CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.2 TỔNG QUAN VỀ GSM
2.2.1 Giới thiệu chung về hệ thống GSM
Hệ thống thông tin di động toàn cầu (tiếng Anh: Global System for Mobile Communication; viết tắt: GSM ) là một công nghệ dùng cho mạng thông tin di động. Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thể kết nối (roaming) với nhau. Do đó, những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau có thể được sử dụng nhiều nơi trên thế giới.
GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động (ĐTDĐ) trên thế giới.
Khả năng phủ sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM cho phép người sử dụng có thể sử dụng ĐTDĐ của họ ở nhiều vùng trên thế giới. GSM được xem như là một hệ thống ĐTDĐ thế hệ thứ hai (sencond generation, 2G). Mạng GSM hoạt động trên 4 băng tần, hầu hết hoạt động ở băng tần 900 MHz và 1800 MHz, vài nước Châu Mỹ sử dụng băng tần 850 MHz và 1900 MHz.
Ở Việt Nam thường sử dụng phổ biến băng tần 900 MHz và 1800 MHz đối với mạng Mobiphone và Viettel . Đối với băng tần 900 MHz truyền dẫn tín hiệu bằng 2 đường uplink (dải tần số từ 890 – 915 MHz) và downlink (dải tần số từ 935– 960 MHz), chia băng tần thành 124 kênh với độ rộng băng thông 25 MHz và khoảng cách mỗi kênh là 200 kHz.
Công nghệ GSM được xây dựng trên cơ sở hệ thống mở nên nó dễ dàng kết nối các thiết bị khác nhau từ các nhà cung cấp thiết bị khác nhau. Mỗi mạng GSM bất kì bao gồm các phân hệ sau:
- Phân hệ chuyển mạch NSS: Network Swtiching SubSystem.
- Phân hệ vô tuyến RSS = BSS + MS: Radio SubSystem.
- Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS: Operation and Maintenance SubSystem.
Định vị và theo dõi phương tiện giao thông SVTH: Đinh Công Duy
Hình 2.8: Cấu trúc hệ thống GSM (Nguồn: vi.wikipedia.org)
Bảng 2: Các kí hiệu hệ thống GSM
OSS Phân hệ khai thác và hỗ trợ BTS Trạm vô tuyến gốc
AUC Trung tâm nhận thực MS Trạm di động
HLR Bộ ghi định vị thường trú ISDN Mạng liên kết đa dịch vụ
MSC Tổng đài di động PSTN Mạng chuyển mạch
điện thoại công cộng BSS Phân hệ trạm gốc
BSC Bộ điều khiển trạm gốc PSPDN Mạng chuyển mạch
gói công cộng
Định vị và theo dõi phương tiện giao thông SVTH: Đinh Công Duy
OMC Trung tâm khai thác và bảo dưỡng
CSPDN (Circuit Switched Public Data Network)
Mạng số liệu chuyển mạch kênh công
cộng SS Phân hệ chuyễn mạch
VLR Bộ ghi định vị tạm trú PLMN Mạng di động mặt đất công cộng EIR Thanh ghi nhận dạng thiết bị
2.2.2 Đặc điểm của hệ thống GSM
Mọi mạng điện thoại cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi. Ở một mạng di động, cấu trúc này rất quan trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng. Trong hệ thống GSM, mạng được phân chia thành các phân vùng sau:
Hình 2.9: Phân cấp cấu trúc địa lí mạng GSM
Định vị và theo dõi phương tiện giao thông SVTH: Đinh Công Duy
Vùng phục vụ GSM là toàn bộ vùng phục vụ do sự kết hợp của các quốc gia thành viên nên những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới. Tất cả các cuộc gọi vào hay ra mạng GSM/PLMN đều được định tuyến thông qua tổng đài vô tuyến cổng G-MSC (Gateway - Mobile Service Switching Center). G-MSC làm việc như một tổng đài trung kế vào cho GSM/PLMN.
Vùng phục vụ MSC là một bộ phận của mạng được một MSC quản lý. Để định tuyến một cuộc gọi đến một thuê bao di động. Mọi thông tin để định tuyến cuộc gọi tới thuê bao di động hiện đang trong vùng phục vụ của MSC được lưu giữ trong bộ ghi định vị tạm trú VLR.
Vùng định vị là một vùng mà ở đó thông báo tìm gọi sẽ được phát quảng bá để tìm một thuê bao di động bị gọi. Vùng định vị LA được hệ thống sử dụng để tìm một thuê bao đang ở trạng thái hoạt động. Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng vùng định vị LAI (Location Area Identity):
LAI = MCC + MNC + LAC
MCC (Mobile Country Code): mã quốc gia
MNC (Mobile Network Code): mã mạng di động
LAC (Location Area Code) : mã vùng định vị (16 bit).
Vùng định vị được chia thành một số ô (cell) mà khi MS di chuyển trong đó thì không cần cập nhật thông tin về vị trí với mạng. Cell là đơn vị cơ sở của mạng, là một vùng phủ sóng vô tuyến được nhận dạng bằng nhận đạng ô toàn cầu (CGI).
Định vị và theo dõi phương tiện giao thông SVTH: Đinh Công Duy
2.2.3 Các dịch vụ của hệ thống GSM
Các dịch vụ viễn thông của hệ thống GSM rất đa đạng và phổ biến tồn tại cho đến ngày nay bao gồm các nhóm dịch vụ cơ bản sau:
- Dịch vụ thoại: là dịch vụ cơ bản nhất giúp con người có thể trao đổi thông tin với nhau. Có nhiều dịch vụ thoại khác như: điện thoại dùng thẻ (cardphone), điện thoại di động tốc độ thấp nội vùng (cityzone), điện thoại đi động (mobile phone)…
- Dịch vụ nhắn tin: cho phép người sử dụng tiếp nhận các tin nhắn, dịch vụ này thuận lợi cho người thường xuyên di chuyển mà vẫn nhận được thông tin với chi phí không lớn.
- Dịch vụ cho thuê kênh viễn thông: cung cấp các kênh tần số trong hệ thống phục vụ cho dịch vụ giải trí trên các đài phát thanh và truyền hình…
- Dịch vụ VoIP: dịch vụ này không chỉ truyền thoại mà còn có thể tích hợp cả dịch vụ thoại, truyền hình và dữ liệu…