuyển giao, mạng phải biết ô lân cận nào để MS chuyển giao tới và để đảm bảo có thể chuyển giao tới ô tốt nhất thì MS sẽ thực hiện việc đo các ô lân cận của nó và báo cáo kết quả về mạng; các kết quả này sẽ đ-

ợc phân tích cùng với phép đo mà mạng thực hiện và một quyết định đợc tạo

ra trên nền tảng chung cần phải chuyển giao Nếu một sự chuyển giao đợc yêu cầu thì các giao thức báo hiệu có liên quan đợc thành lập và sự chuyển giao đ-

ợc điều khiển bởi MSC; sự chuyển giao này sẽ phải trong suốt với thuê bao MS

và có nghĩa là thuê bao không nhận thức đợc rằng có một sự chuyển giao đang xảy ra

*PSTN_Public Switching Telephone Network

Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng

*PLMN_Public Land Mobile Network

Mạng di động mặt đất công cộng

*PSPDN_Packet Switching Public Data Network

Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói

*CSPDN_Circuit Switching Public Data Network

Mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh

2 Mạng TTDĐ-GSM có bốn thành phần cơ bản sau

• NSS_Network Switching System: là hệ thống chuyển mạch mạng Hệ thống này bao gồm Trung Tâm Chuyển Mạch Các Nghiệp Vụ Di Động (MSC) và các Cơ Sở Dữ Liệu điều khiển hệ thống đợc liên kết của nó và các bộ vi xử lý với các giao diện đợc yêu cầu Đây là một phần mà cung cấp kết nối giữa mạng GSM và PSTN

• BSS_Base Station System: là Hệ Thống Trạm Gốc và là một phần của mạng

mà cung cấp liên kết vô tuyến từ MS tới thiết bị chuyển mạch

• OMS_Operation and Maintenance System: là Hệ Thống Khai Thác và Bảo Dỡng, thành phần này tạo điều kiện cho nhà cung cấp mạng cấu hình và bảo d-ỡng từ một vị trí của thiết bị

• MS_Mobile Station: là Trạm Di Động, thành phần này bao gồm điện thoại di

động, máy fax Đây là một phần của hệ thống mà thuê bao sẽ nhìn thấy

ME là phần cứng đợc thuê bao sử dụng để thâm nhập vào mạng, nó có một

số định dạng riêng, độc lập cho thiết bị đó và đợc lu giữ cố định trong máy

1.2 Module nhận dạng thuê bao

(SIM-Subscriber Identity Module )

SIM là một thẻ cắm vào ME có chức năng nhận dạng thuê bao di động và

cung cấp thông tin mà theo đó thuê bao di động sẽ nhận đợc thông tin Trong SIM có một số thông tin chủ yếu đợc lu giữ là:

• IMSI_International Mobile Subscriber Identity: là số Nhận Dạng Thuê Bao Di Động Quốc Tế, số này nhận dạng thuê bao và chỉ đợc gửi đi vào không trung trong suốt quá trình khởi tạo

• TMSI_Temporary Mobile Subscriber Identity: là số Nhận Dạng Thuê Bao Di Động Tạm Thời, số này nhận dạng thuê bao và đợc thay đổi định kỳ bởi hệ thống để bảo vệ thuê bao khỏi bị nhận ra bởi một ai đó đang cố giám sát giao diện vô tuyến

• LAI_Location Area Identity: là số Nhận Dạng Vùng Định Vị; nhận dạng vị trí hiện tại của thuê bao và đợc cập nhật liên tục

• Ki_Authentication Key: là Khoá Nhận Thực Thuê Bao, khoá này

đợc sử dụng để nhận thực thẻ SIM

• MSISDN_Mobile Station International ISDN Number: là Số ISDN Quốc Tế của Trạm Di Động Đây là số điện thoại của thuê bao; nó bao gồm mã nớc, mã vùng và số điện thoại của thuê bao

2 Hệ thống trạm gốc (Hình-9)

( BSS - B ase Station System)

BSS là thiết bị đợc đặt ở một trạm ô, nó bao gồm sự kết hợp giữa thiết bị số

và thiết bị vô tuyến BSS cung cấp đờng truyền giữa MS và MSC BSS liên kết với MS qua giao diện vô tuyến và với MSC qua đờng truyền 2 Mbps

BSS bao gồm 3 thành phần sau:

• Trạm Thu Phát Vô Tuyến Gốc (BTS): bao gồm các thành phần vô tuyến mà cung giao diện vô tuyến cho một ô nào đó Đây là một phần của mạng GSM mà thông tin với MS, Anten là một phần của BTS

• Bộ Điều Khiển Tram Gốc (BSC): cung cấp sự điều khiển cho BSS, thông tin trực tiếp với MSC, có thể điều khiển 1 hay nhiều BTS

• Bộ Chuyển Mã (XCDR):đợc sử dụng để nén tín hiệu từ MS, để chúng đợc gửi đi một cách hiệu quả trên giao diện mặt đất Mặc dù XCDR đợc coi là một phần của BSS, nhng nó lại đợc đặt gần MSC hơn để

sử dụng các đờng truyền mặt đất một cách hiệu quả hơn.

2.1 Bộ điều khiển trạm gốc

( BSC _ B ase Station Controller)

BSC quản lý giao diện vô tuyến thông qua các kênh điều khiển, nó ra lệnh

ấn định hay giải phóng kênh vô tuyến và quản lý việc chuyển giao BSC đợc nối với BTS ở một phía và nối với MSC ở phía kia; BSC cũng có vai trò nh là một tổng đài nhỏ có khả năng điều khiển nhất định, vai trò chủ yếu của BSC là: điều khiển cuộc nối của trạm di động, quản lý mạng vô tuyến, quản lý các BTS, chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ, tập chung lu lợng, quản lý và truyền dẫn đến BTS

Ngoài ra BSC kết hợp với Ma Trận Chuyển Mạch Số để kết nối tới các kênh vô tuyến trên giao diện vô tuyến với các mạch mạch mặt đất Ma trận chuyển mạch BSC cũng cho phép BSC thực hiện “chuyển giao” giữa các kênh vô tuyến trên các BTS, dới sự điều khiển của nó mà không cần tới MSC

2.2 Trạm thu phát vô tuyến gốc

( BTS _ B ase Transceiver Station )

BTS bao gồm các trạm thu/ phát, angten và một khối sử lý tín hiệu cho giao diện vô tuyến, có thể coi BTS nh một modem vô tuyến phức tạp BTS làm việc ở

1 tập hợp các kênh vô tuyến, các kênh này khác với các kênh đợc sử dụng ở các ô lân cận để tránh nhiễu giao thoa

BTS cung cấp sự nối thông giao diện vô tuyến với MS BTS cũng có một

số lợng có hạn các chức năng điều khiển mà làm giảm lu lợng qua lại giữa BTS và BSC BTS còn có một số chức năng sau: chứa phần cứng của một sóng mang, chức năng điều khiển bị hạn chế, hỗ trợ 1 hay nhiều ô

2.3 bộ chuyển mã (Hình-10)

(XCDR-Transcoder )

Bộ chuyển mã đợc yêu cầu để chuyển đầu ra số liệu hay thoại từ MSC (64 kbps PCM) thành dạng đặc tả bởi các đặc tuyến truyền dẫn của GSM trên giao diện vô tuyến giữa BSS và MS (64 kbps thành 16 kbps và ngợc lại)

Mạch PCM 64 kbps từ MSC nếu đợc phát trên giao diện vô tuyến mà không

có thay đổi gì thì sẽ chiếm một số lợng băng tần rất lớn Mạch này sẽ sử dụng phổ của vô tuyến sẵn có không hiệu quả; vì vậy giảm đi bằng việc sử lý các mạch 64 kbps để số lợng thông tin đợc yêu cầu phát thoại số hóa giảm xuống con16 kbps ( đã mã hóa )

Chức năng chuyển mã có thể định vị ở MSC, BSC và BTS Nội dung số liệu

16 kbps dựa vào thuật toán mã hoá đợc sử dụng Có hai thuật toán mã hoá sẵn

có và lựa chọn một trong chúng để sử dụng dựa vào khả năng của thiết bị di

Hình-10: Nguyên lý của bộ chuyển mã

Thuật Toán Thoại Toàn Tốc đợc hỗ trợ bởi tất cả các máy di động và mạng

Nó sinh ra dữ liệu điều khiển mà đợc tham khảo chung tới nh dữ liệu TRAU (Transcoder Rate Adaption Unit_Đơn Vị Thích ứng Tốc Độ và Chuyển Mã) Dữ liệu TRAU trên đờng xuống sẽ đợc sử dụng bởi BTS và vì vậy đợc loại bỏ khỏi dữ liệu thoại 13 kbps trớc khi truyền dẫn trên giao diện vô tuyến Số liệu thoại 13 kbps đợc xử lý ở BTS để tạo ra tốc độ sau mã hóa là 22,8 kbps trên giao diện vô tuyến mà bao gồm hiệu chỉnh lỗi trớc Trong đờng lên, BTS cộng thêm dữ liệu TRAU mà sẽ đợc sử dụng bởi Bộ Chuyển Mã

EFR (Enhanced Full Rate_Toàn Tốc Cải Tiến) là một thuật toán mã hóa thoại cải tiến và chỉ đợc hỗ trợ bởi máy di động Pha 2+ và là tuỳ chọn của mạng Nó sinh ra tín hiệu 12,2 kbps từ mỗi kênh PCM 64 kbps Dữ liệu TRAU trong trờng hợp này đợc tạo ra với tốc độ kênh từ và tới BTS bằng 16 kbps với

FR Nhng với FR, dữ liệu TRAU đợc sử dụng ở BTS và XCDR

Để truyền dẫn số liệu không đợc chuyển mã nhng tốc độ số liệu đợc thích ứng từ 9,6 kbps lên tới tốc độ sau điều chế là 16 kbps để truyền qua giao diện mặt đất, tín hiệu 16 kbps lại bao gồm TRAU 3 kbps

3 hệ thống chuyển mạch mạng

(NSS-Network Switching System)

NSS bao gồm các chức năng chính của mạng GSM Hệ thống này cũng chứa các cơ sở dữ liệu đợc yêu cầu về thuê bao và quản lý di động Chức năng chính của hệ thống nàylà quản lý sự thông tin giữa mạng GSM và các mạng viễn thông khác

NSS có các thành phần chính sau:

3.1 Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động

(MSC-Mobile Services Switching Centre)

MSC nằm trong hệ thống GSM để chuyển mạch cuộc gọi Mục đích chính

của MSC đều giống nh bất kỳ một tổng đài điện thoại nào; ở đây, MSC sẽ thực hiện một số chức năng khác nhau dựa trên vai trò của nó ở trong mạng Khi MSC cung cấp giao diện giữa mạng chuyển mạch điện thoại công cộng với các

hệ thống điều khiển trạm gốc trong mạng GSM thì nó sẽ đợc biết tới nh một tổng đài cổng Gate_MSC Trong chức năng này, MSC sẽ cung cấp sự chuyển mạch mà thuê bao di động cần thiết Mỗi MSC cung cấp dịch vụ cho các MS

định vị trong một vùng phủ sóng đợc xác định

Các chức năng đợc thực hiện bởi MSC là:

• Xử lý cuộc gọi: bao gồm việc điều khiển thiết lập cuộc gọi điện thoại, truyền số iệu, chuyển giao thông tin giữa các BSS và MSC; và điều khiển quản lý thuê bao di động

• Hỗ trợ việc khai thác và bảo dỡng

• Liên kết giữa các mạng

• Tính toán cớc phí

(HLR-Home Location Register)

HLR là cơ sở dữ liệu tham khảo về thông số thuê bao; cũng nh các thông

số nhận thực thuê bao, các số nhận dạng khác nhau và các địa chỉ đợc lu giữ Các thông số này đợc đa vào cơ sở dữ liệu khi có một thuê bao mới đăng ký Các thông số đợc lu giữ trong thanh ghi định vị thờng trú là:

• Số ID của thuê bao (IMSI và MSISDN)

• Vị trí hiện tại của thuê bao

• Thông tin dịch vụ bổ xung

• Tình trạng của thuê bao ( mở/ khoá)

• Chức năng của trung tâm nhận thực AUC

• Số Lu Động Trạm Di Động (MSRN_Public Station Roaming

Number)

Cơ sở dữ liệu của HLR bao gồm những thông số cần thiết cho mọi thuê bao của mạng di động mặt đất công cộng Những thông tin mà nó chứa đều có thể truy nhập từ bất kỳ nơi phủ sóng nào bởi tất cả các MSC và HLR trong mạng Thông tin về thuê bao đều có thể truy cập đợc bằng tất cả các số liệu nhận dạng thuê bao di động quốc tế và cả mạng tổ hợp số đa dịch vụ của trạm

di động Ngoài ra, thông tin dữ liệu cũng có thể đợc truy cập bởi một MSC hay bằng thanh ghi định vị tạm trú_VLR của một mạng di động mặt đất công cộng khác

3.3 bộ ghi định vị tạm trú

(VLR-Visitor Location Register)

VLR bao gồm một bản sao chép hầu hết dữ liệu đợc lu trữ ở HLR; Tuy vậy, nó chỉ là dữ liệu tạm thời mà tồn tại đến khi nào thuê bao còn hoạt động trong vùng phục vụ của VLR VLR cung cấp một cơ sở dữ liệu tại chỗ cho thuê bao, ở bất cứ đâu thì thuê bao đều đợc định vị vật lý trong một PLMN; VLR này có thể hoặc không thể là hệ thống “thờng trú” Chức năng này loại

bỏ sự cần thiết phải tham khảo tới cơ sở dữ liệu HLR “thờng trú ” vào mọi lúc Các dữ liệu bổ xung đợc lu giữ trong VLR là:

3.3.1 nhận dạng vùng định vị

(LAI- Location Area Identity)

Các ô trong PLMN đợc gộp lại thành nhóm trong một vùng địa lý Mỗi vùng địa lý đợc gán với một LAI, mỗi vùng định vị điển hình có thể bao gồm

30 ô Mỗi VLR điều khiển một vài LAI và khi một thuê bao di chuyển từ một vùng định vị tới một vùng định vị khác, LAI đợc cập nhật vào VLR Khi thuê bao di chuyển từ VLR này tới VLR khác, địa chỉ VLR đợc cập nhật tại HLR

3.3.2 nhận dạng thuê bao di động tạm thời

(TMSI-Temporary Mobile Subscriber Identity)

VLR điều khiển việc phân bổ các TMSI và báo cáo các số này cho HLR

biết TMSI sẽ đợc cập nhật thờng xuyên, việc này làm cho các cuộc gọi rất khó

bị lần theo và vì vậy cung cấp một mức độ bảo mật cao cho thuê bao TMSI có thể đợc cập nhật trong bất kỳ các tình huống sau:

• Thiết lập cuộc gọi

• Vào vùng LAI mới

• Vào VLR mới

3.3.3 số l u động trạm di động

( MSRN-Mobile Station Roaming Number)

Khi một thuê bao muốn hoạt động ngoài hệ thống “thờng trú” của nó trong một thời gian nào đó, VLR cũng có thể phân bổ một MSRN Số này đợc gán từ một danh sách các số đợc lu trữ ở VLR(MSC) MSCR sau đó đợc sử dụng để định tuyến cuộc gọi tới MSC mà điều khiển trạm gốc ở vị trí hiện tại của MS Cơ sở dữ liệu trong VLR có thể đợc truy cập bằng IMSI, TMSI hay MSRL Điển hình sẽ có một VLR tơng ứng với một MSC

3.4 bộ ghi nhận dạng thiết bị

(EIR- Equipment Identity Register)

EIR bao gồm một cơ sở dữ liệu đợc tập chung hoá để xác nhận đúng nhận

dạng thuê bao di động quốc tế(IMEI) Cơ sở dữ liệu EIR đợc cập nhật từ xa bởi các MSC trong mạng và cũng có thể truy cập bởi một MSC trong PLMN khác Giống nh HLR, một mạng có thể bao gồm hơn một EIR với mỗi EIR quản lý một khối các IMEI

3.5 trung tâm nhận thực (Hình-11)

( AUC-AUthentication Centre)

AUC là một hệ thống xử lý, nó thực hiện chức năng nhận thực AUC lu giữ

và liên tục chuyển các bộ ba (tam tố) cho từng thuê bao Bộ ba này cũng đợc coi nh là số liệu thuê bao và đợc sử dụng để nhận thực thuê bao và mật mã hóa thông tin truyền trên giao diện vô tuyến giữa MS và BTS

Ngoài ra khi đăng ký thuê bao, khóa nhận thực thuê bao Ki cùng với IMSI

đợc chuyển cho thuê bao Khóa nhận thực thuê bao đợc lu giữ ở trung tâm nhận thực và đợc sử dụng để chuyển bộ ba cho hệ thống

Quá trình nhận thực:

• Bộ ba số (Kc, SRES, RAND) đợc lu trữ ở VLR

• VLR gửi RAND qua MSC và BSC tới MS (không đợc mật mã hoá)

• MS sử dụng thuật toán A3 và A8 và tham số Ki lu trữ trên thẻ SIM của MS,cùng với RAND nhận đợc từ VLR, tính ra giá trị của SRES và Kc

Ki A3 A8

Bộ ba số

được tạo ra

A5, Số siêu siêu khung

A3, A8, A5,Ki

Số TT Siêu Siêu Khung

• MS gửi SRES không đợc mật mã hoá tới VLR

• Trong VLR giá trị của SRES đợc so sánh với SRES nhận đợc từ

máy di động Nếu hai giá trị này phù hợp, thì nhận thực thành công

• Nếu mật mã đợc sử dụng, Kc từ bộ ba đợc gửi qua BTS

• Máy di động tính Kc từ RAND, A8 và Ki trên SIM

• Sử dụng Kc, A5 và số thứ tự siêu siêu khung GSM, mật mã hoá giữa

MS và BSS bây giờ có thể xảy ra qua giao diện vô tuyến

Chú ý: Bộ ba số đợc gán ở AUC là

• RAND : Số đợc phát ra một cách ngẫu nhiên

• SRES : Nhận đợc từ A3(RAND,Ki)

• Kc : Nhận đợc từ A8(RAND,Ki)

• Ki : Khóa nhận thực đợc gán ngẫu nhiên cùng với A3 và A8

• A3, A8: 1 trong 16 thuật toán có thể có xác định trong thời gian phân

Trễ toàn vòng xuất hiện bởi hệ thống GSM (trễ tăng dần gây ra bởi việc xử

lý cuộc gọi, mã hoá và giải mã thoại vv xấp xỉ 180 ms Độ trễ này sẽ không thấy rõ ở thuê bao MS, trừ khi có sự xuất hiện ở bộ chuyển đổi 2 dây sang 4 dây Bộ chuyển đổi này đợc yêu cầu ở chuyển mạch nội phía mặt đất bởi vì kết nối điện thoại chuẩn là 2 dây Bộ chuyển đổi này gây ra tiếng vọng, tiếng vọng này không ảnh hởng tới thuê bao mặt đất

Trong suốt cuộc gọi bình thờng giữa thuê bao mặt đất PSTN, không có tiếng vọng nào đợc nhận ra bởi vì trễ rất nhỏ và ngời sử dụng không thể phân biệt giữa tiếng vọng và ‘side tone’ của điện thoại bình thờng, tuy nhiên nếu trong

hệ thống GSM không có EC thì trễ vòng có thể xảy ra và sẽ ảnh hởng tới thuê bao cho nên trong hệ thống GSM cần phải có bộ EC.

4 hệ thống khai thác và bảo d ỡng

NMC cung cấp khả năng quản lý mạng từ xa Vùng mạng GSM hiện tại

không đợc đặc tả chặt chẽ bởi các đặc tả GSM, để lại cho nhà cung cấp mạng quyết định những khả năng nào họ muốn có nó NMC bao gồm hai phần sau:

• Trung Tâm Quản Lý Mạng (NMC): NMC có cái nhìn tổng thể về PLMN

và có trách nhiệm quản lý toàn bộ mạng

• Trung Tâm Khai Thác và Bảo Dỡng (OMC): là một tiện ích tập chung hóa để hỗ trợ quản lý mạng tổ ong hàng ngày cũng nh cung cấp cơ sở dữ liệu cho các công cụ quy hoạch dài hạn Một OMC quản lý một vùng PLMN vì vậy nó mang lại sự quản lý mạng theo từng vùng

4.1 Trung tâm quản lý mạng

(NMC-Network Management Centre)

NMC mang lại khả năng cung cấp sự quản lý theo cấu trúc phân cấp theo vùng của một hệ thống GSM hoàn chỉnh

NMC có trách nhiệm khai thác và bảo dỡng ở mức mạng, đợc hỗ trợ bởi OMC có trách nhiệm quản lý trong một vùng

NMC là một chức năng logic nằm trên đỉnh của cấu trúc quản lý mạng phân cấp Và có tầm nhìn ở mức cao nh một loạt các nút mạng và sự thuận lợi trong việc liên kết thông tin Ngoài ra còn đợc OMC hỗ trợ nh là lọc thông tin

NMC có thể nhận trách nhiệm trong một vùng khi một OMC không hoạt

động Lúc đó OMC hoạt động nh một điểm quá giang giữa NMC và thiết bị mạng NMC cung cấp khả năng điều hành quản lý, điều hành tơng đơng OMC Chức năng của NMC:

• Giám sát các nút trên mạng

• Giám sát các thống kê phần tử trên mạng

• Giám sát các vùng OMC và cung cấp thông tin cho nhân viên OMC

• Gửi thông tin thống kê từ một vùng OMC này tới vùng OMC khác để cải thiện chiến lợc giải quyết vấn đề

• Tạo điều kiện quy hoạch dài mạng

(OMC-Operation and Maintenance Centre)

OMC cung cấp một điểm trung tâm từ nó điều khiển và giám sát các thành phần mạng khác (ví dụ nh các trạm gốc, chuyển mạch, cơ sở dữ liệu vv ) cũng

nh giám sát chất lợng dịch vụ đợc cung cấp bởi mạng

Có 2 loại OMC:

• OMC_R: OMC điều khiển BSS

• OMC_S : OMC điều khiển hệ thống chuyển mạch

giao diện mặt đất, giao diện vô tuyến

Và mã hóa kênh trên giao diện vô tuyến

I Tổng quan

Giao Diện Mặt Đất (Terrestrial Interface) bao gồm tất cả các kết nối giữa

các thành phần GSM, trừ Um, hay còn gọi là Giao Diện Vô Tuyến Các Giao Diện Mặt Đất GSM và phần trung gian chuyển giao báo hiệu tuân theo các khuyến nghị ITU-TS đợc sử dụng rộng rãi khắp trên toàn thế giới Việc sử dụng các giao diện đã đợc tiêu chuẩn hóa sẽ dẫn đến sự mềm dẻo của hệ thống GSM Giao Diện Mặt Đất tải lu lợng của hệ thống và cho phép hàng ngàn bản tin số liệu cần thiết để tạo ra các chức năng hệ thống Chúng tải số liệu tải lên

và tải xuống phần mềm, thu thập các thông tin thống kê và thực hiện các lệnh khai thác và bảo dỡng

Các giao diện chuẩn đợc sử dụng:

• 2 Mbps

• Hệ Thống Báo Hiệu ITU-TS # 7 (C7 hay S7-Signalling System # 7)

• X.25-Mạng số liệu chuyển mạch gói (LAPB)

• Abis sử dụng giao thức LAPD (Link Access Procedure Data Channel_Thủ Tục Truy Cập Đờng Truyền trên Kênh Dữ Liệu).

II Các giao diện mặt đất GSM

1 Trung kế 2 Mbps - 30 kênh PCM (Hình-13)

Các đờng truyền 2 Mbps mang lu lợng từ PSTN tới MSC, từ MSC tới BSC,

từ BSC tới các BTS đợc đặt ở xa và giữa các MSC với nhau Các đờng truyền này cũng đợc sử dụng giữa MSC và IWF

Mỗi đờng truyền 2,048 Mbps cung cấp 30 kênh 64 kbps sẵn có để mang thông tin thoại, số liệu và điều khiển Thông tin điều khiển có thể bao gồm C7, LAPD hoặc thông tin đã đợc định dạng X.25; Các đờng truyền này hoạt động chung trên cùng một cáp vật lý cho các giao diện đợc sử dụng giữa các thành phần hệ thống GSM

AUC HLR

2 Giao diện X-25 (Hình-14)

Các gói X-25 cung cấp cho OMC các thông tin từ toàn bộ các thành phần

mà chúng điều khiển và quản lý Các kết nối X-25 thông thờng sẽ đợc chứa trong các đờng truyền 2 Mbps sử dụng một khe thời gian dành riêng

Chú ý: kết nối X-25 từ OMC tới BSS có thể đợc kết nối cố định bằng phần mềm ở MSC hoặc có thể đợc hỗ trợ bởi một đờng truyền vật lý hoàn toàn độc lập

BSS

AUC HLR

eir

Hình-14: Giao diện X-25 trong mạng

3 Hệ thống báo hiệu ITU - TS # 7:(Hình-15)

Trong hệ thống GSM, C7 đơc sử dụng để mang các thông tin báo hiệu và

điều khiển giữa hầu hết các thành phần chính và tới PSTN

Các giao thức bản tin sau đây là một phần của C7 đợc sử dụng để thông tin giữa các thành phần khác nhau của mạng GSM:

• Ghép nối với PSTN, MSC thực hiện các chức năng báo hiệu cuộc gọi

sử dụng Phần Ngời Sử Dụng Điện Thoại (TUP-Telephone User Part)

hoặc ghép nối với ISDN, sử dụng Phần Ngời Sử Dụng ISDN (ISUP-

ISDN User Part)

• Giữa MSC và BSC, Phần ứng Dụng Quản Lý Hệ Thống Trạm Gốc đợc

sử dụng (BSSMAP-BSS Management Application Part) Phần ứng

Dụng Chuyển Trực Tiếp đợc sử dụng (DTAP-Direct Transfer

Application Part) để gửi các bản tin giữa MSC, MS và MAP (Mobile

BSS

AUC HLR

eir

Hình-15: Báo hiệu số 7 trong mạng

Application Part-Phần ứng Dụng Di Động) đợc sử dụng giữa MS,

VLR, EIR và HLR

4 Giao diện Abis (LAPD):(Hình-16)

Vì bản chất đặc biệt của thông tin báo hiệu đơc chuyển qua các đờng truyền

2 Mbps giữa BSC và BTS đặt ở xa, một loại giao diện khác đợc đòi hỏi GSM

đã đặc tả việc sử dụng LAPD, giao diện này sử dụng cấu trúc khung chuẩn nh

BSS

AUC HLR

eir

5 Các liên kết: (Hình-17)

Giao diện giữa BSC và MSC là một giao diện hệ thống báo hiệu đợc tiêu chuẩn hóa ITU - TS số 7 Giao diện hỗ trợ các kết nối sau:

• BSC - MSC, BSC - BTS, MSC - MS

• Giao diện Khai Thác và Bảo Dỡng

• Tất cả các chức năng xử lý cuộc gọi

Các giao diện này thông thờng đợc chuyển vận trên một đờng truyền vật lý,

đờng truyền 2 Mbps Mỗi đờng truyền 2 Mbps cung cấp 32 kênh 64kbps (các khe thời gian) kênh đầu tiên (TS 0) đợc sử dụng để xắp xếp khung, còn lại 31 kênh sẵn có để mang các “kênh lu lợng” và “giao tiếp báo hiệu”

Giao thức báo hiệu đợc sử dụng giữa các mạng GSM là:

• X-25 (LAPB), một khe thời gian 64 kbps

• C7 (SS7), một khe 64 kbps (BSSAP, MAP, TACP, SCCP, MTP)>

(LAPD)

RSL (LAPD )

MTL (C7 )

CBL OML (X-25)

Đờng truyền C7 giữa BSC - MSC, độc lập với loại báo hiệu đợc đòi hỏi sẽ dựa trên phần nào của giao thức C7 sẽ đợc sử dụng (ví dụ: MSC - MS sẽ sử dụng một tập con của BSSAP đợc gọi làDATP để chuyển tin báo).

Giao thức LAPD đợc sử dụng giữa BSC - BTS, giao thức này bình thờng

nh đã đợc xác định là 64 kbps

Đờng truyền giữa BSC- CBC không sử dụng giao thức đợc đặc tả Sự lựa chọn giao thức đợc quyết định giữa nhà cung cấp PLMN và nhà cung cấp CBC (điển hình X-25 và C7 có thể sử dụng)

Giao diện vô tuyến (Air Interface) đợc sử dụng trong mạng GSM là vì:

• Có tính chống nhiễu tốt, tạo điều kiện sử dụng các mẫu tái sử dụng tần

số chặt chẽ hơn và giảm thiểu vấn đề giao thoa

• Có kết hợp chống lỗi, bởi vậy bảo vệ lu lợng mà nó mang

• Mang lại cho thuê bao tính bảo mật tốt hơn và an ninh cho nhà cung cấp mạng

• Tơng thích với ISDN, sử dụng các giao diện mở đợc chuẩn hoá và

mang lại một loạt các dịch vụ đợc nâng cao cho thuê bao của mạng

1 Kỹ thuật điều chế:

* Có 3 phơng pháp điều chế tín hiệu phát qua không trung:

• Điều Biên (AM_Amplitude Modulation)

AM thực hiện rất đơn giản với các tín hiệu tơng tự nhng tính chống

nhiễu kém

• Điều Tần (FM_Frequency Modulation)

FM thực hiện phức tạp hơn nhng cung cấp tính chống nhiễu tốt hơn

• Điều Pha (PM_Phase Modulation)

PM cung cấp tính chống nhiễu tốt nhất nhng với các tín hiệu tơng tự

nó ít khi đợc sử dụng vì thực hiện rất phức tạp

* Tín hiệu số có thể sử dụng bất cứ phơng pháp điều chế nào, nhng PM cung cấp tính chống nhiễu tốt nhất Vì PM có thể đợc thực hiện dễ dàng với tín hiệu

số nên đây là phơng pháp sử dụng cho giao diện vô tuyến PM đợc biết tới nh

là Khoá Dịch Pha (PSK_Phase Shift Keying) khi áp dụng cho tín hiệu số

2 Truyền dẫn tín hiệu số

2.1 Khoá dịch pha PSK

Điều pha cung cấp mức độ chống nhiễu cao Tuy nhiên, có một vấn đề xảy

ra khi điều chế theo cách này: đó là khi một tín hiệu thay đổi pha đột ngột thì các thành phần tần số cao đợc sinh ra cho nên đòi hỏi một băng tần rộng để truyền dẫn

GSM phải càng có hiệu quả với băng tần sẵn có càng tốt Vì vậy, nó không

sử dụng kỹ thuật này nhng có một sự phát triển của kỹ thuật này giúp cho điều pha có hiệu quả hơn đợc sử dụng trong thực tế bởi giao diện vô tuyến GSM, nó gọi là Khoá Dịch Cực Tiểu Gauss (GMSK_Gaussian Minimum Shift Keying)

2.2 Khoá dịch cực tiểu Gauss

Với GMSK, pha thay đổi đại diện cho sự thay đổi từ một số ‘1’ hay ‘0’ không xảy ra tức thì nh khi Khóa Dịch Pha Nhị Phân (BPSK_Binary Phase Shift Keying) Thay vào đó nó xảy ra trong một khoảng thời gian và vì vậy việc xuất hiện các thành phần tần số cao sẽ giảm đi

Với GMSK, đầu tiên tín hiệu số đợc lọc qua Bộ Lọc Gauss Bộ lọc này gây

ra sự méo dạng tín hiệu, các góc vuông đợc bo tròn Tín hiệu bị méo dạng sau

đó đợc sử dụng để dịch pha tín hiệu mang Vì vậy sự thay đổi pha tức thì không lâu hơn mà đợc trải ra

IV Các kênh vật lý,logic và các đa khung

• Kênh vật lý là kênh trung gian mà qua đó thông tin đợc mang đi, trong trờng một giao diện mặt đất thì nó là cáp

• Kênh logic là các loại thông tin đợc mang qua kênh vật lý

1 Các kênh vật lý GSM (Physical CHannel)

Một sóng mang RF_GSM đơn có thể hỗ trợ tới 8 thuê bao MS cùng một lúc Hình vẽ dới đây cho thấy làm thế nào để thực hiện đợc việc này Mỗi kênh chiếm một sóng mang cho 1/8 thời gian Kỹ thuật này đợc gọi là Đa Truy Nhập Phân Chia Theo Thời Gian (TDMA)

Thời gian đợc chia thành các khoảng gián đoạn đợc gọi là ‘Khe Thời Gian’ Các khe thời gian đợc xắp xếp thành chuỗi và đợc đánh số theo quy ớc từ 0ữ7 Mỗi sự lặp lại của chuỗi này đơc gọi là một khung TDMA.

Mỗi cuộc gọi điện thoại của MS chiếm một khe thời gian (0ữ7) trong khung cho đến khi cuộc gọi đợc kết thúc hoặc có sự chuyển giao xảy ra Các khung TDMA sau đó đợc xây dựng thành các cấu trúc khung lớn hơn theo loại kênh Để một hệ thống nào đó hoạt động đúng, sự định thời truyền dẫn tới và

từ máy di động đợc thc hiện chăt chẽ MS và BSS phải phát thông tin liên quan tới một cuộc gọi vào đúng thời điểm chính xác nếu không khe thời gian

sẽ bị thiếu Thông tin đợc mang trên một khe thời gian đợc gọi là ‘cụm’ Mỗi cụm số liệu chiếm khe thời gian đợc phân bổ cho nó trong các khung TDMA

kế tiếp, cung cấp một kênh vật lý GSM đơn mang một số kênh logic khác nhau giữa BTS và MS

2 Các kênh logic GSM (Logical CHannel)

Có 2 nhóm kênh logic chính là nhóm kênh lu lợng và nhóm kênh điều khiển

Kênh lu lợng là kênh mang thông tin thoại hoặc số liệu Có một số loại kênh lu lợng sau:

• Toàn tốc:

TCH/FS : Thoại (trớc mã hóa 13 kbps; sau mã hóa 22,8 kbps)

TCH/EFR : Thoại (trớc mã hóa 12,2kbps; sau mã hóa 22,8 kbps)

TCH/F 9,6 : Số liệu 9,6 kbps

Khe Thời Gian

Cụm

Khe Thời Gian

Hình-18: Khe thời gian và khung TDMA

TCH/FS : Full Rate Speech CHannel - Kênh Thoại Toàn Tốc

TCH/HS : Hall Rate Speech CHannel - Kênh Thoại Bán Tốc

TCH/EFR : Enhanced Full Rate Speech - Kênh Thoại Toàn Tốc Cải Tiến

TCH/9,6 : Data CHannel 9,6 kbps - Kênh số liệu 9,6 kbps

TCH/4,8 : Data CHannel 4,8 kbps - Kênh số liệu 4,8 kbps

TCH/2,4 : Data CHannel 2,4 kbps - Kênh số liệu 2,4 kbps

Các kênh thoại này đợc hỗ trợ bởi hai phơng pháp mã hóa khác nhau đợc biết tới là Toàn Tốc (FR) và Toàn Tốc Cải Tiến (EFR) Mã hóa EFR cung cấp dịch vụ thoại có chất lợng tiếng đợc cải thiện hơn mã hóa thoại FR nguyên thuỷ, trong khi đó vẫn sử dụng cùng một băng tần ở giao diện vô tuyến EFR

sử dụng một thuật toán mã hóa thoại mới và bổ xung cho thuật toán mã hóa kênh toàn tốc để hoàn chỉnh dịch vụ thoại đợc cải thiện này Tuy nhiên, nó sẽ chỉ đợc hỗ trợ bởi di động pha 2+ trở đi Ngoài ra các kênh thoại có thể mã hoá bán tốc (HS - Half Speech) Đây là tuỳ chọn của mạng, nó có thể hỗ trợ 2 máy di động

2.2.Các nhóm kênh điều khiển GSM

Gồm có:

• Nhóm Kênh Điều Khiển Quảng Bá (BCCH_Broadcast Control CHannel)

• Nhóm Kênh Điều Khiển Chung (CCCH_ Common Control CHannel)

• Nhóm Kênh Điều Khiển Dành Riêng (DCCH_Dedicated Control CHannel)

• Kênh Hiệu Chỉnh Tần Số (FCCH_Frequency Correction CHannel) cung cấp thông tin đồng bộ sóng mang.

MS PCH và AGCH không bao giờ đợc sử dụng đồng thời

• Kênh Quảng Bá Ô (CBCH_Cell Broadcast CHannel) đợc sử dụng để phát các bản tin quảng bá tới mọi MS trong một ô; ví dụ thông tin về giao thông trên đờng

2.2.3 Nhóm DCCH:

Các Kênh Điều Khiển Dành Riêng đợc gán cho một MS đơn để thiết lập cuộc gọi và xác nhận tính hợp lệ của một thuê bao DCCH bao gồm:

• Kênh Điều Khiển Đứng Riêng Một Mình (SDCCH) hỗ trợ truyền dữ liệu

từ và tới MS trong suốt quá trình thiết lập cuộc gọi và xác nhận tính hợp

lệ

• Kênh Điều Khiển Kết Hợp (ACCH_Associated Control CHannel): kênh này bao gồm Kênh Điều Khiển Liên Kết Chậm (SACCH_Slow ACCH) đợc sử dụng để đo các đờng truyền vô tuyến và các bản tin điều khiển công suất; Và Kênh Điều Khiển Liên Kết Nhanh (FACCH_Fast ACCH) đợc dùng để mang các bản tin loại ‘dữ kiện’, ví dụ nh các bản tin chuyển giao Cả hai kênh FACCH và SACCH hoạt động ở chiều hớng lên và hớng xuống

2.2.4 Các kênh điều khiển:

2.2.4.1 Kênh Điều Khiển Kiểu Quảng Bá - BCCH

BCCH đợc phát liên tục bởi BTS Sóng mang RF đợc sử dụng để phát BCCH đợc gọi là sóng mang BCCH Thông tin mang trên BCCH đợc giám sát

định kỳ bởi MS (ít nhất 30s/lần), khi nó đợc bật nguồn rỗi

BCCH mang các thông tin sau đây: