Phân bố kênh, đánh giá chất lượng và dung lượng báo hiệu trong hệ tích hợp GSM GPRS

Emăxinăg iăl iăc mă năt iăgiaăđìnhăvƠăb năbè,ănh ngăng iăđƣăcóănhi uăđ ngăviênă khuy năkhíchăemătrongăcôngăvi căh căt păc ngănh ătrongăcu căs ng.. Nguy n Vi t Kính, ng iăđƣăt nătìnhăch

IăH CăQU CăGIAăHĨăN I

Giang Nam

GSM/GPRS

LU NăV NăTH CăS

HƠ N i - 2008

IăH CăQU CăGIAăHĨăN I

Giang Nam

GSM/GPRS

Ngành :ăCôngăngh ăđi năt -vi năthông ChuyênăngƠnh:ăK ăthu tăvôătuy năđi năvƠăthôngătinăliênăl c

Mƣăs : 2.07.00

LU NăV NăTH CăS

NG IăH NGăD NăKHOAăH C:

HƠ N i - 2008

L I C M N Emăxinăg iăl iăc mă năchơnăthƠnhăt iătoƠnăth ăđ ngănghi păCông ty Vi n Thông Viettel (Viettel Telecom) ậ TCT Vi n Thông Quơn i,ăđ năv ăn iăemăđangăcôngătác,ă

cácăanhăch ăvƠăcácăb năt păth ăl păK11 2,ănh ngăng iăđƣăgiúpăđ ăchoăemăr tănhi uătrong quáătrìnhăcôngătácăvƠăh căt p

Emăxinăg iăl iăc mă năt iăgiaăđìnhăvƠăb năbè,ănh ngăng iăđƣăcóănhi uăđ ngăviênă khuy năkhíchăemătrongăcôngăvi căh căt păc ngănh ătrongăcu căs ng

căbi tăemăxinăg iăl iăc mă năsơuăs cănh tăt iă PGS-TS Nguy n Vi t Kính,

ng iăđƣăt nătìnhăch ăb o,ăh ngăd n,ăg iăýăgiúpăđ ăemăhoƠnăthƠnhălu năv nănƠy.ăNh ngă

nh năxétăquýăbáuăc aăTh yăgiúpăemăcóănh ngăcáiănhìnăsơuăs căh năđ ăhoƠnăthi nălu năv nă

m tăcáchăt tănh tăcóăth

Cu iăcùng,ăemăxinăg iăl iăc mă năt iăt tăc ănh ngăng iăđƣăh ătr ăemătrongăqúa

trình hoàn thành đ ătƠi lu năv nănƠy

Hà N i, tháng 7 n m 2008

Giang Nam

M C L C

L I C M N i

M C L C ii

THU T NG VI T T T vi

DANH M C HÌNH V xi

M U 1

CH NG 1: T NG QUAN H TH NG GSM 3

I.1 Gi i thi u chung 3

I.2 Các đ c tính c a GSM 3

I.3 Các d ch v c a GSM 3

I.3.1 D ch v tho i 4

I.3.2 D ch v d li u 4

I 4 C u trúc m ng GSM 4

I.4.1 Tr m di đ ng MS 5

I.4.2 Phơn h tr m g c BSS 5

I.4.2.1 Tr m thu phát g c BTS 5

I.4.2.2 B đi u khi n tr m g c BSC 6

I.4.2.3 B chuy n đ i mã hóa và thích ng t c đ TRAU 6

I.4.3 Phơn h chuy n m ch m ng NSS 7

I.4.3.1 Trung tâm chuy n m ch các d ch v di đ ng MSC 7

I.4.3.2 T ng đài vô tuy n c ng GMSC 7

I.4.3.3 B ghi đ nh v th ng trú HLR 7

I.4.3.4 B ghi đ nh v t m trú VLR 8

I.4.3.5 B ghi nh n d ng thi t b EIR 8

I.4.3.6 Trung tâm nh n th c AuC 8

I.4.4 Phân h khai thác OSS 8

I.4.4.1 Khai thác và b o d ng m ng 9

I.4.4.2 Qu n lý thuê bao 9

I.4.4.3 Qu n lý thi t b di đ ng 9

I.5 C u trúc đ a lý c a m ng GSM 9

I.6 Các s nh n d ng c a GSM 11

I.6.1 S thuê bao di đ ng MSISDN 11

I.6.2 S nh n d ng thuê bao di đ ng qu c t IMSI. 12

I.6.3 S chuy n vùng c a thuê bao di đ ng MSRN 12

I.6.4 S nh n d ng t m th i thuê bao di đ ng TMSI 13

I.6.5 S nh n d ng thi t b tr m di đ ng qu c t IMEI 13

I.6.6 S nh n d ng vùng đ nh v LAI 13

I.6.7 S nh n d ng ô toƠn c u CGI 13

I.7 Các tr ng h p thông tin 13

I.7.1 Các tr ng thái c a MS 13

I.7.2 Th t c nh p m ng 14

I.7.3 Chuy n vùng vƠ c p nh t v trí 14

I.7.4 Th t c r i m ng 15

I.7.5 Các tr ng h p cu c g i 15

I.7.5.1 Thuê bao di đ ng th c hi n cu c g i 15

I.7.5.2 Các cu c g i t i thuê bao di đ ng 15

I.7.6 Chuy n giao Handover 16

I.8 K t lu n 17

CH NG 2 T NG QUAN H TH NG GPRS 18

II.1 Gi i thi u chung 18

II.1.2 C u trúc h th ng GPRS 19

II.1.2.1 GGSN 19

II.1.2.2 SGSN 21

II.1.2 3 n v ki m tra d li u gói PCU 23

II.1.2.4 HLR, VLR, AUC và EIR 23

II.1.2.5 BSS (Base Station System) 24

II.2.ăQu nălýădiăđ ngătrongăGPRS 24

II.2.1.ăTr ngătháiăIdle 24

II.2.2 Tr ng thái Standby 24

II.2.3 Tr ng thái Ready 25

II.2.4 Mô hình chuy n đ i tr ng thái 25

II.2.4.1 T Idle sang Ready 26

II.2.4.2 T Ready sang Standby 26

II.2.4.3 T Standby sang Ready 27

II.2.4.4 T Standby sang Idle 27

II.2.4.5 T Ready sang Idle 27

II.3.ăCácăgiaoăth căc aăGPRS 27

II.4 Th t c nh p m ng vƠ r i b m ng GPRS 30

II.4.1 Th t c nh p m ng 30

II.4.2 Th t c r i b m ng 32

II.4.2.1 Th t c r i b m ng GPRS b t đ u t MS 33

II.4.2.2 Th t c r i b b t đ u t SGSN 33

II.5.ăTh ăt căc pănh tăCell,ăRAăvƠăc pănh tăt ngăh păLA/RA 34

II.5.1.ăTh ăt căc pănh tăCELL 34

II.5.2 Th t c c p nh t RA 34

II.5.3 Th tuc c p nh t t ng h p LA/RA 35

II.5.3.1 Th t c C p nh t v trí inter-SGSN 35

II.5.3.2 Th t c c p nh t v trí intra-SGSN 36

II.5.4 Tìm g i 37

II.5.5 L a ch n l i cell 38

II.6.ăTruy năvƠăđ nhătuy năgói 39

II.6.1 a ch IP đ ng 40

II.6.2 a ch IP t nh 40

II.6.3 Tên đi m truy nh p (APN:Access Point Name) 41

II.6.4 Kích ho t PDP context 42

II.6.4.1 Th tuc kích ho t PDP context đ t đ u t MS 42

II.6.4.2 Quá trình m ng yêu c u kích ho t PDP context 43

II.6.4.3 Quá trình thay đ i PDP context 44

II.6.4.4 Tr ng h p r i b PDP context 45

II.6.4.5 Quá trình r i b PDP context b t đ u t MS 45

II.6.4.6 Th t c r i b PDP context b t đ u t SGSN 46

II.6.4.7 Th t c r i PDP context b t đ u GGSN 46

II.7 K t lu n 47

CH NGă3: PHÂNăB ăKÊNH,ă ÁNHăGIÁăCH TăL NGă

GSM/GPRS 48

III.1.ăPhơnăb ăkênhătrongăh ătíchăh păGSM/GPRS 48

III.1.1 Các kênh logic d li u gói 48

III.1.2 Kênh l u l ng d li u gói 50

III.1.3 Th t c truy n gói d li u trên giao di n vô tuy n 53

III.1.3.1 Th t c truy n gói d li u kh i t o t MS 53

III.1.3.2 Th t c truy n gói d li u đ n m t MS 55

III.1.4 Các ph ng pháp c p phát kênh 58

III.1.4.1 C p phát kênh đ ng 58

III.1.4.2 C p phát kênh t nh 60

III.1.5 Các ph ng án tri n khai tích h p m ng GPRS vƠo GSM 61

III.2 ánh giá ch t l ng h tích h p GSM/GPRS 62

III.2.1 Ch t l ng đ ng truy n GPRS 62

III.2.1.1 Gi i thi u: 62

III.2.1.2 S suy y u c a tín hi u t n s vô tuy n 63

III.2.1.3 Ch t l ng b can nhi u h u h n 64

III.2.2 Qu n lý tƠi nguyên vô tuy n 65

III.2.2.1 i u khi n tài nguyên vô tuy n c a h tích h p GSM/GPRS. 65

III.2.2.2 Thu t toán đi u khi n tài nguyên d li u 67

III.2.2.3 Chi n l c ki m tra theo vòng (Polling) 67

III.2.2.4 Thu t toán thích nghi đ ng truy n trong GPRS 69

III.2.3 i u khi n công su t 71

III.2.3.1 i u khi n công su t đ ng lên 71

III.2.3.2 i u khi n công su t đ ng xu ng 72

III.3 Dun g l ng báo hi u 73

III.3.1 Tiêu chu n dung l ng báo hi u 73

III.3.2 Dung l ng báo hi u cho tho i trong GSM 74

III.3.2.1 Ph ng pháp 75

III.3.2.2 Các gi đ nh l u l ng GSM 75

III.3.2.3 Dung l ng SDCCH 76

III.3.3 Dung l ng báo hi u trong GPRS 76

III.3.3.1 S phân chia CCCH trong h th ng GSM và GPRS 77

III.3.3.2 So sánh gi a CCCH và PCCCH 79

III.4 c đi m c u trúc m ng GSM/GPRS c a Viettel 79

III.4.1 M ng GSM 79

III.4.2 M ng GPRS 82

III.5 K t lu n 85

K T LU N

M U

NgƠyă nayă trongă chi nă l că phátă tri nă Kinhă T ă - Chínhă Tr ă - Xƣă H i,ă l nhă v că thôngătinăliênăl căđ căcoiălƠăm iănh n,ăc năph iăđiătr căđ ăt oăti năđ ăchoăcácăngƠnhă khácăphátătri n.ăThôngătinădiăđ ngăđangăphátătri năm nhăm ătrênătoƠnăth ăgi iănóiăchungă vƠă ăVi tăNamănóiăriêng.ăS ăraăđ iăc aăcácăm ngăthôngătinădiăđ ngăs ăGSM,ăCDMAăt oă nênăs ăc nhătranhăvôăcùngăkh căli tăgi aăcácănhƠăkhaiăthác,ăđemăt iănh ngăl iăíchăchoă

ng iăs ăd ng

ăt ngătínhăc nhătranh,ăđòiăh iăcácăm ngădiăđ ngăph iăc iăti năv ăch tăl ngăvƠă

d chăv ăc ngănh ăcungăc păđaăd chăv ăCôngăngh ăGSMăđƣăb căl ănh ngănh căđi mă khôngăth ăđápă ngăđ căcácăyêuăc uănƠy.ăTr cătìnhăhìnhăđó,ăxuăth ăt tăy uăc aăcácănhƠă khaiăthácăm ngădiăđ ngăGSMăph iăphátătri năcôngăngh ăm i,ăkh căph cănh căđi măc aă thôngătinădiăđ ngăth ăh ă2,ăđemăl iănh ngăd chăv ădiăđ ngăcaoăc păh n,ăđ aăthôngătinădiă

đ ngăphátătri nălênăm tăt măcaoăm i,ăđóălƠăthôngătinădiăđ ngăth ăh ă3.ăTuyănhiên,ăvi că chuy nătr căti păt ăthôngătinădiăđ ngăGSMăth ăh ă2ălênăth ăh ă3ălƠăr tăt năkém,ăđòiăh iăchiă phíăđ uăt ăquáăl năđ iăv iănhƠăkhaiăthác,ălƠmăt ngăgiáăthƠnhăd chăv ăđ iăv iăthuêăbao.ăVìă

v y,ăc năthi tăph iăcóăb căphátătri năđ măv iăchiăphíămƠăc ănhƠăkhaiăthácăvƠăng iăs ă

d ngăch pănh năđ c,ăđóălƠăD ch v vô tuy n gói chung GPRS GPRS mangăl iănhi uă

ngăd ngădiăđ ngăm iăcaoăc pănh ătruyăc păInternet,ăIntranet,ăE-mail,ă căbi tăh n,ă

vi cătri năkhaiăGPRSăkhôngăyêuăc uăthayăđ iănhi uăc uătrúcăm ngăGSMăhi năt i,ăt năd ngă

đ cătƠiănguyênăm ngă2G,ăch ănơngăc păph năm măvƠătrangăb ăthêmăm tăs ăph năc ng.ă Doăđóăt iăthi uăđ căchiăphíătri năkhaiăvƠăt năd ngăt iăđaăcácăthi tăb ăGSMăhi năcó.ă

V năđ ăch tăl ngăvƠădungăl ngăbáoăhi uăc aăh ătíchăh păGSM/GPRSălƠăm tă

v năđ ăc nănghiênăc uăvƠăt iă uătrongăqúaătrìnhătri năkhaiăGPRSătrênăn năm ngăGSMăhi nă

t i.ă Vìă v y,ă emă ch nă đ ă tƠiă t tă nghi pă “Phân b kênh, đánh giá ch t l ng và dung

l ng báo hi u c a h tích h p GSM/GPRS”.ăN iădungăc aăđ ătƠiăđ căchiaăthƠnhă3ă

ch ngănh ăsau:

Ch ng 1: T ng quan h th ng GSM.ă Trìnhă bƠyă m tă cáchă ng nă g nă v ă đ că

đi m,ăc uătrúcăc aăt ngănodeăm ngătrongăm ngăGSMănóiăchung

TÀI LI U THAM KH O

[1].฀ Ericsson GPRS Solutions ฀ GPRS Backbone฀, Ericsson Commercial in

Confidence, 2000

[2].฀ General Packet Radio Service (GPRS) Technical Description฀, Ericsson

Commercial in Confidence, 1/10/1999

[3] ฀ R8 GSM ฀ GPRS฀ , Dmitry Yelansky, Ericsson,GPRS_in-Depth.pdf,

01/2000

[4] ฀GPRS support nodes฀, Lars Ekeroth and Per-Martin Hedstrým, Ericsson

Review No.3, 2000

[5] ‚GPRS - General packet radio service‛, H„ kan Granbohm and Joakim Wiklund,

Ericsson Review No.2, 1999

[6] ฀ Alcatel฀s approach to GPRS฀, Alcatel Position Paper

[7] ฀ EvoliumTM

12/2001

[8] ฀ The Alcatel UMTS Core Network฀, GPRS_core_Network.pdf, Alcatel,

12/2001

[9] ฀ BSS - SGSN interface, Network Service฀, GSM 08.16 version 8.0.0, 1999

[10] ฀ MS ฀ SGSN, SNDCP฀, GSM 04.65 version 8.0.0, 1999

[11] ฀ GTP across the Gn and Gp Interface฀, GSM 09.60 version 7.5.1, 1998

[12] ฀ Service description - Stage 2฀, 3GPP TS 03.60 version 7.6.0, 1998

[13] “Service description - Stage 1”, GSMă02.60ăversionă6.1.0”,ă1997

[14] “Overall description of the GPRS radio interface”, GSM 03.64 version 6.0.0,

4/1998

[15] “GRPS and PDNs Interconnection Issues”, William Delylle, 8/1998

[16] ฀ GPRS General Packet Radio Service฀, A Barredo, L Kieffer, G Tolleron,

02/02/2001

[17] ฀ GPRS White Paper฀, Cisco, 2000

[18] ฀ Understanding GPRS : The GSM Packet Radio Service฀, Brahim Ghribi, Luigi

Logrippo, School of Information Technology and Engineering, University of Ottawa, Ottawa ON Canada

[19] Wacker A., Laiho-Steffens J., Sipil¨a K., J¨asberg M., ‘Static Simulator for Studying

[20] WCDMA Radio Network Planning Issues’, IEEE 49th Vehicular Technology

Conference, Vol 3, 1999, pp 2436–2440

[21] Hyt¨onen T., Optimal Wrap-Around Network Simulation, Helsinki University of

Technology Institute of Mathematics: Research Reports 2001, 2001

[22] Lugo A., Perez F., Valdez H., ‘Investigating the Boundary Effect of a Multimedia

[23] TDMA Personal Mobile Communication Network Simulation’, IEEE 54th

Vehicular Technology Conference, Vol 4, 2001, pp 2740–2744

[24] Stroustrup B., The C++ Programming Language, Special Edition, Addison-Wesley,

Reading, MA, 2000

[25] Malkam¨aki E., Ryck F., de Mourot C., Urie A., ‘A Method for Combining Radio [26] Link Simulations and System Simulations for a Slow Frequency Hopped Cellular

System’, IEEE 44th Vehicular Technology Conference, Vol 2, 1994, pp 1145–1149

[27] H¨am¨al¨ainen S., Slanina P., Hartman M., Lappetel¨ainen A., Holma H., Salonaho

O., ‘A Novel Interface between Link and System Level Simulations’, Proc ACTS Mobile Telecommunications Summit, Aalborg, Denmark, October 1997, pp 599–604

[28] Olofsson H., Almgren M., Johansson C., H¨o¨ok M., Kronestedt F., ‘Improved

Interface between Link Level and System Level Simulations Applied to GSM’,

Proc.ICUPC 1997, 1997

[29] Wigard J., Nielsen T T., Michaelsen P H., Morgensen P., ‘BER and FER Prediction

of Control and Traffic Channels for a GSM Type of Interface’, Proc VTC ฀ 98, 1998, pp 1588–1592

[30] Universal Mobile Telecommunications System (UMTS): Selection Procedures for

the Choice of Radio Transmission Technologies of the UMTS (UMTS 30.03 Version 3.2.0), ETSI Technical Report 101 112 (1998-04)