đồ án tốt nghiệp áp dụng công nghệ truy nhập vô tuyến wcdma để xây dùng hệ thống thông tin di động thế hệ 3

Một số u thế mà thế hệ hai cộng GSM đã đạt đ ợc  Các dịch vụ mạng mới và cải thiện các dịch vụ liên quan tới truyền số liệu nh nén số liệu của ngời sử dụng, số liệu chuyển mạch kênh tố

Lời mở đầuThông tin di động là một dịch vụ thông tin đặc biệt Nó cho phép ngời sửdụng trao đổi thông tin ngay cả khi đang di chuyển Ngoài ra nó còn có nhiềudịch vụ tiện ích khác mà hệ thống thông tin khác không thể có Vì thế thông tin

di động hiện nay đã trở nên phổ biến và không ngừng phát triển

Dịch vụ thông tin di động đã có từ những năm 1940s với những hệ thốngthông tin di động tơng tự sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần sốFDMA Vào đầu những năm 1980 ở một số nớc châu Âu đã xuất hiện các hệthống thông tin di động số với kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian(TDMA) Tuy nhiên, các hệ thống này không tơng thích với nhau làm cho mạngthông tin di động chỉ bó hẹp ở từng quốc gia

GSM là tiêu chuẩn điện thoại di động số toàn chau Âu do ESTI (EuropeTelecommunication Standard Institute) thành lập với các hình thức khuyến nghịlấy các tiêu chuẩn làm cơ sở cho mạng thông tin di động Những tiêu chuẩn này

đã giải quyết đợc vấn đề: tơng thích về thiết bị, tăng dung lợng mạng nhờ việc sửdụng tần số hiệu quả hơn

Hệ thống GSM ra đời đã nhanh chóng phát triển trên toàn thế giới Đây là hệthống thông tin tế bào số tích hợp và toàn diện Mạng đợc thiết kế phù hợp với hệthống IDSN và các mạng số liệu công cộng khác

Trong giai đoạn hiện nay, khi vấn đề internet toàn cầu và các hệ thống mạng thôngtin cá nhân phát triển nhanh cả về dung lợng, tốc độ và các loại hình dịch vụ cũng đặt

ra một yêu cầu phát triển với tơng đơng đối với hệ thống thông tin di động

Liên minh Viễn thông Quốc tế đã bắt tay vào việc phát triển một nền tảngchung cho các hệ thống viễn thông di động Kết quả là một sản phẩm đợc gọi làthông tin di động toàn cầu 2000 (IMT-2000) IMT-2000 không chỉ là một bộdịch vụ, nó đáp ứng ớc mơ liên lạc từ bất cứ nơi đâu và vào bất cứ lúc nào Để đ-

ợc nh vậy, IMT-2000 tạo điều kiện tích hợp các mạng mặt đất và /hoặc vệ tinh.Hơn thế nữa, IMT-2000 cũng đề cập đến Internet không dây, hội tụ các mạng cố

định và di động, quản lý di động (chuyển vùng), các tính năng đa phơng tiện di

động, hoạt động xuyên mạng và liên mạng

Các hệ thống thông tin di động thế hệ 2 đợc xây dựng theo tiêu chuẩn GSM,IS-95, PDC, IS-38 phát triển rất nhanh vào những năm 1990 Trong hơn một tỷthuê bao điện thoại di động trên thế giới, khoảng 863, 6 triệu thuê bao sử dụngcông nghệ GSM, 120 triệu dùng CDMA và 290 triệu còn lại dùng FDMA hoặcTDMA Khi chúng ta tiến tới 3G, các hệ thống GSM và CDMA sẽ tiếp tục pháttriển trong khi TDMA và FDMA sẽ chìm dần vào quên lãng Con đờng GSM sẽtới là CDMA băng thông rộng (WCDMA) trong khi CDMA sẽ là cdma2000.Tại Việt Nam, thị trờng di động trong những năm gần đây cũng đang pháttriển với tốc độ tơng đối nhanh Cùng với hai nhà cung cấp dịch vụ di động lớnnhất là Vinaphone và Mobifone, Công Ty Viễn thông Quân đội (Vietel), S-fone

và mới nhất là Công ty cổ phần Viễn thông Hà Nội và Viễn Thông Điện Lực

nhà cung cấp dịch vụ, đem lại một sự lựa chọn phong phú cho ngời sử dụng Vìvậy, các nhà cung cấp dịch vụ di động Việt Nam không chỉ sử dụng các biệnpháp cạnh tranh về giá cả mà còn phải nỗ lực tăng cờng số lợng dịch vụ và nângcao chất lợng dịch vụ để chiếm lĩnh thị phần trong nớc Điều đó có nghĩa rằnghớng tới 3G không phải là một tơng lai xa ở Việt Nam Trong số các nhà cungcấp dịch vụ di động ở Việt Nam, đang có 3 nhà cung cấp dịch vụ áp dụng côngnghệ GSM là Vinaphone, Mobifone và Vietel, hiện đang cung cấp dịch vụ chophần lớn thuê bao di động ở Việt Nam Vì vậy khi tiến lên 3G, chắc chắn hớng

áp dụng công nghệ truy nhập vô tuyến WCDMA để xây dựng hệ thống thông tin

di động thế hệ 3 phải đợc xem xét nghiên cứu

Đồ án này nghiên cứu lộ trình phát triển của hệ thống thông tin di độngMobifone từ GSM sang 3G WCDMA với nội dung gồm 4 phần:

Phần I : Sự phát triển của hệ thống thông tin di động toàn cầu

Phần II : Mạng thông tin di động GSM

Phần III : Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS

Phần IV : Công nghệ 3G WCDMA / IMT 2000

Phần V : Lộ trình triển khai nâng cấp mạng lên 3G của VMS-Mobifone

Em xin trân thành cám ơn thầy giáo T.s Phạm Công Hùng đã nhiệt tình hớngdẫn và chỉ bảo giúp em hoàn thành đồ án này

Do kiến thức và kinh nghiệm thức tế còn hạn chế lên không thể tránh khỏithiếu xót trong quá trình thực hiện, vì vậy em mong nhận đợc ý kiến góp ý từthầy cô và các bạn Xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện:

là thế hệ thứ ba đang đợc chuẩn bị đa vào hoạt động Thế hệ thứ t cũng đang đợcnghiên cứu Thông tin di động thế hệ thứ hai sử dụng kỹ thuật số với các côngnghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) và phân chia theo mã(CDMA) Đây là các hệ thống thông tin di động băng hẹp với tốc độ bít thông tin củangời sử dụng là 8-13 kbit/s Hai thông số quan trọng đặc trng của các hệ thống thông tin

di động số là tốc độ bít thông tin của ngời sử dụng và tính di động, ở các thế hệ tiếp theocác thông số này ngày càng đợc cải thiện Thông tin di động thế hệ thứ ba có tốc độ bítlên tới 2Mbit/s Thế hệ thứ t có tốc độ lên tới 34Mbit/s và cao hơn nữa

Các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai đợc xây dựng theo các tiêuchuẩn nh : GSM, IS-95, PDC, IS-96 phát triển rất nhanh những năm 1990 Cácyêu cầu về dịch vụ mới của các hệ thống thông tin di động, nhất là các dịch vụtruyền số liệu đòi hỏi các nhà khai thác phải đa ra đợc các hệ thống thông tin di

động mới Trong bối cảnh đó, ITU đã đa ra đề án tiêu chuẩn hoá hệ thống thôngtin di động thế hệ thứ 3 với tên gọi IMT-2000 với mục tiêu:

Tốc độ truy nhập cao để bảo đảm các dịch vụ băng rộng nh truy nhập Internetnhanh hoặc các dịch vụ đa phơng tiện

Linh hoạt để bảo đảm các dịch vụ mới nh đánh số cá nhân toàn cầu và điệnthoại vệ tinh Các tính năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể tầm phủ sóng củacả các hệ thống thông tin di động

Tơng thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để bảo đảm sự pháttriển liên tục của thông tin di động

Nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 IMT-2000 đã

đ-ợc đề xuất trong đó có hai hệ thống WCDMA và CDMA-2000 đã đđ-ợc ITU chấpthuận và sẽ đa vào hoạt động trong những năm đầu của thập kỷ 2000 Các hệthống này đều sử dụng công nghệ CDMA do vậy cho phép thực hiện tiêu chuẩntoàn thế giới cho giao diện vô tuyến của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3.WCDMA sẽ là sự phát triển tiếp theo của các hệ thống thông tin di động thế

hệ thứ hai sử dụng công nghệ TDMA nh GSM, PDC, IS-136 còn CDMA-2000 sẽ

là sự phát triển tiếp theo của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai sử dụngcộng nghệ CDMA: IS-95

AMPS: Advanced Mobile Phone Service: Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến

NAMPS: Narrow AMPS: AMPS băng hẹp

TACS: Total Access Communication System: Hệ thống thông tin truy nhập toànbộ

ETACS: Extended TACS: TACS mở rộng

NMR 450: Nordic Mobile Telephone 450: Hệ thống điện thoại di động Bắc Âubăng tần 450 MHz

NMT900: Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu băng tần 900MHz

NTT: Nippon Telegraph and Telephone: Hệ thống do NTT phát triển

JTACS: Japanish TACS

NTACS: Narrow TACS

Các hệ thống thông tin di động tổ ong thế hệ hai

CT-2: Cordless Phone –2: Điện thoại không dây.

DECT: Digital Enhanced Cordless Telecommunication: Viễn thông không dây

ERMES: European Radio Message System: Hệ thống nhắn tin vô tuyến châu Âu

Các hệ thống thông tin di động số hiện nay đang ở giai đoạn chuyển từ thế hệhai cộng sang thế hệ ba Để đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụthông tin di động, ngay từ những năm đầu của thập niên 90 ngời ta đã tiến hànhnghiên cứu hoạch định hệ thống thông tin di động thế hệ ba ITU-R đang tiếnhành công tác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thông tin di động toàn cầu ITM màtrớc đây là FPLMTS Tại Châu Âu, Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu (ETSI)

đang tiến hành tiêu chuẩn hoá phiên bản của hệ thống này với tên gọi là UMTS(Univesal Mobile Telecommunication System): Hệ thống viễn thông di độngtoàn cầu Hệ thống mới này sẽ làm việc ở dải tần 2 GHz Nó sẽ cung cấp rấtnhiều loại hình dịch vụ bao gồm từ các dịch vụ thoại và số liệu thấp hiện nay cho

đến các dịch vụ số liệu tốc độ cao, video và truyền thanh Tốc độ cực đại của

ng-ời sử dụng sẽ lên đến 2Mbít/s Tốc độ cực đại này sẽ chỉ có ở các picô trong nhà,còn các dịch vụ với tốc độ 14,4 kbit/s sẽ đợc đảm bảo cho di động thông thờng ởcác ô macro Ngời ta cũng đang tiến hành nghiên cứu các hệ thống vô tuyến thế

hệ thứ t có tốc độ cho ngời sử dụng lớn hơn 2 Mbit/s Hệ thống di động băng rộngMBS (Mobile Broadband System) dự kiến nâng tốc độ của ngời sử dụng đến STM-1

Đối với MBS các sóng mang đợc sử dụng ở các bớc sóng mm và độ rộng băng tần 64GHz

Một số u thế mà thế hệ hai cộng (GSM) đã đạt đ ợc

 Các dịch vụ mạng mới và cải thiện các dịch vụ liên quan tới truyền số liệu

nh nén số liệu của ngời sử dụng, số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao (HSCSD:High Speed Circuit Switched Data), dịch vụ vô tuyến gói đa năng (GPRS:General Packet Radio Service) và số liệu 14,4 kbit/s

 Các công việc liên quan tới dịch vụ thoại nh: Codec tiếng toàn tốc cải tiến(EFC: Enhanced Full Rate Codec), Codec đa tốc độ thích ứng và khai thác tự do

đầu cuối các Codec tiếng

 Các dịch vụ bổ sung nh : chuyển hớng cuộc gọi, hiển thị tên chủ gọi,chuyển giao cuộc gọi và các dịch vụ cấm gọi mới

 Cải thiện liên quan đến dịch vụ bản tin ngắn (SMS: Short MessageService) nh móc nối các SMS, mở rộng bảng chữ cái, mở rộng tơng tác giữa cácSMS

 Các công việc liên quan tới tính cớc nh: dịch vụ trả tiền trớc, tính cớc nóng

và hỗ trợ u tiên vùng gia đình

 Tăng cờng công nghệ SIM, tích hợp thêm các chức năng mở rộng choSIM.

 Dịch vụ mạng thông minh nh CAMEL

 Các cải thiện chung nh chuyển mạch mạng GSM- AMPS, các dịch vụ định vị,tơng tác với các hệ thống thông tin di động vệ tinh và hỗ trợ định tuyến tối u Thôngtin di động thế hệ thứ ba sẽ phải là thế hệ thông tin di động cho các dịch vụ di

động truyền thông cá nhân đa phơng tiện Hộp th thoại sẽ đợc thay thế bằng buthiếp điện tử đợc lồng ghép với hình ảnh và các cuộc thoại thông thờng trớc đây

sẽ đợc bổ sung các hình ảnh để trở thành thoại có hình Sau đây là một số yêucầu chung đối với hệ thống thông tin di động thế hệ ba:

 Mạng phải là mạng băng rộng và có khả năng truyền thông đa phơng tiện.Nghĩa là mạng phải đảm bảo tốc độ bít của ngời sử dụng đến 2 Mbit/s

 Mạng phải có khả năng cung cấp độ rộng băng tần (dung lợng) theo yêucầu Điều này xuất phát từ việc thay đổi tốc độ bít của các dịch vụ khác nhau.Ngoài ra cần đảm bảo đờng truyền vô tuyến không đối xứng chẳng hạn với: tốc

độ bit cao ở đờng xuống và tốc độ bít thấp ở đờng lên và ngợc lại

 Mạng phải cung cấp thời gian truyền dẫn theo yêu cầu Nghĩa là đảm bảocác kết nối chuyển mạch cho thoại, các dịch vụ video và các khả năng số liệu góicho các dịch vụ số liệu

 Chất lợng dịch vụ phải không thua kém chất lợng dịch vụ mạng cố định,nhất là đối với thoại

 Mạng phải có khả năng sử dụng toàn cầu, nghĩa là bao gồm cả thông tin vệtinh

 WARC-92 (The World Administrative Radio Conference held in 1992) đãdành băng tần 1885-2025 MHz và 2110-2200 MHz cho IMT-2000 Hiện naychâu Âu và các quốc gia sử dụng GSM cùng với Nhật đang phát triển W- CDMA(Wide Band Code Division Multiple Access- Đa truy nhập phân chia theo mãbăng rộng) trên cơ sở UMTS, còn Mỹ thì tập trung phát triển thế hệ thứ hai (IS-95) và mở rộng tiêu chuẩn này đến IS-2000

 Các tiêu chuẩn di động băng rộng mới đợc xây dựng trên cơ sở CDMAhoặc CDMA kết hợp TDMA

Các yêu cầu đối với hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba

Bộ phận tiêu chuẩn của ITU-R (International Telecommunication UnionRadio Sector: Liên minh viễn thông quốc tế- bộ phận vô tuyến) đã xây dựng cáctiêu chuẩn cho IMT-2000 (International Mobile Telecommunications - 2000:Viễn thông di động quốc tế -2000) ITM-2000 đã mở rộng đáng kể khả năngcung cấp dịch vụ và bao phủ một vùng rộng lớn các môi trờng thông tin Mục

đích của IMT-2000 là đa ra nhiều khả năng mới nhng cũng đồng thời đảm bảo

sự phát triển liên tục của thông tin di động thế hệ 2 (2G) vào những năm 2000.Thông tin di động thế hệ thứ ba (3G) xây dựng trên cơ sở ITM-2000 sẽ đợc đavào phục vụ từ năm 2001 Các hệ thống 3G sẽ cung cấp rất nhiều dịch vụ viễnthông bao gồm: thoại, số liệu tốc độ bít thấp và bít cao, đa phơng tiện, video chongời sử dụng làm việc cả ở môi trờng công cộng lẫn t nhân (vùng công sở, vùngdân c, phơng tiện vận tải )

Các tiêu chí chung để xây dựng ITM-2000 nh sau

 Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz nh sau

- Đờng lên: 1885 - 2025 MHz

- Đờng xuống: 2110-2200 MHz

 Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến

- Tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến

- Tơng tác với mọi loại dịch vụ viễn thông

 Sử dụng các môi trờng khai thác khác nhau

- Đảm bảo chuyển mạng quốc tế

- Đảm bảo các dịch vụ đa phơng tiện đồng thời cho thoại, số liệu chuyểnmạch theo kênh và số liệu chuyển mạch theo gói

 Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới

Môi trờng hoạt động của IMT-2000 đợc chia thành bốn vùng với các tốc độ bit

Rb phục vụ nh sau:

Hình 1: Các khu vực dịch vụ của IMT 2000

Vùng 1: trong nhà, ô pico Rb  2Mbit/s

Vùng 2: thành phố, ô micro Rb  384 kbit/s

Vùng 3: ngoại ô, ô macro Rb  144 kbit/s

Vùng 4: toàn cầu Rb =9,6 kbit/s

- Dịch vụ âm thanh chất lợng cao (16-64 kbit/s)

- Dịch vụ truyền thanh AM (32-64 kbit/s)

- Dịch vụ truyền thanh FM (64-384 kbit/s)Dịch vụ số

- Dịch vụ Video (384 kbit/s)

- Dịch vụ ảnh động (384 kbit/s- 2 Mbit/s)

- Dịch vụ ảnh động thời gian thực (

2Mbit/s)

Dịch

vụ

Internet

Dịch vụ Internet

đơn giản

D - Dịch vụ truy nhập Web (384 kbit/s-2 Mbit/s)

Dịch vụ Internet thời gian thực

D - Dịch vụ Internet (384 kbit/s-2 Mbit/s)

Dịch vụ Internet đa phơng tiện

D - Dịch vụ Website đa phơng tiện thời gian thực ( 2Mbit/s)

MS là một đầu cuối di động, có thể đợc đặt trên ô tô hay xách tay Tại MS

có một khối nhỏ gọi là module nhận dạng thuê bao ( SIM - Subscriber IdentityModule ) Đó là một khối vật lý tách riêng, chẳng hạn là một IC Card hoặc còngọi là card thông minh SIM cùng với thiết bị trạm ( ME - Mobile Equipment )hợp thành trạm di động Không có SIM, MS không thể thâm nhập đến mạng trừtrờng hợp gọi khẩn Khi liên kết đăng ký thuê bao với card SIM chứ không phảivới MS

Đăng ký thuê bao có thể có thể sử dụng trạm MS khác nh của chính mình

Điều này làm nảy sinh vấn đề MS bị lấy cắp, vì không có biện pháp để chặn đăng kýthuê bao nếu bị lấy cắp thì khi đó sẽ cần một cơ sở dữ liệu chứa số liệu phần cứng củathiết bị: thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR ( nhng hiện nay ở Việt Nam thì ngời takhông dùng thiết bị này nữa bởi vì khi có EIR thì nó yêu cầu máy có chỉ tiêu chất l-ợng tốt và do vậy giá thành cao và không phải ai cũng có thể mua một máy có chất l-ợng đạt yêu cầu ) EIR đợc nối với MSC qua một đờng báo hiệu Nó cho phép MSCkiểm tra tính hợp lệ của thiết bị Bằng cách này có thể ngăn chặn một MS không đợcthâm nhập mạng

1.1.1.2 Hệ thống trạm gốc ( BSS - Base Station System )

BSS là một hệ thống đặc thù riêng cho tính chất tổ ong vô tuyến của GSM.BSS giao tiếp trực tiếp với các trạm di động MS thông qua giao diện vô tuyến, vìthế nó bao gồm các thiết bị thu/phát đờng vô tuyến và quản lý các chức năngnày Mặt khác BSS thực hiện giao tiếp với các tổng đài ở phân hệ chuyển mạch

SS Tóm lại, BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ vậy đấu nốinhững ngời sử dụng các trạm di động với những ngời sử dụng viễn thông khác.BSS cũng phải đợc điều khiển, do đó nó đợc đấu nối với phân hệ vận hành và bảodỡng OMS BSS bao gồm hai loại thiết bị là: BTS giao diện với MS và BSC giaodiện với MSC

a Khối BTS ( Base Tranceiver Station ):

Một BTS bao gồm các thiết bị thu/phát, anten và bộ xử lý tín hiệu đặc thù chogiao diện vô tuyến BTS là thiết bị trung gian giữa mạng GSM và thiết bị thuêbao MS, trao đổi thông tin với MS qua giao diện vô tuyến Có thể coi BTS là cácModem vô tuyến phức tạp có thêm một số các chức năng khác Mỗi BTS tạo ramột hay một số khu vực vùng phủ sóng nhất định gọi là tế bào ( cell ) Một bộphận quan trọng của BTS là khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ ( TRAU -Transcode/Rate Adapter Unit ) TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá vàgiải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM đợc tiến hành, tại đây cũng thực hiện thíchứng tốc độ trong trờng hợp truyền số liệu TRAU là một bộ phận của BTS, nhngcũng có thể đợc đặt cách xa BTS và thậm chí còn đặt trong BSC và MSC

Khối thích ứng và chuyển đổi mã thực hiện chuyển đổi mã thông tin từ cáckênh vô tuyến ( 16 Kb/s ) theo tiêu chuẩn GSM thành các kênh thoại tiêu chuẩn (

64 Kb/s ) trớc khi chuyển đến tổng đài TRAU thờng đợc điều khiển bởi BTS

c Khối BSC ( Base Station Controller )

BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điềukhiển từ xa Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến vàchuyển giao Một phía BSC đợc nối với BTS, còn phía kia nối với MSC của phân

hệ SS Trong thực tế, BSC đợc coi nh là một tổng đài nhỏ, có khả năng tính toán

đáng kể Vai trò chính của nó là quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến vàchuyển giao Giao diện giữa BSC và MSC là giao diện A, còn giao diện giữa BTS

và BSC là giao diện A.bis

BSC có sẵn một tập các kênh vô tuyến dành cho điều khiển và nối thông cuộcgọi.

3 Điều khiển nối thông các cuộc gọi: BSC chịu trách nhiệm thiết lập

và giải phóng các đấu nối tới máy di động MS Trong quá trình gọi, sự đấu nối

đ-ợc BSC giám sát Cờng độ tín hiệu, chất lợng cuộc đấu nối đđ-ợc ở máy di động vàTRX gửi đến BSC Dựa vào đó mà BSC sẽ quyết định công suất phát tốt nhất của

MS và TRX để giảm nhiễu và tăng chất lợng cuộc đấu nối BSC cũng điều khiểnquá trình chuyển giao nhờ các kết quả đo kể trên để quyết định chuyển giao MSsang cell khác, nhằm đạt đợc chất lợng cuộc gọi tốt hơn Trong trờng hợp chuyểngiao sang cell của một BSC khác thì nó phải nhờ sự trợ giúp của MSC Bên cạnh

đó, BSC cũng có thể điều khiển chuyển giao giữa các kênh trong một cell hoặc từcell này sang kênh của cell khác trong trờng hợp cell này bị nghẽn nhiều

4 Quản lý mạng truyền dẫn: BSC có chức năng quản lý cấu hình các

đờng truyền dẫn tới MSC và BTS để đảm bảo chất lợng thông tin Trong trờnghợp có sự cố một tuyến nào đó, nó sẽ tự động điều khiển tới một tuyến dự phòng

Phân hệ chuyển mạch ( SS ) bao gồm các chức năng chuyển mạch chính củamạng GSM cũng nh các 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 ngời

sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác

SS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng khả năng truyền tải của cácmạng này cho việc truyền tải số liệu của ngời sử dụng hay báo hiệu giữa cácphần tử của mạng GSM Chẳng hạn SS có thể sử dụng mạng báo hiệu kênhchung số 7, mạng này đảm bảo hoạt động tơng tác giữa các phần tử của SS trongmột hay nhiều mạng GSM

MSC thờng là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điềukhiển trạm gốc BSC Một tổng đài MSC thích hợp cho một vùng đô thị và ngoại

ô có dân c vào khoảng một triệu ( với mật độ thuê bao trung bình ) MSC thựchiện các chức năng chuyển mạch chính, nhiệm vụ chính của MSC là tạo kết nối

và xử lý cuộc gọi đến những thuê bao của GSM, một mặt MSC giao tiếp với phân

hệ BSS và mặt khác giao tiếp với mạng ngoài qua G-MSC

HLR lu giữ các số liệu cố định của thuê bao di động trong mạng nh SIM, cácthông tin liên quan tới việc cung cấp các dịch vụ viễn thông, không phụ thuộcvào vị trí hiện thời của thuê bao và chứa các thông tin về vị trí hiện thời của thuêbao Thờng HLR là một máy tính đứng riêng, không có khả năng chuyển mạchnhng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao Một chức năng con củaHLR là nhận dạng trung tâm nhận thực thuê bao AUC

Là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở vùng phục

vụ của MSC Mỗi MSC có một VLR, thờng thiết kế VLR ngay trong MSC Ngaycả khi MS lu động vào một vùng MSC mới VLR liên kết với MSC sẽ yêu cầu sốliệu về MS từ HLR Đồng thời HLR sẽ đợc thông báo rằng MS đang ở vùngMSC nào Nếu sau đó MS muốn thực hiện một cuộc gọi, VLR sẽ có tất cả cácthông tin cần thiết để thiết lập một cuộc gọi mà không cần hỏi HLR có thể coi VLR

nh một HLR phân bố VLR chứa thông tin chính xác hơn về vị trí MS ở vùng MSC.Nhng khi thuê bao tắt máy hay rời khỏi vùng phục vụ của MSC thì các số liệu liênquan tới nó cũng hết giá trị Vì vậy, có thể gọi HLR là hệ thống lu giữ “ Hộ khẩu tạmtrú ” của các thuê bao vãng lai

1.1.2.4 Thanh ghi nhận dạng thiết bị ( EIR - Equipment Identity Register ):

EIR có chức năng kiểm tra tính hợp lệ của ME thông qua số liệu nhận dạng di

động quốc tế ( IMEI - International Mobile Equipment Identity ) và chứa các số liệu

về phần cứng của thiết bị ME thuộc một trong ba danh sách sau:

1 Nếu ME thuộc danh sách trắng ( White List ) thì nó đợc quyềntruy nhập và sử dụng các dịch vụ đã đăng ký

2 Nếu ME thuộc danh sách xám ( Gray List ), tức là có nghi vấn

và cần kiểm tra

3 Nếu ME thuộc danh sách đen ( Black List ), tức là bị cấm khôngcho truy nhập vào mạng

Đợc nối đến HLR, chức năng của AUC là cung cấp cho HLR các tần số nhậnthực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật Đờng vô tuyến cũng đợc AUCcung cấp mã bảo mật để chống nghe trộm, mã này đợc thay đổi riêng biệt cho từngthuê bao Cơ sở dữ liệu của AUC còn ghi nhiều thông tin cần thiết khác khi thuê bao

đăng ký nhập mạng và đợc sử dụng để kiểm tra khi thuê bao yêu cầu cung cấp dịch

vụ, tránh việc truy nhập mạng một cách trái phép

1.1.2.6 Tổng đài di động cổng G-MSC:

Tất cả các cuộc gọi vào cho mạng GSM/PLMN sẽ đợc định tuyến cho tổng

đài vô tuyến cổng Gateway-MSC Nếu một ngời nào đó ở mạng cố định PSTNmuốn thực hiện một cuộc gọi đến một thuê bao di động của mạng GSM/PLMN.Tổng đài tại PSTN sẽ kết nối cuộc gọi này đến MSC có trang bị một chức năng

đợc gọi là chức năng cổng Tổng đài MSC này gọi là MSC cổng và nó có thể làmột MSC bất kỳ ở mạng GSM G-MSC sẽ phải tìm ra vị trí của MS cần tìm Điềunày đợc thực hiện bằng cách hỏi HLR nơi MS đăng ký HLR sẽ trả lời, khi đóMSC này có thể định tuyến lại cuộc gọi đến MSC cần thiết Khi cuộc gọi đếnMSC này, VLR sẽ biết chi tiết hơn về vị trí của MS Nh vậy có thể nối thông mộtcuộc gọi ở mạng GSM có sự khác biệt giữa thiết bị vật lý và đăng ký thuê bao

1.1.2.7 Khối IWF :

Để kết nối MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểmtruyền dẫn của mạng GSM với các mạng này Các thích ứng này gọi là chứcnăng tơng tác IWF IWF bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyềndẫn IWF có thể thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng,

ở trờng hợp hai giao tiếp giữa MSC và IWF đợc để mở

1.1.3 Phân hệ khai thác và bảo d ỡng ( OSS )

OSS ( Operation and Support System ) thực hiện 3 chức năng chính:

1 Khai thác và bảo dỡng mạng

2 Quản lý thuê bao và tính cớc

3 Quản lý thiết bị di động

Khai thác là hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng

nh tải của hệ thống, mức độ chặn, số lợng chuyển giao giữa hai cell.v.v Nhờ vậy nhàkhai thác có thể giám sát đợc toàn bộ chất lợng dịch vụ mà họ cung cấp cho kháchhàng và kịp thời nâng cấp Khai thác còn bao gồm việc thay đổi cấu hình để giảmnhững vẫn đề xuất hiện ở thời điểm hiện thời, để chuẩn bị tăng lu lợng trong tơng lai

và mở rộng vùng phủ sóng ở hệ thống viễn thông hiện đại, khai thác đợc thực hiệnbằng máy tính và đợc tập trung ở một trạm

Bảo dỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố và hỏng hóc,

nó có một số quan hệ với khai thác Các thiết bị ở hệ thống viễn thông hiện đại

có khả năng tự phát hiện một số các sự cố hay dự báo sự cố thông qua kiểm tra.Bảo dỡng bao gồm các hoạt động tại hiện trờng nhằm thay thế các thiết bị có sự

cố, cũng nh việc sử dụng các phần mềm điều khiển từ xa

Hệ thống khai thác và bảo dỡng có thể đợc xây dựng trên nguyên lý của TMN( Telecommunication Management Network - Mạng quản lý viễn thông ) Lúcnày, một mặt hệ thống khai thác và bảo dỡng đợc nối đến các phần tử của mạngviễn thông ( MSC, HLR, VLR, BSC, và các phần tử mạng khác trừ BTS ) Mặtkhác hệ thống khai thác và bảo dỡng đợc nối tới máy tính chủ đóng vai trò giaotiếp ngời - máy Theo tiêu chuẩn GSM hệ thống này đợc gọi là trung tâm vậnhành và bảo dỡng (OMC-Operation and Maintenance Center )

1.1.3.2 Quản lý thuê bao:

Bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao Nhiệm vụ đầu tiên là nhập

và xoá thuê bao khỏi mạng Đăng ký thuê bao cũng có thể rất phức tạp, bao gồmnhiều dịch vụ và các tính năng bổ sung Nhà khai thác có thể thâm nhập đợc cácthông số nói trên Một nhiệm vụ quan trọng khác của khai thác là tính cớc cáccuộc gọi rồi gửi đến thuê bao Khi đó HLR, SIM-Card đóng vai trò nh một bộphận quản lý thuê bao

1.1.3.3 Quản lý thiết bị di động:

Chức năng này thực hiện việc quản lý các thông số của thiết bị di động trựcthuộc mạng

1.2 Cấu trúc đia lý của mang GSM

Do việc di chuyển của các thuê bao MS nên việc định tuyến các cuộc gọitrong thông tin di động phức tạp hơn so với thông tin trong mạng cố định, do đócấu trúc mạng của GSM đợc phân thành các.Vùng mạng, Vùng phục vụ, Vùng

và ngợc lại.GMSC làm việc nh một tổng đài trung kế vào mạng di động, nó chophép định tuyến tất cả các cuộc gọi đến nơi nhận cuối cùng của chúng là cácMS

1.2.2.Vùng phục vụ MSC/VLR

Đây là vùng mà MSC quản lý để định tuyến một cuộc gọi đến thuê bao di

động, đờng truyền qua mạng đợc kết nối đến MSC ở vùng mà thuê bao đang cómặt Mạng GSM/PLMN đợc chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR

Hình4: Cấu trúc vùng phục vụ.

1.2.3.Vùng định vị (LAI)

Là các vùng nhỏ tạo nên vùng phục vụ MSC/VLR Trong vùng định vị LAIcác MS có thể chuyển động tự do mà không cần gửi các thông tin cập nhật vị trícho tổng đài MSC/VLR Vùng định vị là vùng mà tại đó thông báo tìm gọi đợcphát quảng bá cho các MS LAI có thể gồm nhiều ô và thuộc một hay nhiều BSCnhng nó chỉ thuộc MSC/VLR

LAI1

LAI2

II Cấu trúc kênh, Giao diện và báo hiệu

2.1 Cấu trúc kênh:

Nh đã giới thiệu trong phần tổng quan về hệ thống thông tin di động, giaotiếp vô tuyến là giao diện đặc thù và quan trọng nhất của mạng di động, nó là têngọi chung của đầu nối giữa trạm di động MS và trạm thu phát gốc BTS

Giao diện vô tuyến là giao diện phức tạp và đặc thù nhất trong hệ thống thôngtin di động tổ ong Đồng thời nó cũng quyết định đến chất dịch vụ trong mạng.GSM hiện nay dụng băng tần 900 Mhz cho hai đờng

- Đờng lên : 890 Mhz – 915 Mhz

- Đờng xuống : 935 Mhz – 960 Mhz

Giao diện vô tuyến bao gồm các kênh vật lý và các kênh logic Trong đó mộtkênh vật lý là một khe thời gian ở một sóng mang đã đợc chỉ định Dải thông tầncủa một kênh vật lý là là 200 Khz, dải tần bảo vệ ở biên cũng rộng 200 Khz VậyGSM 900 có 124 sóng mang cho nên số kênh sẽ là 124 x 8 = 992 kênh Mỗikênh vật lý chứa một cặp kênh tần số cho hớng thu và phát

Hình 7: Cấu trúc kênh vật lí của GSM

Có nhiều loại thông tin cần truyền giữa BTS và MS, chẳng hạn số liệu ngời sửdụng hay báo hiệu Cho nên hình thành các loại kênh logic khác nhau dựa trêncác loại thông tin cần truyền Mỗi kênh vật lý có thể đợc gán cho một hay một sốkênh logic

2.1.1 Kênh vật lý

Nh đã biết một khe thời gian của một khung TDMA ở một sóng mang đợcgọi là một kênh vật lý Trong một sóng mang có 8 kênh vật lý, từ kênh 0 đến 7( khe thời gian 0 - 7 ) Thông tin đợc phát đi trong một khe thời gian đợc gọi làmột cụm ( burst )

b Kênh điều khiển CCH ( Control Channel )

Các kênh này đợc dùng để truyền báo hiệu hay số liệu đồng bộ Trong giaodiện vô tuyến nó dùng để truyền các thông tin quản lý giao diện Um

(nh truyền kết quả đo cờng độ trờng của sóng điện từ từ MS đền BTS )

Kênh điều khiển có ba loại : Kênh điều khiển quảng bá, kênh điều khiển chung,kênh điều khiển riêng

Các kênh điều khiển quảng bá

- Kênh hiệu chỉng tần số FCCH (Fresquency Correction Channel) : kênh nàymang thông tin để hiệu chỉnh tần số của MS Chỉ dùng ở đờng xuống

- Kênh đồng bộ SDH (Sync Channel) : Kênh này mang thông tin để đồng bộkhung (số khung TDMA) cho MS và nhận dạng BTS chỉ đợc dùng ở đờngxuống

- Kênh điều khiển quảng bá BCCH (Broadcast Control Channel): phát quảngbá thông tin chung trên cơ sở một kênh cho một BTS (thông tin riêng của ô).BCCH chỉ đợc dùng cho đờng xuống

Kênh điều khiển chung CCCH ( Common Control Channel )

- Kênh tìm gọi PCH ( Paging Channel ) chỉ dùng cho đờng xuống để tìm gọiMS

- Kênh thâm nhập ngẫu nhiên RACH ( Random Access Channel ) MS sửdụng RACH để yêu cầu dành một SDCCH ( kênh báo hiệu dành riêng ) hoặc đểtrả lời tìm gọi.

- Kênh cho phép truy cập AGCH ( Access Grant Channel ) : kênh này đợc sửdụng để dành một SDCCH hay trực tiếp một TCH cho một MS Là kênh đờngxuống

Kênh điều khiển dành riêng DCCH ( Dedicated Control Channel )

- Kênh điều khiển dành riêng đứng một mình SDCCH ( Stand AloneDedicated Control Channel ) đợc sử dụng để báo hiệu hệ thống khi thiết lập mộtcuộc gọi trớc khi ấn định một TCH Chẳng hạn đăng ký và nhận thực đợc thựchiện ở đây Là kênh cho cả đờng lên và đờng xuống

- Kênh điều khiển liên kết chậm SACCH (Slow Associated Control Channel )liênkết với TCH hay một SDCCH SACCH là một kênh số liệu liên tục để truyền

đa báo cáo đo lờng, định trớc thời gian và điều khiển công suất

- Kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH ( Fast Associated ControlChannel ) là kênh liên kết với TCH, FACCH làm việc ở chế độ lấy cắp

2.2 Các giao diện cơ bản của mạng di động GSM

Các giao diện cơ bản của mạng GSM đợc chia thành hai loại : giao diện nội

bộ mạng GSM và các giao diện ngoại vi Trong đó giao diện nội bộ mạng GSMlấy hệ thống báo hiệu số 7 (CCS7) làm cơ sở cho các quá trình điều khiển việctrao đổi thông tin giữa các phần tử của mạng khi cung cấp các dịch vụ cho thuêbao và quản lý mạng Các giao diện ngoại vi với các mạng khác nh PSTN, ISDN,PSDN hay với các PLMN khác sử dụng R2, CCS7 hay X25 tuỳ thuộc vào từngmạng cụ thể Sau đây là chi tiết về từng loại giao diện

2.2.1.Giao diện nội bộ mạng

2.2.1.1 Giao diện vô tuyến (U m )

Giao diện vô tuyến (Um) là giao diện giữa BTS và MS Đây là giao diện quantrọng nhất, quyết định lớn nhất đến chất lợng dịch vụ của mạng GSM

Giao diện này cung cấp một số lợng các kênh logic Thông tin về ngời sử dụng(thoại, dữ liệu) đợc truyền dẫn qua kênh thông tin, các tín hiệu điều khiển đợc truyềnqua các kênh điều khiển Các kênh điều khiển là các kênh sau:

- Kênh quảng bá: cho việc hiệu chỉnh tần số, đồng bộ và điều khiển

- Kênh điều khiển chung: cho nhắn tin, truy nhập ngẫu nhiên và cấp quyềntruy cập

- Kênh điều khiển dành riêng: điểu khiển kết hợp chậm, điều khiển kết hợpnhanh và điều khiển độc lập

Trong GSM, giao diện vô tuyến sử dụng tổng hợp cả hai phơng thức phânkênh theo tần số (FDMA) và phân kênh theo thời gian (TDMA)

2.2.1.2 Giao diện A bis

Giao diện Abis là giao diện giữa BTS và BSC Giao diện này đợc sử dụng đểtrao đổi thông tin thuê bao (nh thoại, số liệu ) và thông tin điều khiển (báo hiệu,

đồng bộ ) BSC kiểm soát các BTS qua giao diện này Abis sử dụng đờng truyềnchuẩn PCM 32 (2,4Mb/s) với mã sửa sai CRC4 theo CCITT, G732 Giao thứctrong kênh báo hiệu tuân theo chuẩn CCITT LAPD

2.2.1.3 Giao diện A

Giao diện A là giao diện giữa MSC và BSC, qua bộ chuyển mã TRAU Tuỳtheo thiết kế của từng hãng cụ thể, TRAU có thể đợc gắn liền hoặc tách dời vớiBSC Giao diện A cũng sử dụng các luồng chuẩn PCM 32 Giao diện này sửdụng báo hiệu CCS7 (gồm MTP, SCCP và BSSAP)

2.2.1.4 Giao diện B

Giao diện B là giao diện giữa MSC và VLR đã đợc tiêu chuẩn hoá ở GSM pha

1 Giao diện này sử dụng CCS7 để trao đổi số liệu giữa MSC và VLR, nh các sốliệu về quyền truy nhập của thuê bao, các tham số chuyển cuộc nối, số nhậndạng của thuê bao vãng lai và các số liệu cần trao đổi giữa tổng đài và thuê baotrong thời gian nối mạch

2.2.1.5 Giao diện C

Giao diện C là giao diện giữa MSC và HLR Giao diện này sử dụng CCS7 và

đợc quy định phần ứng dụng riêng cho GSM-MAP MSC sử dụng giao diện này

để truy nhập HLR lấy số liệu trong các trờng hợp:

- Số Roaming của MS khi có cuộc gọi từ mạng PSTN vào PLMN qua GMSC

- Thông tin định tuyến từ HLR tới GMSC khi có cuộc gọi từ mạng PSTN vào mạng di

động PLMN

2.2.1.6 Giao diện D

Giao diện D là giao diện giữa VLR và HLR D sử dụng MAP để trao đổi sốliệu về các thuê bao di động giữa các cơ sở dữ liệu của HLR và VLR nh :

 Các tham số về quyền truy nhập mạng của thuê bao

 Tái thiết lập lại số liệu của thuê bao trong VLR khi cần thiết

 Khi có cuộc gọi từ mạng PSTN vào mạng GSM, HLR sẽ chuyển các yêu cầucủa GMSC về MSRN cho VLR

 Thiết lập mới các số liệu của thuê bao cho VLR khi MS di chuyển từ vùngphục vụ khác tới

 Xử lý và lu giữ các thông tin liên quan đến dịch vụ phụ khi có thuê bao nào

đó yêu cầu

2.2.1.7 Giao diện E

Giao diện E là giao diện giữa các tổng đài trong mạng GSM Giao diện E đợc

sử dụng thiết lập các cuộc nối giữa các thuê bao thuộc vùng kiểm soát của cáctổng đài khác nhau Giao diện này sử dụng các luồng PCM32 cùng các kênhCCS7 Phần ứng dụng của CCS7 là MAP và ISUP

Giao diện F là giao diện giữa EIR và MSC Giao diện F sử dụng MAP đểMSC trao đổi số liệu về việc nhận dạng thiết bị thuê bao quốc tế IMEI với cơ sởdữ liệu đã đợc ghi sẵn trong EIR khi cần kiểm tra các thuê bao MS

2.2.1.9.Giao diện G

Giao diện G là giao diện giữa các VLR Giao diện này đợc các VLR sử dụng

để trao đổi số liệu về MS trong quá trình tạo lập và lu giữ hộ khẩu tạm trú củacác MS đó Giao diện G sử dụng CCS7 với phần ứng dụng là MAP để trao đổinhững thông tin nh :

- Gửi các yêu cầu về IMSI từ VLR cũ sang VLR mới

- Gửi các yêu cầu về tham số quyền truy nhập của thuê bao từ VLR này sangVLR khác khi di chuyển giữa hai MSC tơng ứng

2.2.1.10.Giao diện Ater

Giao diện Ater là giao diện giữa BSC và TRAU Thông qua giao diện nàyTRAU sẽ chuyển các kênh traffic từ BSC có tốc độ 13kb/s thành kênh tiêu chuẩn

có tốc độ 64kb/s và ngợc lại

2.2.2.Giao diện ngoại vi

2.2.2.1.Giao diện với OMC

Đây là giao diện giữa OMC và các phần tử của mạng nh MSC, VLR, HLR,EIR, BSC Do chức năng của phần BSS và NSS khác nhau nên hiện nay OMC đ-

ợc thiết kế riêng cho từng phần hệ thống Tuy nhiên trong tơng lai có thể cảmạng sẽ có một OMC duy nhất Giao diện này nhằm mục đích điều hành, khaithác và bảo dỡng các phần tử trong mạng

2.2.2.2.Giao diện với PSTN

Giao diện giữa các mạng GSM với mạng thoại PSTN đợc chuẩn hoá bằng cácluồng PCM32, với hệ thống báo hiệu CCS7 hoặc MFC:R2, tuỳ thuộc vào mạngthoại Chỉ có các dịch vụ có mặt ở cả hai mạng mới cung cấp đợc cho các cuộcnối liên quan đến thuê bao trong mạng thoại

2.2.2.3.Giao diện với ISDN

Giao diện mạng GSM với ISDM đợc chuẩn hoá theo tiêu chuẩn giao diện củaISDN (giao diện sơ cấp) và sử dụng hệ thống báo hiệu CCS7 (ISUP) để cung cấpcác dịch vụ thoại, số liệu

2.2.2.4.Giao diện với PSDN

Giao diện với mạng số liệu X25 cũng đợc tiêu chuẩn hoá ở GSM Cấu trúc củagiao diện phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng nhà khai thác Trong thực tế, việccung cấp dịch vụ số liệu trong mạng GSM theo tiêu chuẩn X25 khá phức tạp cả phầncứng cũng nh phần mêm của mạng Do vậy giá thành rất cao Đồng thời việc ghépnối với PSDN cũng cần thiết bị tơng ứng PAD Hơn nữa, dịch vụ số liệu trong GSMcho đến nay không mấy hấp dẫn và ít phát triển

2.2.2.5.Giao diện với PLMN qua PSTN/ISDN

Giao diện giữa các mạng GSM với nhau thông qua mạng PSTN hoặc ISDN

đợc tiêu chuẩn hoá cho GSM Giữa các MSC của hai mạng có hai loại báo hiệu

đợc trao đổi khi nối mạng

Các chức năng xử lý cuộc gọi cơ bản, phụ thuộc vào hệ thống báo hiệu củamạng cố định (CCS7- ISUP, R2)

Các chức năng của MAP dành riêng cho GSM đợc quy định trong SCCP của

hệ thống báo hiệu số 7

Phơng thức này sử dụng giao thức lớp 2 trong mô hình OSI là LAPDm ( LinkAccess Protocol on Dm Channel ), lớp này cung cấp đờng truyền tin cậy giữatrạm di động và mạng Ngoài ra còn đợc sử dụng ở lớp 3 đảm bảo các thủ tụcbáo hiệu giữa trạm di động và mạng Nó chia thành ba lớp con : RR, MM, CM

 Quản lý tài nguyên vô tuyến RR ( Radio Resource Management ) xử lý việcthiết lập, duy trì, kết thúc các cuộc nối của dịch vụ di động

 Quản lý máy di động MM ( Mobility Management ) lu giữ các số liệu tạmthời, quyết định việc cung cáp dịch vụ, xác định vị trí, quyền truy nhập mạng củathuê bao di động

 Quản lý nối thông CM ( Connection Management ) trao đổi các mẫu tin giãmạng với thuê bao chủ gọi Nó bao gồm 3 phần tử :

- Điều khiển cuộc gọi ( CC )

- Phần tử đảm bảo dịch vụ bổ sung ( SS )

- Phần tử đảm bảo dịch vụ bản tin ngắn ( SMS )

2.3.1 Giao diện ABIS ( BTS - BSC )

Abis là giao diện giữa BTS và BSC đợc sử dụng để trao đổi thông tin thuê bao( thoại, số liệu, ) và thông tin điều khiển ( đồng bộ, ) Các bản tin đ ợc trao

đổi ở giao diện này có nhiều nguồn gốc và nơi nhận khác nhau : nh bản tin giữaBSC và BTS, bản tin giữa MS và các phần tử khác của mạng, Giao tiếp Abis sửdụng giao thức ở lớp hai gọi là thủ tục thâm nhập đờng truyền kênh D : LAPD( Link Access Procedure on D Channel )

2.3.2 Giao diện A ( BSC - MSC )

Đây là giao diện giữa MSC và BSC của hệ thống con trạm gốc BSS Giao diệnnày đợc sử dụng cho các bản tin giã MSC và MS Ví dụ bản tin giữa MSC và MS

sử dụng các giao thức sau :

- CM : Quản lý nối thông : đợc sử dụng để điều khiển quản lý cuộc gọi ( nhthiết lập, giải phóng và giám sát cuộc gọi), quản lý các dịch vụ bổ xung và dịch

vụ bản tin ngắn

- MM: Quản lý di động: đợc sử dụng để quản lý vị trí cũng nh tính bảo mật củatrạm di động

Giao diện này sử dụng các luồng chuẩn PCM 32

2.4 Khái niệm cụm ( Burst ) trong thông tin di động.

Cụm : Khuôn mẫu thông tin ở một khe thời gian trên kênh TDMA đợc gọi làmột cụm, nghĩa là trong khoảng thời gian đồng đều ( cứ 8 khe thời gian một lần

ở kênh TDMA ) ta gửi đi một cụm của một loại thông tin (xét từ MS )

Có 5 loại cụm khác nhau.

 Chuỗi hớng dẫn là một mẫu biết trớc để bộ cân bằng có thể lập mô hình kênh

Sở dĩ chuỗi hớng dẫn đợc đặt ở giữa vì kênh này luôn luôn thay đổi Khi đặt nó ở

đây có thể hi vọng rằng kênh này không quá khác khi nó tác động lên chuỗi ớng dẫn so với khi nó tác động lên các bit thông tin Nếu ta đặt chuỗi hớng dẫn ở

h-đầu cụm thì mẫu kênh do ta tạo ra không đúng với các bit ở cuối cụm

 Các bit đuôi (TB) luôn luôn là “000” Các bit này giúp cho bộ cân bằng biết

đợc đâu là đầu và cuối mẫu bit, vì thuật toán bọ cân bằng cần điểm khỏi đầu vàkết thúc

 Khoảng bảo vệ (GP) là một khoảng trống Nếu có cực đại là 8 ngời sử dụngtrên một sóng mang với 8 khe thời gian khác nhau, ta cần đảm bảo rằng họkhông bị chồng lấn lên nhau trong quá trình truyền dẫn Trong thực tế rất khó cóthể đồng bộ chính xác các cụm (khi không có GP) vì các trạm di động luôn luônchuyển động trong quá trình cuộc gọi Vì thế các cụm của trạm di động hơi trợt

Các bit đuôi giống nh cụm bình thờng

Khoảng bảo vệ giống nh cụm bình thờng

Hình 10: Cụm hiệu chỉnh tần số

2.4.3 Cụm đồng bộ.

Cụm này đợc sử dụng để đồng bộ thời gian của trạm di động Nó chứa mộtchuỗi đồng bộ dài dễ dàng nhận biết và mang thông tin của số khung TDMAcùng với mã nhận dạng trạm cơ sở BISC

BSIC đợc trạm di động sử dụng để kiểm tra nhận dạng BTS khi đo cờng độ tínhiệu ( để tránh đo nhầm ở các ô đồng kênh ) Nó cũng đợc sử dụng để phát hiện

sự thay đổi PLMN ( ngời khai thác )

Hình11 : cụm đồng bộ

2.4.4 Cụm thâm nhập(AB)

Sử dụng để thâm nhập ngẫu nhiên và có GP để dành cho cụm từ trạm di động,vì trạm này ở lần thâm nhập đầu tiên không thể định trớc thời gian(hay sau khichuyển giao đến BTS mới).Trạm di động có thể xa BTS nghĩa là cụm đầu tiên sẽ

đến muộn và không có định trớc thời gian ở cụm đầu, cụm này phải ngắn hơn đểtránh chồng lấn cụm này với khe thời gian sau

Hình 12: Cụm thâm nhập

2.4.5 Cụm giả (DB)

Cụm này đợc phát đi từ trạm BTS và không chứa thông tin khuôn mẫu giống

nh cụm bình thờng với các bit mã hoá đợc thay thế bởi các bit hỗn hợp có mẫubit xác định

2.5 Sắp xếp các kênh vật lý lên kênh logic.

Chúng ta có một BTS với n sóng mang ( song công ), mỗi sóng mang có 8khe thời gian ( TS ) Các sóng mang đợc ký hiệu Co, C1, , Cn Ta bắt đầu từTSo ở đờng xuống Co TSo ở Co đợc sử dụng chỉ sắp xếp các kênh điều khiển Toàn bộ có 51 TS Chuỗi này đợc lặp đi lặp lại nghĩa là sau khoảng trống( khung IDLE ) lại bắt đầu lặp lại F, S

F ( FCCH ) : ở đây trạm di động đồng bộ tần số của mình

S ( SCH ) : Trạm di động đọc số khung TDMA và BSIC

B ( BCCH ) : Trạm di động đọc các thông tin chung về ô này

sử dụng thì một cụm giả đợc phát Đối với các TS1 ữ TS7 cũng nh vậy

Tso ở Co đờng lên không chứa các kênh nói trên Nó đợc trạm di động sửdụng để thâm nhập ở đây cũng chỉ vẽ TSo của 51 khung liên tiếp

Hình 14: Ghép RACH ở TSo

Nh vậy các kênh logic BCCH, FCCH, SCH, PCH, AGCH và RACH đợc sắpxếp trên TSo nhng chỉ RACH có ở đờng lên, còn các kênh khác ở đờng xuống.Khe TS1 đờng xuống ở Co có dạng hình 1.9 TS1 đợc sử dụng để sắp xếp cáckênh điều khiển riêng lên các kênh vật lý Vì tốc độ bit trong quá trình thiết lậpcuộc gọi và đăng ký khá thấp, có thể có 8 SDCCH ở một TS ( TS1 ) nên việc sửdụng TS hiệu suất hơn

Toàn bộ có 102 TS Chuỗi này cũng đợc lặp lại nếu sau 3 khung để trống(IDLE ) nó lại bắt đầu từ Do

Dx ( SDCCH ) : ở đây một “ trạm di động x “ tiến hành thiết lập một cuộc gọi

và cập nhật các thông số trao đổi với GSM/PLMN Dx chỉ đợc sử dụng cho “trạm di động x “ trong khi thiết lập cuộc gọi và chỉ đợc dành cho MS sau khi “trạm di đông “ đã chuyển sang TCH để khởi đầu cuộc gọi hay giải phóng sau khi

ợc dịch đi, điều này cho phép thông tin hiệu quả hơn

Dx giống nh đờng xuống

Ax giống nh đờng xuống

Hình 16: Ghép SDCCH + SACCH ở TS1

Nh vậy TS0 và TS1 đờng lên và xuống của sóng mạng Co đã bị các kênh điềukhiển chiếm Chỉ còn TS2 ữ TS7 đợc sử dụng cho các kênh lu thông TCH Cáckênh này đợc sắp xếp ở các kênh vật lý nh sau : ( hình 1.10 ) hình vẽ này vẽ TS2

đờng xuống ở Co Trong hình này thông tin ở TS2 tạo thành một TCH

Tất cả có 26 TS Sau TS để trống ( IDLE ) lại bắt đầu lại

T ( TCH ) chứa tiếng hay số liệu đợc mã hoá ( cuộc gọi )

A ( SACCH ) báo hiệu điều khiển, chẳng hạn để thay đổi công suất

Hình 17: Ghép TCH

I (IDLE ) bình thờng mỗi TS2 ở mỗi khung TDMA chứa thông tin gửi đếntrạm di động nằm ở TS2 Trừ khe trống là thông tin không đợc gửi Trạm di động

sử dụng khe rỗi này theo một cách riêng

Cấu trúc của đờng lên cũng nh vậy Điểm khác nhau duy nhất là sự dịch vềmặt thời gian, TS2 ở đờng xuống không xảy ra cùng thời gian nh ở TS2 ở đờnglên Thời gian dịch là 3 TS Hình 1.11

Nh vậy rõ ràng là trạm di động không cần phát và thu tại một thời điểm

Hình 18: Dịch giữa TCH đờng lên và xuống.

Tóm lại các kênh logic đợc sắp xếp lên kênh vật lý ở sóng các mang trong thôngtin di động GSM nh sau :

• Sóng mang Co :

- Khe TS0 các kênh điều khiển logic chu kỳ lặp 51 TS

- Khe TS1 các kênh điều khiển logic chu kỳ lặp 102 TS

- Khe TS2 ữ TS7 các kênh lu thông logic, chu kỳ lặp là 26 TS.

• Sóng mạng khác ( C1 ữ Cn ) dành cho BTS, chỉ đợc sử dụng cho TCH, nghĩa làTS0 -TS7 đều là TCH

2.6 Đo c ờng độ tr ờng ở trạm di động.

Đối với việc đo cờng đọ trờng ở trạm di động thì có hai chế độ đo đó là : chế

độ rỗi và chế độ đã nối thông cuộc gọi

2.6.1 Chế độ rỗi : Chọn ô khi bật nguồn di động.

a Trạm di động quét tất cả 124 kênh RF ở hệ thống GSM và tính toán các

mức trung bình cho từng kênh Trạm di động điều chỉnh đến sóng mang mạnhnhất và tìm xem đây có phải là sóng mang BCCH không ( sóng mang Co ) Nếuphải, trạm di động đọc số liệu BCCH để tìm xem liệu có thể khoá đến ô nàykhông Nếu không, trạm di động điều chỉnh đến sóng mang mạnh thứ hai

b Trạm di động có thể ( tuỳ chọn ) có bộ nhớ BCCH, khi đó nó chỉ phải tìm

các sóng mang này Nếu quá trình này thực hiện không thành công trạm di động

sẽ thực hiện quá trình a

2.6.2 Chế độ đã nối thông cuộc gọi.

Trong quá trình cuộc gọi, trạm di động liên tục (thông qua SACCH) thôngbáo cho hệ thống cờng độ tín hiệu đo từ BTS lân cận BSC sử dụng các phép đonày để nhanh chóng quyết định các ô đích khi chuyển giao cần thiết

Việc đo đạc các ô lân cận trong quá trình cuộc gọi đợc thực hiện khi trạm di

động không làm việc khác, nghĩa là giữa các khoảng thời gian phát và thu ở khethời gian dành cho trạm Cờng độ tín hiệu của ô phục vụ đợc giám sát khi thu TSdành cho trạm di động ở SACCH trạm di động đợc thông báo cần giám sát sóngmang BCCH nào để chuyển giao, nên cờng độ tín hiệu của các sóng mang này đ-

ợc lần lợt đo Vì thế quy trình làm việc là : phát - đo - thu - phát - đo –thu

Giá trị trung bình của phép đo cho từng sóng mang sau đó đợc tính toán vàthông báo cho BSC Để đảm bảo các giá trị đo tơng ứng với các BTS cần đo thìcần phải nhận dạng BTS Nhận dạng BTS đợc thực hiện ở BSIC, đợc phát ở SCHtrên TS0, Co Vậy trong thời gian của khung để trống ( IDLE ) ở TCH, BSIC choBTS lân cận đợc kiểm tra Quá trình đợc minh hoạ trên hình

- MS đo và thu cờng độ tín hiệu ở ô phục vụ, TS2

- MS phát

- MS đo cờng độ tín hiệu cho ít nhất một ô lân cận

- MS đọc BSIC ở SCH ( TS0 ) cho một ô lân cận

Hình 19: Nguyên lý đo MS

Cùng phát ở cùng một tần số hay kênh đó Cờng độ tín hiệu thu đợc này phụ Sau

đó sáu ô lân cận có giá trị cờng độ tín hiệu trung bình cao nhất và BSIC đúng đợcbáo cho BSC qua kênh SACCH

2.7.Vấn đề sử dụng lại tần số và quy hoạch tần số:

Một mục tiêu quan trọng khi thiết kế hệ thống Cellular là làm thế nào có thể

đạt đợc dung lợng cao đạt đợc só thuê bao lớn nhất trong một diện tích phủ sóngnhất định (Grade of Service) và chất lợng thoại chấp nhận dợc Nhng với một dảitần số có giới hạn cho hệ thống thông tin di động GSM thì không thể đáp ứng đ -

ợc nhu cầu hàng ngày càng tăng về số lợng và kênh lu lợng Hệ thống Cellular đã

đa ra giải pháp sử dụng lại tần số một cách hiệu quả, qua đó một nhóm tần số cóthể đợc sử dụng lại ở một phạm vi có khoảng cách xác địnhtheo tính toán đểtránh nhiễu Điều đó có nghĩa là các cell có sử dụng cùng một nhóm tần số sẽphải chịu nhiễu đồng kênh nếu chúng không có một khoảng cách thích hợp(khoảng cách sử dụng lại ) Chính vì lý do đó mà vùng phủ sóng của trạm gốc sẽ

bị hạn chế Khi đó chúng ta nói một hệ thống cellular hoàn chỉnh là một hệthống có một giới hạn nhiễu và giới hạn tạp âm so với quy ớc Nh vậy vấn đề đặt

ra là phải biết dung hoà giữa việc sử dụng lại tần số để tăng dung lợng và tăngkhoảng cách tái sử dụng để giảm nhiễu

Các thông số đánh giá:

Có bốn yếu tố để đánh giá chất lợng hệ thống:

- Mức tín hiệu sóng mang mong muốn thu đợc C (Carier)

Hệ thống vô tuyến số Cellular dựa vào nguyên tắc cơ bản là sử dụng lại tần sớ

để có thể phục vụ nhu cầu thông tin lớn với một giới hạn tài nguyên vô tuyến Do

đó, không thể tránh đợc nhiễu đồng kênh trong hệ thống thông tin di động, vìvậy cần thiết phải thiết kế hệ thống với khả năng cho phép nhiễu này

Tỷ số Carier/Interference(Cờng độ tín hiệu mong muốn và tín hiệu nhiễu)

C/I = 10 log (Pc/ Pi) (db)

Pc : Công suất thu đợc từ máy mong muốn

Pi : Công suất thu đợc từ máy nhiễu

Khuyến nghị GSM cho tỷ số C/ I nhỏ nhất là 9dB Một diều dễ thấy là C/ Iphụ thuộc rất nhiều vào sự quy hoạch tần số và mẫu sử dụng lại tần số Tần suất

sử dụng lại tần số càng cao thì tỷ số C/ I càng cao Do đó, vấn đề vừa có thể đápứng đợc lu lợng mà chất lợng C/ I nhỏ đặt ra cho các nhà thiết kế khi thiết kếmạng

2.7.2.Nhiễu kênh liền kề

Nhiễu kênh liền kề xảy ra khi máy thu thu đợc tín hiệu mong muốn C và cảnhững tín hiệu kênh lân cận nó Mặc dù máy thu không điều chỉnh tới nhữngkênh lân cận đó, nhng tín hiệu mong muốn bị suy giảm bởi những ảnh hởng đó.Máy thu càng có tính chọn lọc ccao thì ảnh hởng của kênh liền kề càng giảm

Tỉ số CARIER/ ADJACENT là quan hệ giữa cờng độ tín hiệu kênh mongmuốn và cờng độ tín hiệu kênh liền kề

C/ A = 10 Log ( Pc/ Pa ) (db)

Trong đó: Pc: Công suất thu đợc từ kênh mong muốn

Pa: Công suất thu đợc từ kênh liền kề

Tỷ số C/ A thấp sẽ dẫn tới tỷ số lỗi bit BER cao Mặc dù các kênh GSM đã

đ-ợc mã hoá kênh tìm và suar lỗi nhng vẫn còn một lợng nhiễu nhất định, Khoảngcách giữa nguồn tín hiệu mong muốn và nguồn liền kề càng cao thì tỷ số C/ Acàng cao Khuyến nghị GSM cho tỷ số C/ A nhỏ nhất là - 9dB, nghĩa là tín hiệumong muốn yếu hơn 9db nhiễu gây ra cho liền kề Trong GSM, độ rộng kênh là200KHz vì vậy nhiễu kênh liền kề cũng có độ rộng là 200KHz Để tối thiểu hoánhiễu này, mô hình điều chế GMSK cho độ rộng tín hiệu lớn hơn 200KHz đợcthực hiện với thông số BT = 0.3 cho phép tạo ra lõm xung ở vị trí FCarrier +200KHz trong phổ của tín hiệu đợc điều chế Thông thờng nhà khai thác chọn tỷ

số C/ A = 0.3dB trong thiết kế của mình

2.7.3Phân tán thời gian

C/R là tỉ số đánh giá phân tán thời gian trong hệ thống GSM khi sóng vôtuyến truyền tải và phản xạ trong không gian theo nhiều đờng khác nhau Để hạnchế sự phản xạ này ngời ta sử dụng Equalizer có kiểm soát, đợc phản xạ trễ trongkhoảng 4 bit Tơng đơng với 15 microgiây Nhng trên thực tế độ trễ này lớn hơn

vì nó phụ thuộc nhiều vào môi trờng địa lý của vị trí đặt trạm Do đó ta chỉ chophép nó nhỏ hơn một mức ngỡng nhất định.

2.7.4.Sử dụng lại tần số:

Đây là một nguyên lý cơ bản khi thiết kế một hệ thống Cellular Toàn bộ tần

số có thể sử dụng đợc chia thành các nhóm tần số gọi là Cluster Mỗi nhóm đợc

sử dụng cho một Cell và đợc sử dụng lại trong Cell khác với khoảng cách địa lí

đủ để chấp nhận đợc nhiễu đồng kênh Trong mỗi nhóm tần số thì các tần số sửdụng cũng có khoảng cách nhất định đủ để tránh nhiễu kênh liền kề Sử dụng lạitần số ở những Cell khác nhau bị giới hạn bởi tỉ số C/ I giữa các Cell Vì vậy đặt

ra một vấn đề làm sao sử dụng lại đợc một cách tối u nhất đảm bảo vừa cungứng đợc dung lợng và tối thiểu hoá tỉ số C/ I Ta có thể tính toán tỉ số C/ I nh sau:

Hình 20: khoảng cách tái sử dụng tần số

Điểm P là vị trí trong trờng hợp xấu nhất cho cả hai trạm gốc A & B

Tính toán tỷ số C/I tại MS:

C/ I = 10 Log (D - 1)/R (theo db)

Thờng nó trong khoảng (3 - 4) cho mọi môi trờng

Hình 21: Quan hệ gữa ccacs nhóm cell và tỉ số C/ I

A

E

D F

C B

Hình 22: Nhóm tần số quy tụ gồm 7 Cell Mẫu tái sử dụng 3/9:

Các tần số có thể sử dụng đợc chia thành 9 nhóm với 3 trạm gốc Mỗi trạmgốc có 3 Cell

Hình 23: Mẫu tái sử dụng 3/9

Mẫu tái sử dụng 4/12:

Là mẫu các tần số có thể sử dụng đợc chia thành 12 nhóm với 4 trạm gốc, mỗitrạm gốc có 3 Cell Ta có bảng phân công nh sau:

Hình 24: Mẫu tái sử dụng 4/ 12.

Cấu trúc 4/12 có tỷ số C/I lớn hơn 12dB Tỷ số này vừa đủ so với yêu cầu củaGSM Nhng thực tế ngời ta không yêu cầu sử dụng các kĩ thuật nhảy tần, điềukhiển công suất và truyền không liên tục mặc dù chúng rất có ích Mẫu 4/12 códung lợng thấp hơn mẫu 3/9 vì tần số sử dụng trên mỗi Cell ít hơn do mỗi Cell

có tần số chỉ bằng 1/12 thay vì 1/9 trong mẫu 3/9 và yếu tố sử dụng lại ít hơn(khoảng cachcs sử dụng lại lớn hơn D = 6R) Tuy nhiên, Mẫu 4/12 vứa đủ chomột cấu hình GSM và thích hợp cho công nghệ chia Cell sau này

2.7.5.Dung l ợng phục vụ và tỉ số C/I

Với tổng số kênh mà tài nguyên hệ thống cho phép là M kênh, nếu đem chia

đều cho N nhóm kênh thì ta sẽ có số kênh trong một nhóm kênh hay một Cell làM/N từ đây ta có thể tính toán đợc dung lợng phục vụ ứng với cấp độ phục vụGOS nhất định qua bảng Erlang Nh nhận xết ở trên, số nhóm tần số càng nhỏ thì

số lợng kênh trong một nhóm càng lớn và số thuê bao có thể đợc phục vụ càngcao, Nghĩa là phản ánh hiệu quả của trung kế tốt hơn nhng N nhỏ lại cho tỉ số C/

2.7.6.Sector hoá Cell và sự phân chia Cell

Với những Cell nhỏ hơn rõ dàng khả năng tái sử dụng tăng và do đó dung ợng tăng Tuy nhiên, điều này đồng nghĩa với việc sẽ cần nhiều vị trí đặt trạmhơn và sẽ tốn kém hơn cho cơ sở hạ tầng Theo lý thuyết, thiết kế mạng ban đầuthờng là những Cell có đặt Annten vô hớng tại chính giữa Cell để phát đẳng hớng

l-ra xung quanh Khi mạng phát triển chúng chỉ có thể ddaps ứng phần nào bằngcách tăng tần số mang hoặc sử dụng tần số nhiều hơn, nhng dây không phải làmột giải pháp thực tế Một phơng pháp khả thi hơn cho hệ thống mạng thực tếvới nhu cầu dung lợng khác nhau ở các vùng địa lí khác nhau là giải pháp Sectorhoá Cell và phân chia Cell

Sector hoá là việc sử dụng các Annten có hớng để phục vụ phủ sóng cho các

phía khác nhau xung quanh trạm gốc Thực hiện Sector hoá có thể cải thiện đáng

kể nhiễu đồng kênh và đặc biệt là tạo khả năng cung cấp dịch vụ một cách linhhoạt cho Cell đó

Phân chia cell: là sử dụng cùng một trạm gốc cho các vùng khác nhau của

Cell cũ tạo thành các Cell nhỏ hơn, điều này đặt ra công việc thực hiện phải có

kế hoạch cho việc sử dụng tần số Đây là giải pháp khá phổ biến trong mạnghiên nay

Ban đầu với Cell lớn nhất có thể phủ sóng một vùng nhất định

Bớc tiếp theo ta chia Cell lớn (site) này thành 3 vùng hay còn gọi là các Cell nhỏhơn, sử dụng những site cú cung cấp các Cell góc (các sector 120 độ hoặc 6Sector có góc mở 60 độ)

Nếu cần ta có thể chia nhỏ nữa, ví dụ: chia 1 thành 4, những site cũ vẫn đợc

sử dụng cùng với các site mới theo yêu cầu

Hình 25a: Cell ban đầu

Hình 25b: Cell chia lần thứ nhất

Hình 25c: Chia Cell lần thứ hai

Với một mẫu Cell đồng nhất có thể phục vụ cho một mật độ lu lợng không đổitrong vùng phủ sóng Nhng trong thực tế mật độ thay đổi thờng xuyên qua cácvùng địa lí khác nhau,các phục vụ khác nhau trong ngày Do vậy, một mô hìnhCell với nhiều kích cỡ khác nhau đợc sử dụng ở nhiều phần khác nhau của hệthống sẽ mang lại tính linh động trong việc quy hoạch mạng, đảm bảo sự đápứng về lu lợng

Để truyền số liệu hiện nay ngời ta sử dụng hai phơng thức là phơng thức kênh

và phơng thức gói

S

ự khác nhau giữa chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói

Trong kỹ thuật truyến số liệu theo phơng thức kênh , mạng cần thiết lập một

đấu nối vô tuyến từ trạm gốc tới trạm di động Khi đấu nối thiết lập xong, quátrình truyền số liệu đợc bắt đầu Trạm di động sẽ sử dụng toàn bộ kết nối giữa nó

và trạm gốc trong suốt thời gian truyền số liệu dù rằng ở nhiều thời điểm chỉ còmột lợng rất nhỏ số liệu đợc truyền

Trong phơng thức truyền số liệu này, ngời sử dụng phải trả chi phí cho toàn

bộ thời gian kết nối Truyền số liệu theo phơng thức kênh thờng thích hợp chocác dịch vụ sau:

 Các dịch vụ số liệu yêu cầu băng tần cố định

 Các dịch vụ nhạy cảm cao với trễ truyền dẫn nhỏ

Khác với dịch vụ truyền số liệu theo phơng thức kênh, trong phơng thứctruyền số liệu dạng gói, ạng chỉ truyền thông tin tới thuê bao khi có nhu cầu Do

đó, cùng một kênh vô tuyến tại một thời điểm sử dụng cho nhiều máy di độngkhác nhau Hơn nữa máy di động có thể sử dụng 8 khe thời gian Khi trạm di

động cần truyền ngay một gói tin , mạng sẽ cấp ngay cho máy di động đó mộthay nhiều khe thời gian trong số các khe thời gian còn trống Do bản chất củathông tin về số liệu thờng tồn tại dới dạng cụm nên việc cấp khe thời gian động

nh trên giúp cho việc sử dụng các kênh vô tuyến chở lên hiệu quả và mềm dẻohơn Thông tin về địa chỉ đợc gửi kèm theo trong các gói tin, do đó các gói tin cóthể “tìm” đợc địa chỉ cần tới

Truyền dũ liệu theo dạng gói thờng thích hợp với cá dịch vụ sau đây:

 Các dịch vụ truyền số liệu trong đó tín hiệu thờng tập trung thành các cụm

 Các dịch vụ truyền có độ nhạy cảm cao với lỗi bit

Nh vậy thấy rằng, dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS dựa trên cơ sở hạ tầngcủa mạng GSM dùng kỹ thuật gói để truyền dữ liệu và báo hiệu ở tốc độ caohoặc thấp một cách hiệu quả Nó chia nhỏ số liệu thành những gói và truyền đitheo một trật tự đợc quy định và chỉ sử dụng các tài nguyên vô tuyến khi ngờidùng thực sự cần trao đổi.Trong khoảng thời gian không có tín hiệu phát hoặcthu thì kết nối lập tức ngừng nhng nó sẽ đợc thiết lập lại ngay khi có yêu cầu

2.Tính năng của GPRS

Triển khai GPRS giúp giải quyết đợc hạn chế về tốc độ dữ liệu, có khả năngtruyền đua những khối dữ liệu lớn và có tốc độ linh hoạt.Việc cấp phát động tàinguyên vô tuyến có nghĩa là chỉ cấp phát khi có yêu cầu.

Tốc độ GPRS có thể đạt đợc tối đa nếu cùng một thời điểm sử dụng 8 kênhtruyền và với giả định không phải sủa lỗi Có nghĩa là gấp 3 lần tốc độ kênhtruyền hiện nay của mạng cố định và gấp 10 lần tốc độ kênh truyền chuyểnmạch hiện nay mà GSM đang sử dụng Thông tin(hình ảnh,dữ liệu,thoại…) có) cóthể nhanh hơn, hiệu quả hơn thông qua cơ sở hạ tầng của mạng GSM và ngời tatính toán GPRS có thể rẻ hơn so với công nghệ truyền số liệu bằng chuyển mạchkênh nh hiện nay



Kết nối liên tục

Sự kết nối tức thì cũng là một đặc tính của GPRS ngời sử dụng có thể truyềnthông tin ngay lập tức khi cần thông qua mạng vô tuyến.không cần khoảngthờigian kết nối nh hiện nay.Vì vậy ngời ta thờng mô tả “always connected” vớiGPRS, một đặc tính quan trọng cho các ứng dụng bị han chế về thời gian, chảnghạn nh các ứng dụng không cho phép bắt buộc khách hàng phải chờ quá 30sec



Các dịch vụ u tiên

GPRS cho phép cấc nhà điều hành mạng tối đa hoá việc sử dụng tài nguyênmạng một cách động và linh hoạt song song với việc tính cớc Nhà điều hànhmạng có thể phân phối động dịch vụ theo yêu cầu dựa trên Profile của thuê baotuỳ thuộc vào chất lợng dịch vụ QoS : Độ u tiên, trễ, độ tin cậy và thông lợng đ-ờng truyền



Các ứng dụng mới

GPRS cung cấp một số dịch vụ mà trớc đây không thể cung cấp đợc qua GSM

do sự hạn chế tốc độ đờng chuyển mạch kênh 9.6 kbps) và giới hạn về chiều dàicủa bản tin SMS (160 kí tự).Đặc biệt là các dịch vụ Internet: Duyệt web, email,

đo lờng từ xa, các ứng dụng về thơng mại…) có

Phân phối dịch vụ nhanh chóng

GPRS sử dụng các giao diện mở Các giao diện sử dụng trong GPRS đều làcác giao diện chuẩn do vậy mở ra một thế giới các ứng dụng và dịch vụ cho các

hệ thống thông tin và các máy đầu cuối

Về mặt logic thì trong mạng cần phải phát triển thêm hai loại nút mạng mớinhng thực tế có thể kết hợp hai loại nút mạng này trong một vật lý thống nhất Vì

vậy việc phát triển dịch vụ GPRS có thể đợc thực hiện theo cách thức mềm dẻo

nh sau: Khi dịch vụ mới triển khai , các nút hỗ trợ dịch vụ chuyển mạch gói di

động sẽ đợc xây dựng là các nút kết hợp cả hai nút SGSN & GGSN Trong cácgiai đoạn tiếp theo, khi mạng đã phát triển ,các nút này sẽ đợc phát triển thànhnhững nút vật lý độc lập

Bên cạnh các nút kể trên,để cung cấp dịch vụ GPRS cần phải có thêm cácthiết bị đầu cuối có hỗ trợ dịch vụ chuyển mạch gói, các máy chủ internet (ví dụcác máy chủ DSN) có khả năng kết nối với mạng GPRS