Nghiên cứu phân tích sơ đồ dàn trải ĐTDĐ và mô phỏng quá trình điều chế tín hiệu số bằng Matlab

Mang GSM Global System for Mobile communication H.1- Giới thiệu chung về mạng GSM Lịch sử phát triển Trong suốt những năm đầu thập niên 80, ở Châu Âu tồn tại một số hệ thống điện thoại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NGÀNH ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

SVTH : NGUYÊN MINH DANG

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯƠNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Độc Lập - Tự Do ~ Hạnh Phúc

KHOA ĐIỆN -ĐIỆNTỬ eee oOo -

Ai fe tok ok a of ok

NHIEM VU LUAN AN TOT NGHIEP

Chú ý : SV phải đóng bán nhiệm vụ này vào trang thứ nhất của luận án

Ho và tên SV : - Ñ€IYÊẢU, Miki t BANE MSSV: 02.DAPT 088

Ngành : “Điển a Lt’ oe eer ce (ALOT Lip rp: 02 PLS "¬

1 Đầu đề luận án tốt nghiép :

2 Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung va số liệu ban đầu) :

Nok, deh plat pds iy (hook ¬ Cane AED v2—,

cesses " pe ola Ke ce Decceseees

T =

| 3 Ngày giao nhiệm vụ luận án z2§ /ô, 003

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ 1†:o†j 200-7

5 Họ tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn

“ ‘ és

Mocs 2 yf 0 Nyse ba / Thun se H7 2 Mã 22H22 H2 tên no Han gà ru ruei

ĐỀ ung S22 re 2 veverestes essen terietesecctsuicsesiits coisas

Tu nh ng H222 22222 221gr ree Ẳda

Nội dung và yêu cầu LATN đã được thông qua NGƯỜI HƯỚNG ĐẪN CHÍNH

Ngày dư tang cớ ăm me (K¥ vd ghi rd ho ten)

là SOA BION - Dic!

te ae cue ee BOLE =< Te Ue Ba [er / , 4

LỜI MỞ ĐẦU

I Dat van đề - mục đích nghiên cứu :

Trong thời đại kỹ thuật số ngày nay, nhu cầu thông tin liên lạc và giao tiếp với

nhau là rất lớn trên mọi lĩnh vực Ngày càng có nhiều phương tiện hỗ trợ con người có thể xóa bỏ mọi khoảng cách địa lý để có thê gặp gỡ, nói chuyên, giữ liên lạc với nhau chỉ

với vài thao tác đơn giản như : lên mạng Internet gửi email, gọi điện thoại qua giao thức VoiIP, hoặc chỉ đơn giản là nhắc điện thoại bàn bắm số điện thoại để nói chuyện với nhau

Mặc dù những thiết bị trên rất tiện lợi trong nhu cầu giao tiếp của con người, nhưng nó vẫn có một nhược điểm là người sử dụng chỉ có thể ngôi một chỗ thao tác, làm mat đi tính năng động trong thời đại ngày nay, thời đại mà tốc độ và thời gian quý như vàng Vì vậy Điện thoại di động ra đời đã đáp ứng được nhu cầu chính đáng đó con

người

Việc sử dụng điện thoại di động thì rất đễ với đa số người dung Nhưng không phải ai cũng biết một số nguyên lý hoạt động và các van dé ky thuật của nó Do đó trong công tác sữa chữa, bảo quản điện thoại di động gặp phải không ít khó khăn, đặc biệt là đối với các bạn sinh viên khối kỹ thuật chỉ mới được tiếp cận về mặt công nghệ, lý

thuyết, chưa được di sâu về kỹ thuật nghiên cứu, sửa chữa trên một máy di động thực thụ

nghề

Ngoài ra nhờ việc mô phỏng này mà sinh viên có thể tiếp thu bài nhanh hơn

và có thể hiểu về vấn để điều chế thông tin số sâu sắc hơn

H Giới hạn đề tài - Hướng phát triển mớ rộng đề tài

1) Giới hạn đề tài :

Vi diéu chế thông tin là phức tạp và kiến thức của em còn hạn chế nên với thời gian 10 tuần em không thể tìm hiểu hết tất cả các loại điều chế áp dụng cho ĐTDĐ được, nên trong để tài này em chỉ:

LOF CAM ON

Voi tẩm long tén su trong dao, em xin chan thank cdm on qui

thâu, cô trong Khoa Dién — Dién Tk Trubng Dai Hoc Kj Thudt

Cong Nghé TP.HCM da tan tinh day do ching em trong sudt 9 hoc ky qua, da truyén dat cho em những Kiến thức quý báu để làm

hanh trang uào đời sau nay

Dic biét, ching em xin chdn thanh cdm on Thay HO Ngoc Ba

đã hiết sức tận tinh chi day va hubng dan cluing em trong sudt quá

trình thyc hién dé tai nay

TP.HCM, ngày 11 tháng 7 năm 2007

Sinh Viên Thực Hiện

MỤC LỤC

PHẨNI: TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐTDĐ HỆ GSM

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG ĐTDĐ -

L/ Qué trinh phat triển hệ thống thông tin di dộng 1

TL/ Mạng GSM LG HH cư re 4 I-1) Lịch sử phát triển & đặc điểm hệ thống GSM 4

II-2) Kiến trúc mạng GSM

I-3) Chức năng các khối " 7

II-4) Các dịch vụ trong mạng ø GSM ¬

II-5) Chuyển đổi âm thoại sang sóng vô ô tuyến -.13

I-6) Quản lý di động Ằ Son L2 PHẦN II: NGHIÊN CỨU - PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ GIÀN TRẢI ĐTDĐ HỆ GSM CHUONG I TONG QUAN MÁY ĐTDĐ HỆ GSM -ccccccccc- 16 L/ Sơ đồ khối tổng quan của ĐTDĐ hệ GSM se ceccecea 16 IL/ — Chife naing cc KnOi ceesecscsssecsecessssscsrsessecessecersuececsesecseeaesneens 17 CHUONG II PHAN TICH CAC KHOI CO BAN TRONG SO DO MAY PTDD 9 909964909040904 00000 00 00 00000 00000000000006000090060000009009090009040000000000090000000666060060666606 [L/ Phân tích các mạch IUÌ ¿+ < + + +1 *+zEzEExEvkcxvcx rxvrxerxe 19 I-1) Mach hiển thị LCD se ¬” _ I-2) Mạch đèn LED, rung, chuông sử ử dụng IC N310 Họ ng 21 1-3) Mạch bàn phím s.sekeeeerrrerierresrresesrsrseseseseeevos.24 0L 0c nh

I0 19i0/02i2 11757 d LO O0 1i /(0.) 101 7

1-7) Mạch hồng ngoại Infrared -sseeeexeerrrrsrreeerere 8

I/ _ PHÂN TÍCH MẠCH RF THU PHÁT SÓNG 2 tsvzeced 29

I-1) Giới thiệu phần thu phát RE sssmsmssessnsssesensusnsneneneusueeeneeeeennl9

II-2) Mạch thu SỐng co ceieeiririreeesrtsereeosenrenreosoos 2Í

IL/ PHAN TICH MACH BASEBAND -.- - 39

HI-1) Mạch Audio — Ð

HI-3) Mạch Clock ee,

HI-5) Các loại điện áp của aIC nguồÌn .-ceseeesesese-eo.L2

III-6) Mach n

PHAN 11: M6 PHONG CAC TIN HIEU DIEU CHE TRONG THONG TIN

SO BANG MATLAB

CHUONG IV TONG QUAN VE DIEU CHE & MATLAB

L/ GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU CHẾ =ssserersrersrere.ers.e 4Õ IL/ PHẦN LOẠI ĐIỀU CHẾ -+2+++t2222EEEEESeeeerrrrd 46

HI/ GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH MATLAB - 47

IV./ CÁC PHÍM VÀ CÁC LỆNH TRONG MATLAB 49

V/_ BIẾN TRONG MATLAB 2-©222+2e22EE2EtetEEEEEEeerrrrrrkk 50 VI/ CÁC LỆNH VỀ ĐỒ HỌA TRONG MATLAB 51

MATLAB

L⁄/_ KHÁI NIỆM SÓNG MANG ĐIỀU HÒA . c 54

IL/ DIEU CHE BIEN ĐỘ AM 5-ssrkerereerarscerarerc 55

IIL/ DIEU CHẾ PHA VÀ TẦN SỐ . -©22222veeezrrrrrkkkee 66

IV MÔ PHỎNG ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU SỐ BẰNG MATLAB 70 IV-1) Điều Biên AM scsescrsrrreretrrereerrerrerrrssrerererere TÔ IV-2) Điều Biên SSB 2 + strrertrreteereressrerrirerrsreroeeee,

IV-3) Điều Tần - Điều Pha Sa Hseeesrerrrrrresesiee LỔ

T CỦA GIAO VIEN PHAN BIEN

PHANI:

TONG QUAN VE

MẠNG ĐTDĐ HỆ GSM

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE HE

THONG MANG ĐIỆN THOẠT DI ĐỘNG

I QUÁ TRÌNH PHAT TRIEN CUA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

| LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP

a

I.1- Thông tin di động thế hệ 1 (7G)

Mạng tổ ong không dây 1G được hình thành dựa trên nền tảng công nghệ

tương tự (Analog) và dần dần phổ biến đến với người tiêu dùng trong những

năm cuối thập niên 70 đến đầu những năm 80

Các tiêu chuẩn của thê hệ 1 là:

>» AMPS (Advanced Mobile Phone Service): Dich vụ điện thoại di động

tiên tiền, phat triển ở Bắc Mỹ, hoạt động ở dải tần 800MHz

> TACS (Total Access Communication System): Hé théng thông tin truy cập toàn bộ, được triển khai ở Anh, hoạt động ở dải tần 800 và 900MHz

> NMT (Nordic Mobile Telephone): Điện thoại di động Bắc Âu, phát triển ở các nước Bắc Âu, hoạt động ở dải tần 450 và 900MHz

I.2- Thông tin di động thế hệ 2 (2G)

Hệ thống thông tín di động số thế hệ 2 sử dụng kênh vô tuyến só cho cả thoại

và dữ liệu 2G đã đưa ra các tiêu chuẩn không dây số chủ yếu tập trung vào việc

cải thiện chất lượng thoại, phạm vi phủ Sóng và dụng lượng

Các tiêu chuẩn của thế hệ 2 là:

» GSM (Global System for Mobile communication): Hé thống thông

tin di động toàn cầu, hoạt động ở dải tằn 900, 1800, 1900MHz

> TDMA (Time Division Multiple Access): Đây là tiêu chuẫn được phát

triển trên nên tảng công nghé AMPS tương tự, sử dụng phương pháp Đa truy cập phan chia theo thời gian, hoạt động ở dải tằn 800 và 1900MHz

> CDMA (Code Division Multiple Access): Dựa trén nén tang CDMA

bang hep và được sử dụng ở nhiều quốc gia trén thé gidi, dac biét la Chau A

I.3- Thông tin di động thế hệ 2 nang cao (2,5G)

Hệ thống 2,5G sử dụng kỹ thuật vô tuyến số tiền bộ để tăng tốc độ truyền dữ liệu và dựa trên công nghệ gói vô tuyến

Các tiêu chuẩn của thế hệ 2,5G là:

> GPRS (General Packet Radio Service): Dịch vụ vô tuyến gói chung là

một bước phát triển của GSM và IS-136 TDMA GPRS cung cấp các dịch vụ dữ

liệu gói tốc độ cao bằng cách án định các khe thời gian trên các kênh vô tuyến của hệ thống GSM một cách linh hoạt Vì vậy GPRS cho phép truyền dữ liệu

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP

nhanh và đạt được hiệu quả cao

>» EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution): Tốc độ dữ liệu

nâng cao đổi với việc phát triển toàn cầu Hệ thống EDGE là cải tiến của GPRS để

đạt đến tốc độ truyền dữ liệu theo yêu cầu của hệ thống thông tin di động thế hệ 3 nhưng vẫn giữ nguyên cầu trúc của mạng cũ

>» CDMA2000 1X: Thông lượng kênh lớn và phương thức truyền thông

RF có hiệu suất cao

I.4- Thông tin di động thế hệ 3 (3G)

3G là giai đoạn mới nhất trong sự tiến hoá của viễn thông di động 3G được thiết kế để cung cấp băng tan cao hơn, hỗ trợ cho cả hai dịch vụ thoại và dữ liệu Multimedia nhu Audio và Video

Các tiêu chuẩn của thế hệ 3 là:

> WCDMA (Wide band CDMA)

ll Mang GSM (Global System for Mobile communication)

H.1- Giới thiệu chung về mạng GSM

Lịch sử phát triển

Trong suốt những năm đầu thập niên 80, ở Châu Âu tồn tại một số hệ thống điện thoại di động tổ ong tương tự, đặc biệt phát triển mạnh ở các nước Anh, Pháp, Đức Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống này chỉ dùng ở trong nước, không sử dụng được cho điện thoại di động ngoài nước Từ tình trạng này rõ ràng là cần có một hệ thống chung đề sử dụng ĐTDĐ rộng rãi trên toàn Châu Âu

Đến năm 1982: Hiệp Hội Bưu Chính Viễn Thông Châu Âu CEPT (Conference of European Posts and Telegraphs) bat dau dwa ra chuan viễn thông kỹ thuật sô ở băng tân 900MHz, goi la GSM (Global System for Mobile communication)

Từ năm 1982 đến 1985: CEPT lập những vùng thử nghiệm ở Paris để lựa chọn công nghệ truyền phát Cuối cùng kỹ thuật Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA —- Frequency Division Multiplex Access) và Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA — Time Division Multiplex Access) được lựa chọn

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP |

Năm 1987: Giải pháp TDMA băng hẹp được lựa chọn làm công nghệ phát triển cho tiêu chuẩn này

Năm 1989: Viện Tiêu Chuẩn Viến Thông Châu Âu ETSI (European

Telecommunication Standards Institute) nhan trách nhiệm phát triên GSM

Năm 1990: GSM giai đoạn l được đưa ra cho các nhà sản xuất phát triển thiết

bị mạng

Giữa năm 1991 dịch vụ thương mại về GSM được bắt đâu

Đến năm 1993 có 36 mạng GSM ở 22 quốc gia với số lượng thuê bao lên đến hàng triệu Hệ thông DCS 1800MHz thương mại đầu tiên được công bô tại Anh

Dau nam 1994 da co hon 200 mang GSM (kê cả DCS 1800 va PCS 1900) trên 110 quốc gia với số lượng thuê bao là 1,3 triệu

Tháng 6/2002: Hiệp Hội GSM đã có 600 thành viên đạt 709 triệu thuê bao trên

173 quốc gia trên toàn thế giới Hiện nay ở Việt Nam, hệ thống GSM gồm VinaFone, MobileFone và mạng thông tin di động của Viễn thông Quân đội Vietel

Đặc điêm của hệ thông GSM

GSM là tiêu chuẩn ĐTDĐ kỹ thuật số toàn cầu do ETSI quy định và là một tiêu chuẩn chung, nghĩa là các thuê bao di động có thể sử dụng các máy di động của họ trên toàn thế giới

Lưu động (roaming) quốc tế là hoàn toàn tự động Tức là, bạn có thể đem máy di động của mình khi đi du lịch và sử dụng nó ở những nước khác Hệ thống sẽ tự động cập nhật thông tín về vị trí của mạng, bạn có gọi đi và nhận

cuộc gọi đến mà người gọi không cân biết vị trí của bạn

Mạng GSM hiện nay đang hoạt động trên 4 băng tan EGSM 850, GSM

900, DCS 1800, PCS 1900 Chuẩn GSM ban đầu sử dụng băng tần 900MHz, về sau để tăng dung lượng băng tần dần dần được mở rộng sang 1800 và 1900MHz

Chính vì thế, thị trường đã xuất hiện nhiều loại điện thoại di động hỗ trợ nhiều

băng tần nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho người dùng thường xuyên đi nước ngoài và tận dụng được hết khả năng chuyển vùng quốc tế của mạng GSM

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP

SS: Switching System (Hé théng chuyén mach)

AuC: Authentication Center (Trung tam nhận thục)

VLR: Visitor Location Register (B6 dang ky vi tri tam tra)

HLR: Home Location Register (B6 dang ky vị trí thường trủ)

EIR: Equipment Identity Register (Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị)

MSC: Mobile service Switching Center (Trung tam chuyên mạch các nghiệp vụ

di động)

BSS: Base Station System (Hé théng tram géc)

BTS: Base Transceiver Station (Tram thu phat géc - Tram vé tuyén géc)

a Eee

ISDN: Integrated Service Digital Network (Mạng số tích hợp đa dịch vụ)

PLMN: Public Location Mobile Network (Mang di déng mặt đất công cộng) PSTN: Public Switching Telephone Network (Mang chuyén mach dién thoai

H.3- Chức năng các khối

MS (Mobile Station)

MS gồm thiết bị di động và 1 card théng minh còn được gọi là Module nhận dạng thuê bao SIM (Subscriber identity Module) SIM cé vai tro cung cấp các thông tin di động cá nhân, vi vậy, người sử dụng có quyền truy cập đến các dịch vụ thuê bao mà không phụ thuộc vào loại thiết bị đang sử dụng Điều này có nghĩa là bằng việc cài SIM card vào 1 máy di động GSM khác thì người sử dụng vẫn có thể nhận và thiết lập các cuộc gọi từ máy đó

Mỗi thiết bị di dộng được định danh một cách duy nhất bằng 1 số có tên gọi là

số nhận dạng thiết bị di động quốc tế IMEI (International Mobile Equipment ldentity) SIM card chứa số nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI (International Mobile Subscriber Identity) dung dé nhận dạng thuê bao, 1 khoá bảo

mật cho mục đích nhận thực và các thông tin khác

IMEI va IMSI hoan toàn độc lập với nhau vi vậy cho phép tính di động

của người sử dụng

›————>—nnnẵằGợớỚ/Ặiẵẳờ-ợờơngasggnnnửẵẳnn

Hệ thống con chuyển mạch (SS)

Hệ thống con chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính

của GSM cũng như cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động của thuê bao Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa những người sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác

MSC

MSC đóng vai trò như là một nút chuyển mạch thông thường của PSTN

hay ISDN phục vụ một số trạm gốc BSC Ngoài ra nó còn cung cấp những

chức năng cần thiết để điều khiển thuê bao di động, chẳng hạn như : đăng ký, nhận thực, cập nhật vị trí, chuyển giao cuộc gọi & định tuyến cuộc gọi đến một

thuê bao lưu động quốc tế

Các khối trên đều tham gia vào việc nối thông giữa một máy di động (MS)

và một thuê bao ở PSTN hay mạng cố định Nếu không thực hiện 1 cuộc gọi đến MS ta sẽ không cần bất cứ thiết bị nào khác nữa Vấn đề nảy sinh khi ta

muốn thực hiện 1 cuộc gọi đến cuối ở MS Do người dùng khởi đầu cuộc gọi

| hầu như không biết MS được gọi từ đâu Vì thế ta cần 1 số dữ liệu ở mạng để theo dõi MS Cơ sở dữ liệu quan trọng nhất là bộ đăng ký vị trí thường trú HLR

HLR

Ngoài MSC, SS bao gồm các cơ sở dữ liệu Các thông tin liên quan đến

việc cung cấp các dịch vụ viễn thông được lưu giữ ở HLR không phụ thuộc vào

vị trí hiện thời của thuê bao HLR cũng chứa các thông tin liên quan đến vị trí

hiện thời của thuê bao Thường HLR là một máy tính đứng riêng không có khả năng chuyển mạch nhưng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao Một chức năng con của HLR là nhận dạng trung tâm nhận thực AUC mà nhiệm vụ của trung tâm này quản lý an toàn số liệu của các thuê bao được phép

VLR

VLR là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng GSM Nó được nối một hay nhiều

MSC và có nhiệm vụ lưu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiện

| đang nằm trong vùng phục vụ của MSC tương ứng và đồng thời lưu giữ số liệu

| về vị trí của các thuê bao nói trên ở mức độ chinh xac hon HLR

| Các chức năng VLR thường được liên kết với các chức năng MSC

| —=-Tïrmaơờơợơợơợơợơợơằằằnaxxzmễtễ ẳễsễẳ-eơœœ-œœzxxxsssscnzxs>mm>asaaaaaaammmmmmaaananeseanm

+ BSC : có thể quản lý nhiều hay 1 BTS Nó diều khiển việc thiết lập các

kênh vô tuyến, chuyển giao cuộc gọi BSC kết nối giữa MS & MSC

Khai thác và bảo dưỡng mạng

- - Khai thác là các hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành

vi của mạng như: tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao

(handover) giữa 2 ô , nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ chất

lượng của dịch vụ mà họ cung cấp cho khách hàng và kịp thời xử lý các sự cố

Khai thác cũng bao gồm việc thay đổi cấu hình để giảm những vấn đề xuất hiện

ở thời điểm hiện thời, chuẩn bị tăng lưu lượng trong tương lai để tăng vùng phủ Việc thay đổi mạng có thể thực hiện “mềm” qua báo hiệu (chẳng hạn thay đổi thông số handover để thay đổi biên giới tương đối giữa 2 ô), hoặc thực hiện

cứng đòi hỏi sự can thiệp tại hiện trường (chẳng hạn bổ sung thêm dung lượng truyền dẫn hay lắp đặt một trạm mới) Ở hệ thống viễn thông hiện đại khai thác

được thực hiện bằng máy tính và được tập trung ở một trạm

- - Bảo dưỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố, hỏng hóc Nó có một số quan hệ với khai thác Các thiết bị ở mạng viễn thông hiện đại có khả năng tự phát hiện một số sự cố hay dự báo sự cố thông qua tự kiểm

tra Trong nhiều trường hợp người ta dự phòng cho thiết bị để khi có sự cố có thể thay thế bằng thiết bị dự phòng Bảo dưỡng cũng bao gồm các hoạt động

tại hiện trường nhằm thay thế thiết bị có sự cố

| LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP

AuC (Authentication Center)

AuC được nối với HLR, nó là 1 cơ sở dữ liệu được bảo vệ để lưu trữ 1 bản

sao của các khoá bảo mật được lưu trong SIM card của thuê bao AuC sẽ cung cấp những thông tin này cho HLR nhằm mục đích bảo mật AuC kiểm tra may di động để đảm bảo quyền lợi cho thuê bao

EIR (Equipment identity Register)

Vì SIM cùng với thiết bị di động hợp thành trạm di động MS nên không có SIM thì MS không thể thâm nhập đến mạng di động trù trường hợp gọi khẩn (gọi

số 112) Khi đăng ký với mạng thì thuê bao đăng ký bằng SIM card chứ không phải bằng máy di động nên thuê bao có thể sử dụng máy di động khác như của chính mình Điều này nảy sinh 1 vấn đề về việc MS bị mắt cấp vì không có bộ phận nào để khoá thuê bao nếu thiết bị di động bị đánh cắp Do vậy chúng ra cần 1

cơ sỏ dữ liệu chứa số liệu phần cứng của thiết bị phục vụ cho mục đích nhận thực

và an ninh Đó là bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR

EIR là cơ sở dữ liệu chứa 1 danh sách của toàn bộ những thiết bị di động

hợp lệ trên mạng nơi mà mỗi trạm di động được nhận danh bởi IMEI của nó IMEI bi danh dau khi không hợp lệ nếu nó được báo mất hay không phải là kiểu được chấp nhận.EIR nói với MSC, nó cho phép MSC kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị, bằng cách này có thể khoá MS khi MS bị đánh mất hay cắm MS có

| dạng không được chấp nhận

OMC (Operation and Maintanance Center)

| Một hệ thống GSM thông thường bao gồm rất nhiều trung tâm chuyển

mạch MSC, bộ điều khiển trạm gốc BSC và trạm thu phát gốc BTS được lắp đặt tại

các vị trí khác nhau trên cùng một diện tích lớn Vì vậy, OMC là hệ thống có nhiệm

Vụ giám sát toàn bộ hệ thống GSM nhằm phục vụ công tác khai thác và bảo dưỡng

mạng

H.3- Các phương pháp truy nhập

Đa truy nhập phân chia theo tản số (FDMA)

Đối với hệ thống FDMA, một bề rộng phổ được dành riêng cho một người

sử dụng trong suốt thời gian liên lạc Như vậy các kênh liên lạc khác nhau được phân bổ các băng tân khác nhau nằm trong băng thông của hệ thống, và giữa các băng tần này có các khoảng phòng vệ đề tránh nhiễu giữa các kênh lân cận

mm-.ư.kaanaaaơơzờởnẳnzzzẳễễs-yờơợynợ‹ ợ-gơờợờợợẵợGGGG-nnT-GẰGtrasGẰằGttGGẩãGẪãm

Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA)

Trong hệ thống TDMA, nhiều người cùng sử dụng chung một băng tản nhưng được phân chia trên các khe thời gian khác nhau Việc phân chia các khe thời gian cần được đồng bộ chặt chẽ và có các khoảng phòng vệ cần thiết để thông tin trong các khe thời gian khác nhau không bị chồng chập về mặt thời gian Trong hệ thống GSM, hai phương pháp da truy cập FDMA và TDMA thường được sử dụng với nhau Việc quan lý tần số đối với FDMA và TDMA là rất quan trọng vì nó kiểm soát nhiễu giữa các kênh Ngoài ra, ở FDMA và TDMA, số người sử dụng là có định, không thê tăng thêm khi tất cả các kênh đã bị chiếm

Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA)

Đa truy cập phân chia theo mã CDMA cho phép nhiều người sử dụng dùng chung toàn bộ băng tần hệ thống trong cùng một lúc Tín hiệu truyền đi sẽ chiếm toàn bộ băng tần của hệ thống và tin hiệu của mối người sử dụng được phân biệt với nhau bằng mã trải phổ Vì vậy nó có ưu điểm hơn FDMA và TDMA Trong các hệ thống CDMA, do các máy di động dùng chung một bang tan nên khi một số người dùng không nói thị những người khác ít bị nhiễu hơn Bên cạnh đó vì CDMA có một kênh vô tuyến nên không cần phải quản lý tần số Các

hệ thống sử dụng CDMA không có giới hạn rõ ràng về số người sử dụng

il.4- Cac dich vu trong mang GSM

Cac dich vu dién thoai

Chuyễn hướng cuộc gọi khi không đến được thuê bao

Dịch vụ này cho phép một thuê bao di động bị gọi bắt buộc một mạng hướng tất cả các cuộc gọi vào hay các cuộc gọi có liên quan đến một dịch vụ cơ sở đặc biệt theo số thoại danh mục của thuê bao di động bị gọi tới một số thoại danh mục khác khi không đến được thuê bao bị gọi

Chuyên hướng cuộc gọi khi thuê bao bận

Dịch vụ này cho phép một thuê bao di động bị gọi bắt buộc một mạng hướng tat cả các cuộc gọi vào hay các cuộc gọi liên quan đến một dịch vụ cơ sở đặc biệt

theo số thoại danh mục của thuê bao di động bị gọi tới một số thoại danh mục

khác khi thuê bao này đang bận

Giữ cuộc gọi

Dịch vụ giữ cuộc gọi cho phép một thuê bao di động được phục vụ gián đoạn thông tin ở 1 cuộc gọi đang tiền hành và sau đó nếu cần, thiết lập lại thông tin này Kênh thông tin vẫn được dành cho thuê bao di động sau khi thông tin bị gián đoạn để cho phép khởi đầu hay kết thúc các cuộc gọi khác

Chặn các cuộc gọi ra quốc tế

Dịch vụ này cho phép 1 thuê bao di động cắm tất cả cuộc gọi ra quốc tế khí

đăng ký thuê bao định thiết lập cuộc gọi này

Các dịch vụ số liệu

Truyén dẫn số liệu

Các thuê bao GSM có thể gửi và nhận dữ liệu với tốc độ trên 9,6Kbps đến

các thuê bao ở các mạng khác có hỗ trợ dịch vụ,

Dịch vụ bản tin ngắn (Short Message Service - SMS)

Có thể thiết lập 1 bản tin dài 160 chữ cái - số và gửi đến hay từ 1 điện thoại

di động theo hình thức lưu trữ và chuyền tiếp (store-and-forward) Có thể sử dụng 1 trung tâm dịch vụ để 1 thuê bao đọc bản tin đến đó Sau đó bản tin sẽ được phát đến thuê bao Nếu thuê bao ở ngoài phủ sóng của hệ thống hay tắt nguồn, bản tin được lưu giữ và gửi đi khi thuê bao lại sẵn sàng Có thể thu và gửi đi các

bản tin ngắn ở trạng thái rỗi hay trong quá trình cuộc gọi Các tin nhắn cũng có thể

được lưu trữ trong SIM card để có thể xem lại sau

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP

II.5- Chuyển đổi âm thoại sang sóng vô tuyến

Hình sau mô tả chuỗi các chức năng biến đổi từ âm thoại sang sóng vô

tuyến và ngược lại

were

Tiếng nơi Mã hóa MG boa "

—>ÊÌ Gsw0610 [CC *| kénh |— | Đanxen |——> Bảo mật |_——>| Điểuchế +h

f Giải điểuchếjÏ _ s3 mở Gidi ma Gidi ma : os |

, -—ESS >| Giaimã Rút ra >| kénh GSMI06.10 [—> Tiếng asi

Mã hóa âm thoại GSM

GSM là một hệ thống số, mà âm thoại lại là tín hiệu tương tự nên phải

được số hóa Phương pháp mà ISDN và hệ thống điện thoại hiện tại dùng

cho các đường ghép kênh thoại truyền qua trung kế tốc độ cao, cáp quang

là điều chế mã xung (PCM) PCM có tốc độ bit là 64Kbps, là một tốc độ

cao có thể truyền qua liên kết vô tuyến

GSM có nhiều thuật toán mã hóa tiếng nói trên cơ sở chất lượng tiếng

nói thực và độ phức tạp (liên quan đến giá cả, xử lý độ trễ và tiêu thụ công

suất) trước khi đưa đến chọn lựa phương pháp kích xung đều _ mã hóa dự

đoán tuyến tính (RPE _ LPC) với vòng dự đoán dài

Về cơ bản, thông tin từ các mẫu trước, không thay đổi nhanh, dùng để dự

đoán mẫu hiện tại Các hệ số kết hợp tuyến tính của các mẫu trước đó,

cộng thêm dạng mã hóa của phần còn lại, sai số giữa mẫu dự đoán và mẫu

thực, sẽ biểu diễn tín hiệu

Tiếng nói lấy mẫu chu kỳ 20ms, mỗi mẫu mã hóa thành 260 bit, với tốc

độ bit là 13Kbps Đây là mã hóa tiếng nói toàn tốc Gần đây, vài nhà điều

hành GSM1900 Bắc Mỹ thực hiện thuật toán mã hóa tiếng nói toàn tốc cấp

cao (EFR) Phương pháp này tăng chất lượng tiếng nói dựa trên tốc độ

đang sử dụng 13Kbps

IL6- Quan ly di động

Lớp quản lý di động (MM) xây dựng trên lớp RR, và xử lý các chức năng

xuất hiện do sự di chuyển của tế bào cũng như vấn đề nhận thực và bảo

mật Quản lý vị trí liên quan đến các thủ tục cho phép hệ thống biết vị trí

hiện tại của trạm di động để tuyến cuộc gọi di động có thể hoàn thành

MSC phụ trách MS

+ MS chuyển từ Ô3 sang Ô5 có LA3 Hai ô này trực thuộc hai tổng đài MSC khác nhau Vì thế cập nhật vị trí được thông báo HLR để nó ghi lại vị trí mới của tổng đài quản lý MSC

Thông tin để thực hiện cập nhật vị trí dựa trên LAI được thông báo

thừơng xuyên từ BCCH của mỗi ô Ở hình 1.32 ta thấy các trao đổi báo hiệu cần

thiết khi thực hiên cập nhật vị trí Trứơc hết MS nhận được thông tin về LAI mới ở

——————————s5>“ammm

nhật vị trí (3) Sau các thủ tục nhận thực (4) cập nhật vị trí được thực hiện ở VLR

và cả ở HLR Nếu MSC là MSC mới (s) : kết thúc cập nhật vị trí các kênh báo

hiệu được giải phóng

(5): Cập nhật: (5a) = VLR cập nhật LAI mới, (5b) = HLR cập nhật LAI nếu

MS chưa được MSC biết

(6), (7a), (7b): giải phóng kênh báo hiệu

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN MÁY

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ll- CHỨC NĂNG CỦA CAC KHOI:

Bao gồm: Antenna, chuyển mạch, IC khuếch đại công suất

PA, Mạch khuếch đại nhiễu thấp LNA, các bộ lọc tín hiệu và ÍC trung tần Hagar

Khél UI (User Interface): là phần giao tiếp với người sử dụng

Bao gồm: Màn hình, bàn phím, rung, chuông, micro, loa, cổng

hồng ngoại, Pin và các đầu kết nối (Sạc pin, nạp phần mềm ứng

dụng và phần mềm hệ thống và các jack cắm tai nghe .)

—===————————OEFŸäŸẳẺẽ SVTH : NGUYEN MINH DANG 17 GVHD : HO NGOQC BA

| LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP

eee nee)

STT Tén Nguồn | Sóng | UI Ghi chú

3 |IÊ trung tan ( RF ) X X

13 | IC Phuc nguyén trung tan X

I PHÂN TÍCH CÁC MACH UI:

% Vị trí thực tế tiếp xúc màn hình trên boad mạch :

Mạch hiển thị là một màn hình tinh thể lỏng Màn hình được tiếp xúc

với Board mạch bằng một tiếp xúc gọi là tiếp xúc màn hình (electromer)

Trên màn hình có một IC giải mã hàng và cột Để IC này hoạt động

thì phải cung cấp: điện áp VBB tại chân số 1, tín hiệu điều khiển(LCD-CS)

và dao động Mạch dao động được đặt trên màn hình và được cung cấp

bằng điện áp OSC tại chân số 6

Dữ liệu từ CPU được đưa vào IC giải mã theo dạng nối tiếp Để truyền

dữ liệu nối tiếp thì phải cần những tín hiệu reset (LCD-RST), xung clock

(GENS-CLK), dữ liệu(GENS-I/O)

-LCD-RST: Reset (tré lai trang thai ban đầu)

-VOUT: Điện áp ngõ ra của màn hình

-GND: Mass

-OSC: Điện áp cung cấp cho mạch dao động trên màn hình

(Oscillator) -LCD-CS: Tín hiệu điều khiển chọn chip ( LCD Chip Select)

-LCD-C/D: Điện áp màn hình -GENS-I/O: Dữ liệu nhập xuất thông thường (General Input/Output) -GENS-CLK: xung Clock (General Clock)

-VBB: điện áp cấp cho IC giải mã

-—=Zrsrmaœoơơ»xơ-nz-ơơơờơơ-nunssassasaa>ammamammmmammmmmmmmmmœmmuaœơœđmmmmmmmmmmmmamaaam Ee eee

| LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP |

= Ừ—`>_—-—-.-.-.-

2 Mạch đèn LED, rung, chuông sử dụng IC N310 :

+ Sơ đồ khối tổng quát mạch UI (khối User Interface):

goo g1

¥ 14, KBDLED-ADJ, R311> N310

VBAT: cực dương của Pin VBB: điện áp IC nguồn Cấp ra

% Vị trí thực tế đèn LED trên boad mach:

iy : ee:

“* Nguyên lý hoạt động

Tín hiệu điền khiển (LIGHT) từ CPU sẽ được được đưa vào chân 7 và 15 của

IC N310 N310 hoạt động như một khoá đóng mở và tín hiệu điểu khiển ở dạng

sé

Khi tín hiệu diéu khién 6 muc thap, khoá điện mở vì vậy không có dòng điện

chạy qua LED nên LED tắt

Khi tín hiệu điều khiển ở mức cao khoá điện đóng vì vậy có dóng chạy từ

VBAT qua LED qua khoá điện qua hai điện trở R311 và R310 xuống mass nên LED sáng

Điện trở R310, R311 có tác dụng cản bớt dòng điện chạy qua LED

a en np

VBAT VBAT

: R351 R353

a 16 VIBRATOR

VBB 2

5 — R350 «R352 TH 4 VIBRA-PWM19 VBAT

BUZZ-PWM 3] ` F

BUZZER

+ Nguyên lý hoạt động:

—_ Tín hiệu điều khiển(VIBRA) được đưa vào chân 19 của IC N310

— Khi tín hiệu điền khiển ở mức thấp, khoá điện mở nên không có

dòng điện qua Motor

vì vậy Motor không quay

~_ Khi tín hiệu điền khiển ở mức cao, khoá điện đóng nên có dòng

điện chạy từ VBAT qua MOTOR qua 4 điện trở hạn dòng qua khoá điện xuống mass Vì vậy MOTOR quay

-_ Mạch chuông cũng hoạt động với nguyên lý tương tự mạch rung

%% Cách xử lý PAN rung :

o_ Vệ sinh thử tiếp xúc giữa cục rung với board mạch

o_ Đo chân số †1 là Vbatt (N310 ) o_ Đo chân số 2 là Vbb = 2.8V ? ( N310 ) o_ Đo Vbatt ( cấp cho con rung )

o_ Tổng trở chân 19 N310 để xem có hở chân, đứt mach hay

không

—m>>r=zsuwuaarxsz-.szsasz-ẳ=ễf1Ö1ỗễ><“Ï<ưuaaraơansasaraẳrzrsazssaaraamm>>amnaaaaaaammuaawaxxaasasaaaaaaaơmm

Đo Vbatt ( cấp cho chuông )

Tổng trở chân 3 N310 để xem có hở chân, đứt mạch hay

oe % Vi tri thuc tế ban phim trén boad mach :

% Nguyên lý hoạt động:

Mạch bàn phím là một ma trận gồm 5 hàng(ROW) và và 4 cột(COLUMN) Nếu hàng có điện áp ở mức cao thì cột có điện áp mức thấp Giả sử phím số 4 được bấm vào thì hàng số 2 sẽ nối với cột số 2 lúc này

CPU sẽ hiểu đó là phím số 4 nhờ dòng điện chạy từ hàng số 2 qua cột số 2

Tín hiệu số sau khi được CPU xử lý sẽ được đưa đến IC âm tần (COBBA)

để chuyển từ tín hiệu số sang tín hiệu âm thanh (tương tự) và đưa qua loa

thông qua hai đường EAR+(tai), EAR-

Tín hiệu tương tự từ MICRO được đưa vào chân MIC+ và MIC- của IC âm

tần Tại đây tín hiệu được chuyển thành tín hiệu số và đưa vào CPU xử lý

SVTH : NGUYÊN MINH ĐĂNG 26 GVHD : HO NGOC BA

6 Mach SIMCARD : SIM N100 D200

+» Cấu trúc chân SIMCARD :

- Chân Vsim,Vpp dùng cấp điện cho sim card,3V hay 5V

- Chân SIMDATA dùng trao đổi dữ liệu giữa SimCard và CPU

- Chân SIMRST dùng khởi động SimCard từ trạng thái ban đầu

- Chân SIMCLK là xung nhịp cần dùng trong cách thức trao đổi dữ liệu

- Chân GND dùng nối mass để lấy dòng

Trên SIMCARD gồm một IC nhớ có khả năng đọc và ghi dữ liệu

Vì là IC nhớ nên SIM card phải được cung cấp nguồn VCC

Dữ liệu từ SIM sẽ được truyền nối tiếp qua IC nguồn và từ IC nguồn sẽ được truyền nối tiếp qua CPU Và ngược lại

Vì truyền theo phương thức nối tiếp nên phải cần các tín hiệu đồng bộ:

RST, CLK, DAT

Khi bổ SIM vào IC nguồn sẽ cấp áp 5V cho SIM để SIM hoạt động và

đưa dự liệu về CPU để CPU nhận biết SIM hoạt động là 3V hay 5V sau đó CPU

sẽ gởi tín hiệu SIM-PWR đến IC nguồn dé ICnguén cung cấp điện áp đúng cho SIM

Lúc này SIM và CPU mới chình chức trao đổi dữ liệu

ee

GND GND SHIELD

FBUS

=

"0

Có nhiệm vụ thu phát sóng hồng ngoại, nhằm để chúng ta sử dụng kết nối giữa

các máy với nhau hay giữa máy vi tính với phone để cập nhật đữ liệu hay cài đặt cho phone Và cổng hồng ngọai được quản lý đường thu phát dữ liệu và đường điều khiển trực tiếp bởi CPU, còn đường nguồn thì được cung cấp từ N401

+ Vị trí thực tế hồng ngoại trên board mạch :

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP |

a eS

Il PHAN TICH MACH RF THU PHAT SONG :

4» Giới thiệu tổng quát :

Mạch RF của điện thoại di động Nokia 8210 bao gồm các phần chính yếu:

Chuyển mạch anten (Z670), IC Trung tần (N§05) Mạch khuếch đại TX (hướng

phát) Mạch khuếch dai RX (hướng thu), Bộ tổng hợp tần số,

e Nhiệm vụ

-_ Tín hiệu cao tần RX được khuếch đại trong hướng nhận và được giải điều chế thành tín hiệu RX_I va RX_Q;

- Điều chế tín hiệu TX_I và TX_Q lên đến tần số TX trong hướng phát và tín

hiệu TX được khuếch đại và tiếp tục được gởi qua anten phát ra ngoài

RX:

GSM: 935~960MHz Des :1805~1880MHz Antenna

CTRL-C J Pre-Amp

GSM: 890-91 5MHz DCŒS:1740~1785MHz

RF Signal processor

Frequency VCO combination

Thêm vào đó, tần số RF được tạo ra từ bộ dao động 26MHz (G502) 26MHz được

cung cấp cho bộ PLL (Vòng khóa pha) phân biệt về pha Khi tần số này khác đi

trên dưới +0.0001MHz thì nó không thể hoạt động với mạng cơ sở được (mất sóng)

——>-sỶỲaaaaaaanaananrnnaaaaanaaeeeememm

SVTH : NGUYEN MINH DANG 20 GVHD : HỎ NGỌC BÁ