HỆ THỐNG VIỄN THÔNG VỚI CÔNG NGHỆ MỚI CHƯƠNG 5 : MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

PHẦN I: TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG PHẦN II: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM PHẦN III: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMADinh Thi Thai Mai 3 PHẦN I: TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Tổng quan về thông tin di động 1.2 Cấu trúc chung của hệ thống thông tin di động 1.3 Cấu trúc địa lý của hệ thống thông tin di độngDinh Thi Thai Mai 4 PHẦN II: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 2.1 Mở đầu 2.2 Giao diện vô tuyến và truyền dẫn 2.3 Giới thiệu tổng quan mạng VinaphoneDinh Thi Thai Mai 5 PHẦN III: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA 3.1 Mở đầu 3.2 Giao diện vô tuyến và truyền dẫnDinh Thi Thai Mai 6 PHẦN I: TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Tổng quan về thông tin di động 1.2 Cấu trúc chung của hệ thống thông tin di động 1.3 Cấu trúc địa lý của hệ thống thông tin di độngDinh Thi Thai Mai 7 1.1 Tổng quan về thông tin di động Các đặc tính cơ bản của hệ thống thông tin di động • Sử dụng hiệu quả băng tần được cấp phát để đạt được dung lượng cao do hạn chế của dải tần vô tuyến sử dụng cho thông tin di động. • Đảm bảo chất lượng truyền dẫn yêu cầu. • Đảm bảo an toàn thông tin tốt nhất. • Giảm tối đa rớt cuộc gọi khi thuê bao di động chuyển từ vùng phủ này sang vùng phủ khác. • Cho phép phát triển các dịch vụ mới nhất là các dịch vụ phi thoại. • Để mang tính toàn cầu phải cho phép chuyển mạng quốc tế • Các thiết bị cầm tay gọn nhẹ và tiêu tốn ít năng lượng.Dinh Thi Thai Mai 8 1.1 Tổng quan về thông tin di động Sự phát triển của mạng thông tin di độngDinh Thi Thai Mai 9 1.1 Tổng quan về thông tin di động Sự phát triển của mạng thông tin di động Thế hệ 1G : • Đặc trưng bởi phương pháp đa truy nhập FDMA • Là hệ thống Analog • Dịch vụ thoại băng hẹpDinh Thi Thai Mai 10 1.1 Tổng quan về thông tin di động Xu thế phát triển của mạng thông tin di động Một số tính năng đạt được ở thế hệ hai cộng: Các dịch vụ mạng mới và cải thiện các dịch vụ liên quan đến truyền số liệu như nén số liệu của người sử dụng, số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao (HSCSD), dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS) và số liệu 14.4 kbps Các tính năng liên quan đến dịch vụ tiếng Các dịch vụ bổ sung: chuyển hướng cuộc gọi, hiện tên chủ gọi, chuyển giao cuộc gọi Cải thiện liên quan đến dịch vụ bản tin ngắn như: mở rộng bảng chữ cái, mở rộng tương tác giữa các SMS.Dinh Thi Thai Mai 11 1.1 Tổng quan về thông tin di động Xu thế phát triển của mạng thông tin di động Một số tính năng đạt được ở thế hệ hai cộng: Các công việc liên quan đến tính cước như: các dịch vụ trả tiền thoại trước, tính cước nóng và hỗ trợ ưu tiên vùng gia đình Tăng cường công nghệ SIM Các cải thiện chung: chuyển mạng, các dịch vụ định vị, tương tác với các hệ thống thông tin di động vệ tinh và hỗ trợ định tuyến tối ưu.Dinh Thi Thai Mai 12 1.1 Tổng quan về thông tin di động Xu thế phát triển của mạng thông tin di động Yêu cầu của thế hệ ba: Mạng phải là băng rộng Mạng có khả năng cung cấp độ rộng băng tần theo yêu cầu Mạng phải cung cấp thời gian truyền dẫn theo yêu cầu Chất lượng dịch vụ không thua kém chất lượng dịch

Trang 1

HỆ THỐNG VIỄN THÔNG VỚI CÔNG NGHỆ MỚI

CHƯƠNG 5 :

Gi ảng viên: ĐINH THỊ THÁI MAI

B ộ môn Hệ thống Viễn thông – Khoa Điện tử - Viễn thông Trường Đại học Công Nghệ

Trang 3

PHẦN I: TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

1.1 Tổng quan về thông tin di động

1.2 Cấu trúc chung của hệ thống thông tin

di động 1.3 Cấu trúc địa lý của hệ thống thông tin di

động

Trang 4

PHẦN II: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM

2.1 Mở đầu 2.2 Giao diện vô tuyến và truyền dẫn 2.3 Giới thiệu tổng quan mạng Vinaphone

Trang 5

PHẦN III: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA

3.1 Mở đầu 3.2 Giao diện vô tuyến và truyền dẫn

Trang 6

di động 1.3 Cấu trúc địa lý của hệ thống thông tin di

động

Trang 7

1.1 Tổng quan về thông tin di động

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

• Sử dụng hiệu quả băng tần được cấp phát để đạt được dung lượng cao do hạn chế của dải tần vô tuyến sử dụng cho thông tin di động.

• Đảm bảo chất lượng truyền dẫn yêu cầu.

• Đảm bảo an toàn thông tin tốt nhất

• Giảm tối đa rớt cuộc gọi khi thuê bao di động chuyển

Trang 8

Sự phát triển của mạng thông tin di động

Trang 9

Sự phát triển của mạng thông tin di động

Trang 10

Xu thế phát triển của mạng thông tin di động

Một số tính năng đạt được ở thế hệ hai cộng:

- Các dịch vụ mạng mới và cải thiện các dịch vụ liên quan đến truyền số liệu như nén số liệu của người sử dụng, số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao (HSCSD), dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS) và số liệu 14.4 kbps

- Các tính năng liên quan đến dịch vụ tiếng

- Các dịch vụ bổ sung: chuyển hướng cuộc gọi, hiện tên chủ gọi, chuyển giao cuộc gọi

- Cải thiện liên quan đến dịch vụ bản tin ngắn như: mở rộng bảng chữ cái, mở rộng tương tác giữa các SMS.

Trang 11

Một số tính năng đạt được ở thế hệ hai cộng:

- Các công việc liên quan đến tính cước như: cácdịch vụ trả tiền thoại trước, tính cước nóng và hỗ trợ

ưu tiên vùng gia đình

- Tăng cường công nghệ SIM

- Các cải thiện chung: chuyển mạng, các dịch vụđịnh vị, tương tác với các hệ thống thông tin di động

vệ tinh và hỗ trợ định tuyến tối ưu

Trang 12

Yêu cầu của thế hệ ba:

Trang 13

di động 1.3 Cấu trúc địa lý của hệ thống thông tin

di động

Trang 14

1.1 Tổng quan về thông tin di động Cấu trúc chung của hệ thống thông tin di động

Trang 15

Cấu trúc chung của hệ thống thông tin di động

Trạm di động, MS

- MS (Mobile Station) có thể là một thiết bị đặttrong ô tô hay thiết bị xách tay hoặc thiết bị cầmtay Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung

và xử lý cho giao diện vô tuyến MS còn phải cungcấp các giao diện với người sử dụng ( như: micro, loa, màn hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với một số thiết bị khác (như: Giaodiện với máy tính cá nhân, Fax )

Trang 16

• Bộ thích ứng đầu cuối, TAF ( Terminal Adepter Function) làm việc như một cửa nối thông thiết bịđầu cuối với kết cuối di động

Trang 17

Trạm thu phát gốc, BTS

• Gồm các thiết bị phát thu, anten và xử lý tín hiệuđặc thù cho giao diện vô tuyến Có thể coi BTS làcác MODEM vô tuyến phức tạp có một số các chứcnăng khác

• Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU (Transcoder/ Adapter Rate Unit: Khối chuyển đổi

mã và tốc độ) TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình

mã hoá và giải mã hoá tiếng đặc thù riêng cho hệthống di động được tiến hành, ở đây cũng thực hiện

Trang 18

Bộ điều khiển trạm gốc, BSC

- BSC (Base station Controller) có nhiệm vụ quản

lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điềukhiển từ xa của BTS và MS Các lệnh này chủ yếu

là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến vàquản lý chuyển giao (Handover)

- Một BSC trung bình có thể quản lý tới vài chụcBTS phụ thuộc vào lưu lượng của các BTS này

Trang 19

Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động, MSC

- Nhiệm vụ chính: điều phối việc thiết lập cuộc gọiđến các người sử dụng mạng thông tin di động Mộtmặt MSC giao diện với BSC, mặt khác nó giao diệnvới mạng ngoài MSC làm nhiệm vụ với mạng

ngoài được gọi là MSC cổng (GMSC: Gate MSC)

- Giao diện với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho các người sử dụng mạng thông tin di động đòihỏi chức năng thích ứng IWF

Trang 20

Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động, MSC

- Nhiệm vụ chính: điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến các người sử dụng mạng thông tin di động Một mặt

MSC giao diện với BSC, mặt khác nó giao diện với mạng ngoài MSC làm nhiệm vụ với mạng ngoài được gọi là MSC cổng (GMSC: Gate MSC)

- Giao diện với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho các người sử dụng mạng thông tin di động đòi hỏi chức năng thích ứng IWF

- MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản

lý một số các bộ điều khiển trạm gốc

Trang 21

Bộ ghi định vị thường trú, HLR

- Các thông tin liên quan đến việc cung cấp cácdịch vụ viễn thông được lưu giữ ở HLR HLR (Home location Rigister) cũng chứa các thông tin liên quan đến vị trí hiện thời của thuê bao

- HLR là một máy tính đứng riêng không có khảnăng chuyển mạch và có khả năng quản lý hàngtrăm ngàn thuê bao

Trang 22

Bộ ghi định vị tạm trú, VLR

- Là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng TTDĐ Nóđược nối với một hay nhiều MSC và có nhiệm vụlưu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê baohiện đang nằm trong vùng phục vụ của MSC tươngứng và đồng thời lưu giữ số liệu về vị trí các thuêbao nói trên ở mức độ chính xác hơn HLR

- Các chức năng VLR thường được liên kết vớicác chức năng MSC

Trang 23

Khai thác và bảo dưỡng mạng, OS

Hệ thống khai thác OS (Operation System) thựchiện khai thác và bảo dưỡng tập trung cho mạng TTDĐ

• Khai thác là các hoạt động cho phép nhà khaithác mạng theo dõi hành vi của mạng (tải của hệthống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao giữa haiô…)

• Bảo dưỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửachữa các sự cố và hỏng hóc Nó có một số quan hệ

Trang 24

Quản lý thuê bao và Trung tâm nhận thức, AUC

- Quản lý thuê bao gồm các hoạt động quản lýđăng ký thuê bao (nhập, xoá thuê bao ra khỏi mạng, đăng ký các dịch vụ bổ sung, tính cước cuộc gọi)

- AUC (Authetication Center) quản lý các thôngtin nhận thực và mật mã liên quan đến từng cá nhânthuê bao dựa trên khoá bí mật này AUC có thể

được đặt trong HLR

Trang 25

Quản lý thiết bị di động, EIR

- Quản lý thiết bị di động được thực hiện bởi bộđăng ký nhận dạng thiết bị EIR (Equipmet Identity Rigister) EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quanđến trạm di động MS EIR được nối đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra sự được phép của thiết

bị Một thiết bị không được phép sẽ bị cấm

Trang 26

di động 1.3 Cấu trúc địa lý của hệ thống thông tin

di động

Trang 27

Cấu trúc địa lý của hệ thống thông tin di động

- Phân chia theo vùng mạng

- Phân chia theo vùng phục vụ MSC/VLR

- Phân chia theo vùng định vị

- Phân chia theo ô

Trang 28

Phân chia theo vùng mạng

- Một quốc gia có nhiều vùng mạng viễn thông, việc gọi vào một vùng mạng nào đó phải được thựchiện thông qua tổng đài cổng

- Các vùng mạng di động được đại diện bằng mộttổng đài cổng GMSC Tất cả các cuộc gọi đến mộtmạng di động từ một mạng khác đều được định

tuyến đến G-MSC

Trang 29

Phân chia theo vùng phục vụ MSC/VLR

- Một mạng thông tin di động được phân chiathành nhiều vùng nhỏ hơn, mỗi vùng nhỏ này đượcphục vụ bởi một MSC/VLR, được gọi là vùng phục

vụ của MSC/VLR

- Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR thông tin về thuêbao được ghi tạm thời ở VLR Thông tin này baogồm 2 loại:

• Thông tin về đăng ký và các dịch vụ của thuêbao

• Thông tin về vị trí của thuê bao (thuê bao đang ở

Trang 30

Phân chia theo vùng phục vụ MSC/VLR

Trang 31

Phân chia theo vùng định vị

- Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị (Location Area)

- Vùng định vị là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR mà ở đó một trạm di động có thể chuyển động tự do và không cần cập nhật thông tin về vị trí cho MSC/VLR quản lý vị trí này Đây là vị trí cụ thể nhất của trạm di động mà mạng cần biết để định tuyến cho một cuộc gọi đến nó.

- Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử

Trang 32

Phân chia theo vùng định vị

MSC VLR

Hình: Phân chia vùng MSC/VLR thành các vùng định vị

Trang 33

Phân chia theo ô

- Vùng định vị được chia thành một số ô

- Ô là một vùng phủ vô tuyến được mạng nhận dạng bằng nhận dạng ô toàn cầu (CGI: Cell Global Identity) Trạm di động nhận dạng ô bằng mã nhận dạng trạm

gốc (BSIC: Base Station Identity Code).

- Vùng phủ của các ô thường là hình lục giác

Trang 34

Phân chia theo ô

Ô3

LA6

Trang 35

PHẦN II: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TỔ ONG GSM

2.1 Mở đầu 2.2 Giao diện vô tuyến và truyền dẫn 2.3 Tổng quan mạng thông tin di động

Vinaphone

Trang 36

2.1 Mở đầu

- Hệ thống thông tin di động số sử dụng kỹ thuật đatruy cập phân chia theo thời gian (TDMA) đầu tiêntrên thế giới được ra đời ở Châu Âu và có tên gọi làGSM

- Hệ thống thông tin di động GSM sử dụng kết hợpphương pháp đa truy cập phân chia theo thời gian(TDMA) và phân chia theo tần số (FDMA) Trong

đó, mỗi trạm di động để truy nhập vào mạng đượccấp phát một cặp tần số và một khe thời gian

Trang 37

PHẦN II: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TỔ ONG GSM

2.1 Mở đầu 2.2 Giao diện vô tuyến và truyền dẫn 2.3 Tổng quan mạng thông tin di động

Vinaphone

Trang 38

2.2 Giao diện vô tuyến và truyền dẫn

• Quá trình xử lý các tín hiệu số và biến đổi vàosóng vô tuyến

• Các kênh lôgic

• Các kênh vật lý

Trang 39

Quá trình xử lý các tín hiệu số và

biến đổi vào sóng vô tuyến

A/D Phân đoạn Mã hoá

tiếng

Mã hoá kênh

Ghép xen

Mật mã hoá

Lập khuôn cụm

Điều chế

D/A Giải mã tiếng Giải mã Viterbi Giải ghép xen mật mã Giải Cân bằng Veiterbi Giải điều chế Máy thu/

a) Phía phát

Trang 40

Các kênh lôgic

- Các kênh lôgic được đặc trưng bởi thông tin truyền giữa BTS và MS

- Các kênh lôgic này được đặt vào các kênh vật lý

- Có hai loại kênh logic: Kênh lưu lượng (TCH:

Traffic Channel) và các kênh báo hiệu điều khiển

Trang 41

Gồm hai loại:

- Tiếng thoại: Bm hay TCH toàn tốc (TCH/F) kênhnày mang thông tin tiếng hoặc số liệu ở tốc độ 13 kbps; Lm hay TCH bán tốc (TCH/H), kênh nàymang thông tin ở tốc độ vào khoảng 6.5 kbps

- Số liệu: 12 kbps (cho tốc độ luồng cơ sở9600bps), 6 kbps(cho tốc độ luồng cơ sở 4800 bps), 3.6 kbps (cho tốc độ luồng cơ sở <= 2400 bps)

Kênh lưu lượng, TCH

Trang 42

Các kênh báo hiệu điều khiển được chia thành 3 loại:

- Các kênh điều khiển quảng bá

- Các kênh điều khiển chung

- Các kênh điều khiển dành riêng

Kênh điều khiển

Trang 43

Các kênh hiệu chỉnh tần số (FCCH: Frequency Corection CHannel): các kênh này mang thông tin hiệu chỉnh tần số cho các trạm MS FCCCH chỉ được sử dụng ở đường

xuống

- Kênh đồng bộ (SCH: Synchronization CHannel): kênh này mang thông tin để đồng bộ khung cho trạm di động

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

- Kênh điều khiển quảng bá (BCCH:Broadcasting Control CHannel): kênh này được phát quảng bá các thông tin

Các kênh điều khiển quảng bá

Trang 44

- Kênh tìm gọi (PCH: Paging CHannel): kênh này được

sử dụng cho đường xuống để tìm gọi trạm di động

- Kênh truy nhập ngẫu nhiên (RACH: Random Access CHannel): kênh này được MS sử dụng để yêu cầu được dành một kênh SDCCH (Stand Alone Dedicated

Trang 45

- Kênh điều khiển dành riêng đứng một mình (SDCCH): kênh này chỉ được sử dụng dành riêng cho báo hiệu với một MS SDCCH được sử dụng cho các thủ tục cập nhật

và trong quá trình thiết lập cuộc gọi trước khi ấn định kênh TCH SDCCH được ấn định cho cả đường xuống và lên.

- Kênh điều khiển liên kết chậm (SACCH: Slow Associated Control CHannel): kênh này liên kết với một TCH hay một SDCCH Đây là một kênh số liệu liên tục

để mang các thông tin liên tục như: các bản báo cáo đo lường, định trước thời gian và điều khiển công suất

Các kênh điều khiển dành riêng (DCCH)

Trang 46

- Kênh điều khiển liên kết nhanh (FACCH: Fast Associated Control CHannel): kênh này liên kết với một TCH FACCH làm việc ở chế độ lấy cắp bằng cách thay đổi lưu lượng tiếng hay số liệu bằng báo hiệu

- Kênh quảng bá ô (CBCH: Cell Broadcasting

CHannel): kênh CBCH chỉ được sử dụng ở đường xuống để phát quảng bá ô cho các bản tin ngắn

(SMSCB: Short Message Service Cell Broadcast)

CBCH sử dụng cùng kênh vật lý như kênh SDCCH

Các kênh điều khiển dành riêng (DCCH)

Trang 47

Kênh (CH) Ghép TD Ghép FD Kênh lưu lượng:

Thông tin của người sử dụng

Kênh điều khiển cho báo hiệu

Kênh Bm

13kbps

Kênh Lm tốc độ bit thấp hơn Bm

Kênh quảng bá (BCCH) Thông tin cho tất cả MS

Kênh điều khiển chung (CCCH) riêng cho từng ứng dụng

Kênhđiều khiển riêng (DCCH)

ấn định cho một MS

Kênh truy nhập ngẫu nhiên để yêu cầu DCCH

Kênh cho phép truy nhập (AGCH)

ấn định ban đầu một kênh DCCH

Kênh tìm gọi (PCH):

tìm gọi thuê bao

Kênh riêng đứng một mình Kênh điều khiển riêng

Trang 48

C ác kênh vật lý

- Định nghĩa: Các kênh vật lý được coi là các cặptần số và khe thời gian dùng để truyền tải thông tin giữa trạm di động MS và trạm thu phát gốc

Trang 49

Các kênh tần số được sử dụng ở GSM

- Phân bố tần số ở GSM được quy định nằm trong dải tần

890 – 960 MHz với bố trí các kênh tần số như sau:

Trang 50

Các kênh tần số được sử dụng ở GSM

- Đối với hệ thống DCS – 1800 băng tần công tác

1710 – 1880 MHz, phân bổ tần số cho các kênh nhưnhau:

fL = 1.710 MHz + (0.2 MHz) x (n- 511), 512<= n

<= 885

fU = fL + 95 MHzGồm 374 kênh đánh số từ 512 đến 885

Tiêu đề	Mạng Thông Tin Di Động
Người hướng dẫn	Giảng Viên: Đinh Thị Thái Mai
Trường học	Trường Đại Học Công Nghệ
Chuyên ngành	Hệ Thống Viễn Thông

Định dạng
Số trang	72
Dung lượng	637,39 KB