Giải pháp nâng cấp mạng thông tin di động gsm từ 2g lên 2,5g theo hướng gprs

dvance : Trong heä thoáng GSM, vaán ñeà ñoàng boä cho MS ñöôïc thöïc hieän thoâng qua keânh SCH. Ñoái vôùi GPRS, vaán ñeà naøy ñöôïc thöïc hieän döïa vaøo keânh PTCCH vaø thuû tuïc Timing Advance. Timing Advance laø moät thuû tuïc ñöôïc thöïc hieän ñeå xaùc ñònh giaù trò TA (Timing Advance) maø MS söû duïng trong quaù trình truyeàn caùc radio block ôû höôùng leân. Thuû tuïc naøy ñöôïc thöïc hieän trong cheá ñoä truyeàn goùi (packet transfer mode), bao goàøm hai quaù trình: - Quaù trình öôùc löôïng giaù trò TA ban ñaàu. - Quaù trình caäp nhaät giaù trò TA. 3.11.1. Quaù trình öôùc löôïng giaù trò TA ban ñaàu : Giaù trò TA ban ñaàu ñöôïc maïng xaùc ñònh döïa vaøo keânh PRACH hoaëc RACH mang baûn tin ‘Packet Channel Request’. Sau ñoù giaù trò TA seõ ñöôïc göûi cho MS thoâng qua baûn tin ‘Packet Downlink Assignment’ hoaëc ‘Packet Uplink Assignment’. Giaù trò naøy ñöôïc MS söû duïng trong quaù trình truyeàn döõ lieäu ôû höôùng leân cho ñeán khi noù ñöôïc maïng göûi ñeán moät giaù trò môùi. Coù hai tröôøng hôïp ñaëc bieät xaûy ra : - Khi MS göûi baûn tin ‘Packet Channel Request’, neáu khoâng coøn keânh voâ tuyeán naøo ñeå caáp phaùt cho MS, maïng seõ ñaùp laïi baèng baûn tin ‘Packet Queuing Notification’ vaø chôø cho ñeán khi naøo coù taøi nguyeân thì môùi phaùt baûn tin ‘Packet Downlink/Uplink Assignment’. Do ñoù sau khoaûng thôøi gian chôø treân thì giaù trò TA khoâng coøn mang tính caäp nhaät nöõa. - Neáu MS ñang ôû traïng thaùi Ready thì maïng seõ göûi baûn tin Packet Downlink/Uplink Assignment maø khoâng caàn thöïc hieän tìm goïi, do ñoù khoâng theåâ xaùc ñònh giaù trò TA. Khi ñoù maïng seõ coù 3 phöông aùn : - Baèng caùch göûi baûn tin ‘Packet Polling Request’, BTS buoäc MS phaûi göûi baûn tin ‘Packet Control Acknowledgement’ treân 4 cuïm truy nhaäp (Access Burst). Nhôø ñoù maïng seõ xaùc ñònh ñöôïc giaù trò TA caàn thieát. - Trong baûn tin ‘Packet Downlink/Uplink Assignment’ khoâng mang giaù trò TA thì MS phaûi ñôïi ñeán khi naøo nhaän ñöôïc giaù trò TA trong baûn tin ‘Packet Timing Advance/Power Control’ hoaëc thoâng qua thuû tuïc caäp nhaät giaù trò TA thì môùi coù theå baét ñaàu truyeàn goùi (Normal Burst). 3.11.2. Quaù trình caäp nhaät giaù trò TA : Quaù trình caäp nhaät giaù trò TA ñöôïc thöïc hieän thoâng qua keânh PTCCH. Keânh PTCCH maø maïng caáp cho MS cuøng vôùi giaù trò TAI (Timing Advance Index) ñöôïc göûi trong baûn tin ‘Packet Downlink/Uplink Assignment’. Giaù trò TAI xaùc ñònh keânh con PTCCH maø MS ñöôïc söû duïng. ÔÛ keânh PTCCH höôùng leân, MSõ göûi caùc cuïm truy caäp ngaãu nhieân treân timeslot xaùc ñònh bôûi TAI. Töø caùc cuïm truy caäp ngaãu nhieân naøy maïng seõ xaùc ñònh giaù trò TA cho MS vaø göûi laïi giaù trò TA ñeán MS treân keânh PTCCH höôùng xuoáng. Moät baûn tin TA ñöôïc göûi treân 4 cuïm vaø mang giaù trò TA cuûa 4 MS. Trong hình veõ 3.25, caùc khung ñaùnh soá leû 1, 3, 5, …, 31 laø caùc khung roãi vaø caùc khung ñaùnh soá chaün 0, 2, 4, …, 30 laø caùc khung PTCCH. Moät baûn tin TA ñöôïc truyeàn trong 2 ña khung. Giaù trò TA ñöôïc caäp nhaät trong baûn tin TA keá sau caùc cuïm truy caäp ngaãu nhieân, coù nghóa laø neáu MS göûi cuïm truy caäp ngaãu nhieân treân caùc khung 0, 2, 4, 6 thì seõ nhaän ñöôïc giaù trò TA ôû baûn tin TA thöù hai. Ñeå taêng theâm söï chính xaùc, maïng coù theå theo doõi ñoä treã cuûa caùc cuïm thoâng thöôøng vaø caùc cuïm truy caäp ngaãu nhieân ñöôïc MS göûi treân keânh PDCCH vaø PACCH. Neáu thaáy caàn phaûi caäp nhaät giaù trò TA thì maïng löôùi coù theå söû duïng keânh PACCH ñeå thöïc hieän ñieàu naøy. Hình 3.27 – Saép xeáp caùc cuïm truy caäp ngaãu nhieân ôû höôùng leân vaø caùc baûn tin baùo hieäu TA ôû höôùng xuoáng. 3.12. Caùc giao dieän cuûa GPRS Moät ñaëc ñieåm cuûa heä thoáng GPRS laø caùc giao dieän cuûa noù ñeàu laø giao dieän chuaån ,cho pheùp thieát bò cuûa caùc nhaø khai thaùc coù theå keát noái vôùi nhau 3.12.1. Giao dieän Gb : Giao dieän Gb laø giao dieän giöõa SGSN vaø BSS .Treân giao dieän Gb,moät SGSN coù theå ñöôïc keát noái vôùi moät hoaêc nhieàu BSS khaùc nhau. Giao dieän Gb cho pheùp BSS vaø SGSN coù theå trao ñoåi caùc thoâng tin veà ñònh tuyeán vaø caùc thoâng tin veà chaát löôïng dòch vu ïQoS (Quality of Service). Ñaây laø moät giao dieän UNI (User-to-Network Interface), coù hai loaïi caáu hình : - Loaïi keát noái tröïc tieáp (BSS vaø SGSN noái tröïc tieáp vôùi nhau baèng caùc keát noái ñieåm – ñieåm):. Ñoái vôùi loaïi caáu hình naøy, BSS thuoäc veà phía user vaø SGSN thuoäc veà phía maïng cuûa giao dieän UNI. Coù hai loaïi keát noái tröïc tieáp: +Keát noái tröïc tieáp, coá ñònh thoâng qua chuyeån maïch keânh khoâng coù bit ñoàng boä, toác ñoä truyeàn chæ ñaït 64 kbps. + Keát noái tröïc tieáp, toác ñoä truyeàn toái ña 2 Mbps. - Thoâng qua maïng Frame Relay : caùc chuyeån maïch seõ keát noái BSS vaø SGSN laïi vôùi nhau, vaø caû BSS laãn SGSN ñeàu thuoäc veà phía user cuûa giao dieän UNI. Coù hai loaïi: + Coù bit ñoàng boä, toác ñoä truyeàn coù theå ñaït 2 Mbps. + Khoâng coù bit ñoàng boä, toác ñoä truyeàn chæ ñaït 64 kbps. Theo hình 3.3 ta thaáy treân giao dieän Gb coù caùc giao thöùc sau : Lôùp L1 : laø lôùp MTP1. NS (Network service) : truyeàn caùc BSSGP – PDU döïa treân caùc keát noái Frame Relay giöõa BSS vaø SGSN. BSSGP (Base Station System GPRS Protocol) : giao thöùc naøy ñöôïc söû duïng ñeå chuyeån caùc thoâng tin lieân quan ñeán ñònh tuyeán vaø chaát löôïng dòch vuï giöõa lôùp BSS vaø SGSN. BSSGP khoâng thöïc hieän chöùc naêng söûa loãi. RLC L1 bis BSSGP MAC GSM RF Relay GMM/SM LLC BSSGP Network Service GSM RF GMM/SM LLC RLC GSM RF MAC MS Um BSS Gb SGSN Hình 3.28– Giao dieän Gb Network Service GMM/SM (GPRS Mobility Management/Session Management) : giao thöùc naøy hoã trôï cho caùc thuû tuïc quaûn trò di ñoäng trong maïng GPRS nhö : nhaäp maïng, rôøi maïng, caäp nhaät vuøng ñònh tuyeán, caäp nhaät vuøng ñònh vò, khôûi taïo, thay ñoåi hay huûy boû PDP context (PDP seõ xaùc ñònh giao thöùc maø caùc maïng döõ lieäu beân ngoaøi söû duïng khi giao tieáp vôùi maïng GPRS). Giao dieän naøy hoã trôï : Chia seû haï taàng maïng : cho pheùp löu löôïng treân giao dieän A (trong GSM) vaø Gb coù theå cuøng ñi treân moät ñöôøng E1. Keát hôïp caùc lieân keát : cho pheùp keát hôïp nhieàu giao dieän Gb treân nhieàu ñöôøng E1 veà moät ñöôøng E1. Ñieàu khieån luoàng. 3.12.2. Giao dieän Gs : Giao dieän Gs laø giao dieän giöõa SGSN vaø MSC/VLR, nhaèm trao ñoåi caùc thoâng tin veà vò trí, tìm goïi, phoái hôïp phaân phoái vaø söû duïng taøi nguyeân voâ tuyeán ñeå hoã trôï cho nhöõng thueâ bao keát noái vaøo caû hai heä thoáng GPRS vaø GSM. Giao dieän naøy söû duïng baùo hieäu soá 7. Hình 3.29 – Giao dieän Gs. -BSSAP+ (Base Station System Application Part +) : laø moät boä phaän cuûa BSSAP nhaèm hoã trôï cho vieäc baùo hieäu giöõa SGSN vaø MSC/VLR. -MTP (Message Transfer Part) : goàm 3 lôùp MTP 1, MTP 2, MTP 3 . MTP1 thuoäc veà lôùp vaät lyù, cung caáp caùc ñöôøng truyeàn thoâng tin baùo hieäu hai höôùng.MTP 2 thuoäc lôùp Data Link cung caáp chöùc naêng doø loãi ,söõa loãi ,chöùc naêng giaùm saùt cuõng nhö ñieàu khieån luoàng .MTP3 thöïc hieän xöû lyù caùc baûn tin baùo hieäu (quaûn lyù söï töông taùc giöõa caùc ñieåm baùo hieäu ),quaûn lyù vieäc baùo hieäu (tình traïng cuûa caùc trung keá baùo hieäu …) - Phaàn ñieàu khieån vaø noái thoâng baùo hieäu SCCP (Signalling Connection and Control Part) :SCCP chuyeån ñòa chæ logic thaønh caùc thoâng soá cuûa MTP 3. 3.12.3. Giao dieän Gr : Giao dieän Gr laø giao dieän SGSN vôùi HLR nhaèm muïc ñíchtham chieáu vò trí cuûa thueâ bao GPRS .Giao dieän naøy söû duïng caùc giao thöùc cuûa baùo hieäu soá 7 - Phaàn öùng duïng di ñoäng MAP (Mobile Application Part): giao thöùc naøy hoã trôï cho vieäc trao ñoåi thoâng tin baùo hieäu vôùi HLR. - Phaàn öùng duïng caùc khaû naêng giao dòch TCAP (Transaction Capabilities Application Part) : TCAP cho pheùp hai chöông trình öùng duïng chaïy treân hai node khaùc nhau coù theå giao tieáp vôùi nhau baèng caùch hoûi ñaùp. Hình 3.30 – Giao dieän Gr. 3.12.4. Giao dieän Gf : Giao dieän Gf laø giao dieän giöõa SGSN vaø EIR nhaèm hoã trôï cho caùc thuû tuïc xaùc nhaän (identity – check) khi thueâ bao ñang thöïc hieän quaù trình keát noái vaøo maïng. Hình 3.31 – Giao dieän Gf. Giao dieän Gd : Hình 3.32– Giao dieän Gd. Giao dieän Gd laø giao dieän giöõa SGSN vôùi SMS – GMSC vaø SGSN vôùi SMS – IWMSC cho pheùp söû duïng dòch vuï SMS trong maïng GPRS. Giao dieän naøy söû duïng baùo hieäu soá 7. Giao dieän Gn : Giao dieän Gn laø giao dieän giöõa 2 GSN trong maïng GPRS ñeå ñieàu khieån baùo hieäu (quaûn lyù di ñoäng, quaûn lyù phieân) vaø truyeàn daãn döõ lieäu cuûa user treân caùc maïng truïc khi thueâ bao di chuyeån töø SGSN naøy sang SGSN khaùc. -GTP (GPRS Tunnelling Protocol) : laø giao thöùc ñöôøng haàm.Giao thöùc naøy cho pheùp thoâng tin cuûa user cuõng nhö caùc baûn tin baùo hieäu ñöôïc trao ñoåi giöõa SGSN vaø GGSN hoaêc giöõa SGSN vôùi nhau thoâng qua caùc ñöôøng haàm (tunnel) thoâng qua caùc maïng truïc GPRS. Hình 3.33 – Giao dieän Gn. -TCP/UDP (Transmission Control Protocol/ User Datagram Protocol) : chuyeån caùc baûn tin baùo hieäu giöõa caùc GSN. 3.12.7. Giao dieän Gp : Giao dieän Gp laø giao dieän giöõa hai GSN trong caùc maïng PLMN khaùc nhau. Giao dieän naøy coù chöùc naêng gioáng nhö Gn, ngoaøi ra noù coøn cung caáp Firewall vaø taát caû caùc chöùc naêng hoã trôï cho keát noái lieân maïng GPRS. 3.12.8. Giao dieän Gc : Giao dieän Gc laø giao dieän giöõa GGSN vaø HLR. Maët phaúng baùo hieäu giöõa GGSN vaø HLR ñöôïc thieát laäp 2 caùch : -GGSN coù caøi ñaët caùc giao thöùc cuûa baùo hieäu soá 7. -Neáu GGSN khoâng caøi ñaët caùc giao thöùc cuûa baùo hieäu soá 7 thì GGSN vaø HLR phaûi giao tieáp thoâng qua moät node GSN trung gian (coù theå laø SGSN hoaëc GGSN ).Moãi node trung gian naøy phaûi coù khaû naêng hoã trôï 2 nhoùm giao thöùc :1 nhoùm giao thöùc ñeå giao tieáp vôùi GGSN vaø 1 nhoùm giao thöùc khaùc söû duïng baùo hieäu soá 7 ñeå giao tieáp vôùi HLR. Hình 3.34.a – Giao dieän Gc (söû duïng baùo hieäu soá 7). Hình 3.34.b – Giao dieän Gc (khoâng söû duïng baùo hieäu soá 7). 3.12.9. Giao dieän Gi : L2 UDP/TCP IP L2 L1 L2’ L1’ ÖÙng duïng IP SNDCP LLC RLC MAC GSM RF MAC GSM RF MAC IP MS Um GGSN Gi Heä thoáng cuoái Hình 3.35 – Giao dieän Gi. Giao dieän Gi laø giao dieän giöõa GGSN vaø caùc maïng soá lieäu beân ngoaøi nhö : maïng X.25, maïng IP, Internet, Intranet … nhaèm phuïc vuï cho vieäc trao ñoåi döõ lieäu giöõa thueâ bao di ñoäng vaø caùc maïng ngoaøi. 3.13. Vaán ñeà tính cöôùc : Khaùc vôùi GSM, GPRS khoâng tính cöôùc döïa treân thôøi gian keát noái maø döïa vaøo löôïng döõ lieäu ñöôïc truyeàn ñi. Thoâng tin tính cöôùc cuûa moãi MS ñöôïc SGSN vaø GGSN taäp hôïp vaø ghi laïi trong caùc CDR (Call Data Record). Coù caùc loaïi CDR sau: S-CDR : do SGSN taïo ra, lieân quan ñeán vieäc söû duïng taøi nguyeân voâ tuyeán. G-CDR : do GGSN taïo ra, lieân quan ñeán vieäc keát noái ñeán caùc maïng soá lieäu ôû beân ngoaøi. M-CDR : do SGSN taïo ra, lieân quan ñeán caùc hoaït ñoäng quaûn lyù di ñoäng (chaúng haïn ñoåi vuøng ñònh tuyeán RA). Caùc CDR lieân quan ñeán dòch vuï nhaén tin trong GPRS do SGSN taïo ra. Trong suoát phieân keát noái, seõ coù nhieàu CDR ñöôïc taïo ra. Taïi CGF (Charging Gateway Functionality) taát caû caùc CDR naøy ñöôïc phaân tích vaø taäp hôïp laïi trong 1 CDR hoaøn chænh, chöùa toaøn boä thoâng tin veà phieân keát noái ñoù. CDR cuoái cuøng naøy ñöôïc ñöa ñeán BS (Billing System) vaø nhaø khai thaùc seõ döïa vaøo nhöõng thoâng tin naøy ñeå xaây döïng caùc hoùa ñôn tính cöôùc cho moãi thueâ bao. Phöông phaùp tính cöôùc döïa treân löôïng döõ lieäu truyeàn ñi coù moät soá lôïi ñieåm nhö sau : Thueâ bao chæ phaûi traû chi phí cho nhöõng gì maø hoï söû duïng thöïc söï. Caùc node coù nhieäm vuï thu thaäp thoâng tin tính cöôùc ñöôïc tieâu chuaån hoùa. Giaûi quyeát vaán ñeà khan hieám taøi nguyeân. Tuy nhieân noù cuõng ñaët ra cho nhaø khai thaùc vaø ngöôøi söû duïng moät soá vaán ñeà. Tröôùc heát ñaây laø moät phöông phaùp tính cöôùc khaù laï ñoái vôùi ngöôøi söû duïng. Ngöôøi söû duïng caûm thaáy raát khoù khaên trong vieäc döï ñoaùn veà möùc ñoä söû duïng cuûa hoï. Ñoái vôùi phöông phaùp tính cöôùc theo thôøi gian, döïa vaøo khoaûng thôøi gian söû duïng dòch vuï, ngöôøi ta coù theå öôùc löôïng möùc chi phí phaûi traû trong khi ñoù ñoái vôùi phöông phaùp tính cöôùc theo löôïng döõ lieäu thì thueâ bao khoù döï ñoaùn bôûi vì hoï khoâng bieát tröôùc ñöôïc kích thöôùc cuûa trang Web hoaëc kích thöôùc file multimedia maø ngöôøi ta seõ söû duïng laø bao nhieâu. CHÖÔNG 4: NHÖÕNG CAÛI TIEÁN VEÀ MAËT KYÕ THUAÄT CUÛA GPRS ÑEÅ NAÂNG CAO TOÁC ÑOÄ TRUYEÀN DAÃN ------o0o------ 4.1. Thay ñoåi kyõ thuaät maõ hoaù: Khaùc vôùi GSM chæ cho pheùp truyeàn döõ lieäu ôû toác ñoä toái ña laø 9,6 Kbps (ñoái vôùi keânh toaøn toác) hoaëc 4,8 Kbps (ñoái vôùi keânh baùn toác), trong heä thoáng GPRS, nhôø söû duïng nhieàu kyõ thuaät maõ hoùa khaùc nhau neân toác ñoä döõ lieäu ñaõ ñöôïc taêng leân moät caùch ñaùng keå. GPRS söû duïng 4 kyõ thuaät maõ hoùa goàm CS-1, CS-2, CS-3, CS-4. Caùc khoái RLC seõ ñöôïc ñöa qua boä maõ keânh ñeå cho ra maãu chuaån 456 bit/20 ms. Quaù trình maõ hoùa bao goàm hai böôùc: Böôùc 1 : thöïc hieän maõ hoùa CRC ñeå ñöa vaøo radio block phaàn BCS coù chöùc naêng phaùt hieän loãi vaø thöïc hieän maõ hoaù cho USF. Böôùc 2 : (CS-4 khoâng thöïc hieän böôùc naøy):theâm vaøo 4 bit ñuoâi, thöïc hieän maõ chaäp vôùi tæ leä 1/2 vaø sau ñoù ñuïc loã moät soá bit ñeå ñaït ñöôïc toác ñoä maõ hoùa mong muoán. Block Encoder Precoding of USF Add Tail bits Convolution Encoder Puncturing In Out Hình 4.1 – Quaù trình maõ hoùa trong GPRS. Caùc thoâng soá cuï theå cuûa moãi kyõ thuaät maõ hoaù ñöôïc cho bôûi baûng 4.1: Ñoái vôùi quaù trình maõ hoaù CRC , CS1 söû duïng maõ CRC 40 bit,coøn 3 kyõ thuaät coøn laïi söû duïng maõ CRC 16 bit. Maõ CRC ñöôïc tính treân toaøn boä khoái RLC data block khi chöa maõ hoùa (bao goàm caû MAC header). Toác ñoä töông öùng cuûa moãi kyõ thuaät maõ hoùa ñöôïc tính nhö sau : CS-1 : CS-2 : CS-3 : CS-4 : Scheme Code rate USF Pre- coded USF Radio block khoâng keå USF vaø BCS BCS Tail Coded bits Punctured bits Data rate (Kbps) CS-1 3 3 181 40 4 456 0 9,05 CS-2 3 6 268 16 4 588 132 13,4 CS-3 3 6 312 16 4 676 220 15,6 CS-4 1 3 12 428 16 - 456 - 21,4 (ñôn vòtính:bit) Baûng 4.1 – Thoâng soá cuûa caùc kyõ thuaät maõ hoùa trong GPRS. Hình 4.2 – Caáu truùc Radio Block söû duïng kyõ thuaät maõ hoùa CS-1, CS-2, CS-3. Hình 4.3 – Caáu truùc Radio Block söû duïng kyõ thuaät maõ hoùa CS-4. Vieäc söû duïng caùc kyõ thuaät maõ hoùa khaùc nhau laø moät caûi tieán cuûa heä thoáng GPRS so vôùi heä thoáng GSM. Cuøng vôùi vieäc 1 MS coù theå söû duïng cuøng moät luùc nhieàu timeslot, GPRS cho pheùp thöïc hieän truyeàn soá lieäu ôû nhieàu toác ñoä khaùc nhau do ñoù seõ hoã trôï cho thueâ bao nhieàu loaïi dòch vuï khaùc nhau. 4.2. EGPRS vaø kyõ thuaät ñieàu cheá 8-PSK: EGPRS laø vieát taét cuûa Enhanced General Packet Radio Services. EGPRS laø moät söï caûi tieán cuûa GPRS maø trong ñoù caûi tieán lôùn nhaát laø toác ñoä truyeàn soá lieäu ñöôïc naâng leân raát nhieàu nhôø vaøo vieäc söû duïng keát hôïp caùc kyõ thuaät maõ hoùa vaø ñieàu cheá khaùc nhau. Caáu truùc Radio Block cuûa EGPRS vaãn döïa treân cô sôû caáu truùc cuûa GPRS, töùc laø 1 radio block coù ñoä daøi 20ms vaø ñöôïc göûi treân 4 cuïm. Tuy nhieân RLC/MAC block cuûa EGPRS coù moät soá thay ñoåi, ñoù laø moät RLC/MAC data block coù theå coù moät hoaëc hai RLC data block. Hình 4.4– Caáu truùc RLC/MAC block cuûa EGPRS. 37 octets 37 octets 37 octets 37 octets MCS - 3 MCS - 6 MCS - 9 Family A MCS - 2 28 octets 28 octets 28 octets 28 octets MCS - 5 MCS - 7 Family B MCS - 1 22 octets 22 octets MCS - 4 Family C Hình 4.5 – Caùc hoï MCS cuûa EGPRS. EGPRS söû duïng 9 kyõ thuaät maõ hoùa vaø ñieàu cheá cho caùc keânh löu löôïng goïi laø MCS ( Modulation and Coding Scheme) bao goàm töø MCS-1 ñeán MCS-9. Töø MCS-1 ñeán MCS-4 vaãn söû duïng kyõ thuaät ñieàu cheá GMSK truyeàn thoáng, trong khi ñoù töø MCS-5 ñeán MCS-9 söû duïng kyõ thuaät ñieàu cheá 8-PSK. Caùc MCS cuûa EGPRS ñöôïc chia thaønh 3 hoï: A, B, C töông öùng vôùi 3 nhoùm caáu truùc cuûa RLC/MAC block. Hoï A (family A) : goàm MCS-3, MCS-6, MCS-9. RLC/MAC block chöùa 1 hoaëc 2 hoaëc 4 khoái taûi (unit of payload) trong phaàn payload, moät khoái taûi coù 37 octet. Hoï B (family B) : goàm MCS-2, MCS-5, MCS-7. RLC/MAC block chöùa 1 hoaëc 2 hoaëc 4 khoái taûi trong phaàn payload, moät khoái taûi coù 28 octet. Hoï C (family C) : goàm MCS-1, MCS-4. RLC/MAC block chöùa 1 hoaëc 2 khoái taûi trong phaàn payload, moät khoái taûi coù 22 octet. Khi phaàn payload coù 4 khoái taûi thì noù seõ ñöôïc chia thaønh 2 RLC data block. Rieâng MCS-8 laø tröôøng hôïp ñaëc bieät, RLC/MAC block chöùa 4 khoái taûi, moãi khoái coù 34 octet. MCS-8 ñöôïc xeáp vaøo hoï A. 4.2.1. Maõ hoùa phaàn header cuûa RLC/MAC block : 3 bit USF trong phaàn header ñöôïc maõ hoùa rieâng. Ñoái vôùi RLC/MAC block söû duïng ñieàu cheá GMSK thì USF ñöôïc maõ hoùa thaønh 12 bit, söû duïng ñieàu cheá 8-PSK thì thaønh 36 bit. Caùc bit cuûa USF khoâng bò ñuïc loã. Phaàn coøn laïi cuûa header seõ ñöôïc gheùp theâm vaøo 8 bit CRC ñeå phaùt hieän loãi, goïi laø HCS (Header Check Sequence). Toaøn boä caùc bit naøy tieáp tuïc ñöôïc maõ hoùa baèng maõ chaäp vôùi tæ leä 1: 3. Sau khi maõ hoùa moät soá bit bò loaïi boû. 4.2.2. Maõ hoùa phaàn payload cuûa RLC/MAC block : Bit FBI vaø bit E cuûa header ñöôïc maõ hoùa chung vôùi phaàn döõ lieäu. Quaù trình maõ hoùa goàm hai böôùc : - Thöïc hieän maõ CRC ñeå ñöa vaøo khoái döõ lieäu 12 bit BCS (Block Check Sequence) ñeå phaùt hieän loãi. - Theâm vaøo 6 bit ñuoâi vaø thöïc hieän maõ chaäp tæ leä 1: 3, sau ñoù ñuïc loã moät soá bit ñeå ñaït ñöôïc toác ñoä mong muoán. Tæ leä maõ hoùa toái ña (maximum code rate) ñaït ñöôïc sau khi ñuïc loã laø 0,53 ñoái vôùi caùc bit cuûa phaàn header (MCS-1, MCS-2, MCS-3, MCS-4) vaø baèng 1 ñoái vôùi caùc bit döõ lieäu (MCS-4, MCS-9). Caùc kyõ thuaät MCS khaùc nhau cuûa EGPRS ñöôïc moâ taû baèng caùc hình veõ döôùi ñaây : Hình 4.6– Kyõ thuaät maõ hoùa cuûa MCS-9. Hình 4.7 – Kyõ thuaät maõ hoùa cuûa MCS-8. Hình 4.8 – Kyõ thuaät maõ hoùa cuûa MCS-7. Hình 4.9– Kyõ thuaät maõ hoùa cuûa MCS-6. Hình 4.10 – Kyõ thuaät maõ hoùa cuûa MCS-5. Hình 4.11 – Kyõ thuaät maõ hoùa cuûa MCS-4. Hình 4.12 – Kyõ thuaät maõ hoùa cuûa MCS-3. Hình 4.13 – Kyõ thuaät maõ hoùa cuûa MCS-2 . Hình 4.14– Kyõ thuaät maõ hoùa cuûa MCS-1. Toác ñoä döõ lieäu töông öùng vôùi töøng MCS ñöôïc tính nhö sau : · MCS-1 : · MCS-2 : · MCS-3 : · MCS-4 : · MCS-5 : · MCS-6 : · MCS-7 : · MCS-8 : · MCS-9 : Ñieàu cheá 8-PSK : Taïi sao söû duïng kyõ thuaät ñieàu cheá 8-PSK coù theå ñaït ñöôïc toác ñoä truyeàn daãn cao hôn GMSK ? Nhö chuùng ta ñaõ bieát, vôùi cuøng moät daûi taàn, ñeå truyeàn ñöôïc toác ñoä cao hôn thì caàn phaûi taêng hieäu suaát baêng thoâng. Hieäu suaát baêng thoâng laø soá bit truyeàn ñi ñöôïc trong moät giaây treân 1 herzt baêng thoâng. Hieäu suaát baêng thoâng ñöôïc tính baèng coâng thöùc : (4.1) trong ñoù: . = 1/Tb (bit/s) : toác ñoä bit cuûa döõ lieäu. . T b : ñoä daøi cuûa moät bit (s). . : baêng thoâng truyeàn daãn (Hz). Toác ñoä bit quan heä vôùi toác ñoä baud (toác ñoä symbol) theo coâng thöùc : (4.2) . Vbaud = 1/T (baud) : toác ñoä truyeàn daãn. . M : soá traïng thaùi ñieàu cheá. . T : ñoä daøi cuûa tín hieäu ñieàu cheá (s). Baêng thoâng truyeàn daãn ñöôïc xaùc ñònh bôûi : (4.3) Trong caùc coâng thöùc (4.2) vaø (4.3), laø soá möùc ñieàu cheá vaø heä soá ñaëc tröng cho ñoä doác cuûa ñaëc tuyeán truyeàn daãn cuûa boä loïc (ñoái vôùi boä loïc lyù töôûng ). Töø (4.1), (4.2), (4.3) suy ra : (4.4) Roõ raøng töø coâng thöùc (4.4) cho thaáy : neáu soá möùc ñieàu cheá taêng leân thì hieäu suaát baêng thoâng seõ taêng leân, do ñoù toác ñoä truyeàn daãn cuõng taêng leân. Tuy nhieân moät vaán ñeà gaëp phaûi khi söû duïng kyõ thuaät ñieàu cheá nhieàu möùc laø tyû soá bit loãi (BER) taêng leân hay noùi caùch khaùc ñeå coù cuøng moät giaù trò BER vôùi GMSK thì tín hieäu ñieàu cheá 8-PSK phaûi coù tyû soá soùng mang treân nhieãu (C/N) lôùn ,chaúng haïn ñeå BER=10-6 thì: Ñoái vôùi GMSK : C/N=10 dB Ñoái vôùi 8-PSK : C/N=21,13 dB Ñieàu naøy ñoøi hoûi caàn phaûi taêng coâng suaát maùy phaùt .Do haàu heát caùc öùng duïng toác ñoä cao ñeàu ñöôïc thöïc hieän ôû höôùng xuoáng neân ngöôøi ta ñöa ra giaûi phaùp nhö sau :thöïc hieän ñieàu cheá GMSK cho höôùng leân vaø 8-PSK cho höôùng xuoáng .Nhö vaäy vöøa coù theå ñaït ñöôïc toác ñoä mong muoán vöøa giaûm bôùt aûnh höôûng cuûa nhieãu. 4.3. Caùc öu ñieåm vaø nhöôïc ñieåm cuûa GPRS : 4.3.1. Öu ñieåm : Keát noái thöôøng tröïc (always-on connection) : vieäc cung caáp caùc keát noái thöôøng tröïc seõ giuùp giaûm bôùt thôøi gian treã trong tröôøng hôïp user phaûi keát noái laïi vôùi maïng ñeå truyeàn nhaän döõ lieäu. GPRS cho pheùp caùc nhaø khai thaùc tính cöôùc theo löôïng döõ lieäu ñöôïc göûi nhaän do ñoù vieäc caùc keát noái toàn taïi moät caùch thöôøng tröïc khoâng aûnh höôûng ñeán vieäc tính cöôùc cuûa thueâ bao. Khaû naêng keát noái vöõng chaéc (robust connectivity) : vôùi moät soá kyõ thuaät, heä thoáng GPRS seõ giuùp cho döõ lieäu ñöôïc truyeàn ñi moät caùch chính xaùc vaø nguyeân veïn. Baèng caùch söû duïng maõ CRC, moät soá bit ñöôïc theâm vaøo khoái döõ lieäu cuûa user ñeå taïo khaû naêng phaùt hieän vaø söûa loãi. Beân caïnh ñoù, heä thoáng GPRS cho pheùp truyeàn laïi caùc goùi bò loãi ñeán khi naøo nhaän ñuùng môùi thoâi. Khaû naêng öùng duïng roäng raõi : do GPRS söû duïng kyõ thuaät chuyeån maïch goùi neân taát caû öùng duïng döïa treân IP nhö Internet, truy caäp Web, nhaén tin, truyeàn file ñeàu coù theå thöïc hieän treân GPRS. Theâm vaøo ñoù vôùi toác ñoä truyeàn döõ lieäu khaù nhanh, GPRS thöïc söï thích hôïp vôùi caùc öùng duïng ñoøi hoûi baêng thoâng roäng nhö multimedia Web content vaø nhöõng öùng duïng döïa treân WAP (Wireless Application Protocol). Khaû naêng baûo maät : töông töï GSM, GPRS thöïc hieän maät maõ hoùa döõ lieäu cuûa user thoâng qua giao dieän voâ tuyeán töø MS ñeán SGSN. Ngoaøi ra, ôû caáp ñoä cao hôn, GPRS coøn cho pheùp thöïc hieän quaù trình maät maõ hoùa khi moät user keát noái vaøo moät maïng rieâng (private corporate network). Toác ñoä truyeàn soá lieäu nhanh : veà maët lyù thuyeát, GPRS cho pheùp toác ñoä truyeàn soá lieäu coù theå ñaït ñeán 171,2 Kbps (vôùi vieäc söû duïng caû 8 TS vaø kyõ thuaät maõ hoùa CS-4). Vôùi toác ñoä truyeàn soá lieäu nhanh hôn GSM, GPRS cho pheùp trieån khai moät soá öùng duïng voán khoâng thöïc hieän ñöôïc trong maïng GSM. Ñeå coù theå so saùnh moät caùch cuï theå hôn chuùng ta haõy xem xeùt baûng sau. Baûng naøy moâ taû quaù trình thöïc hieän moät soá öùng duïng treân maïng GSM 9,6 Kbps vaø maïng GPRS 56 Kbps. Thôøi gian truyeàn döõ lieäu (giaây) GSM 9,6 Kbps GPRS 56 Kbps E-mail 25 4 Web Page 42 7 Photo 83 14 Microsoft Word Document 250 43 Microsoft Power Point Document 833 143 Audio clip 1667 286 Video clip 3333 571 Baûng 4.2 – So saùnh moät soá öùng duïng cuûa GSM 9,6 Kbps vaø GPRS 56 Kbps. Cho pheùp thöïc hieän ñoàng thôøi caùc dòch vuï thoaïi vaø soá lieäu : moät user vöøa coù theå thöïc hieän moät cuoäc goïi vöøa coù theå truy caäp Internet. Taïo ra moät hieäu quaû trong vieäc söû duïng taøi nguyeân voâ tuyeán : taøi nguyeân voâ tuyeán chæ ñöôïc söû duïng khi naøo user truyeàn nhaän döõ lieäu. Nhieàu user coù theå söû duïng chung 1 baêng thoâng vaø cuøng ñöôïc 1 cell phuïc vuï. Do ñoù taøi nguyeân voâ tuyeán cuûa heä thoáng ñöôïc söû duïng moät caùch raát linh hoaït. Veà phía nhaø khai thaùc: moät ñieåm lôïi maø GPRS mang laïi laø khaû naêng taêng soá löôïng thueâ bao. Bôûi vì soá löôïng ngöôøi coù ñieän thoaïi di ñoäng nhieàu hôn soá ngöôøi coù maùy tính (PC) vaø ngöôøi ta coù xu höôùng naâng caáp maùy ñieän thoaïi hôn laø mua moät maùy PC neân thò tröôøng cuûa GPRS laø moät thò tröôøng raát coù tieàm naêng. 4.3.2. Nhöôïc ñieåm : Do caùc goùi tin cuûa cuøng moät baûn tin (cuøng ñích ñeán) ñi theo nhieàu ñöôøng ñi khaùc nhau vaø moät soá goùi coù theå bò maát hoaëc bò loãi ñöôøng truyeàn ñoøi hoûi caàn phaûi truyeàn laïi daãn ñeán vaán ñeà treã ôû caùc traïm trung chuyeån. Toác ñoä bò giôùi haïn : maëc duø veà maët lyù thuyeát toác ñoä truyeàn soá lieäu toái ña coù theå ñaït ñöôïc laø 171,2 Kbps nhöng thöïc teá chæ môùi ñaït ñöôïc khoaûng 115 Kbps vôùi ñieàu kieän söû duïng caû 8 TS vaø khoâng bò loãi. Veà phía nhaø khai thaùc khoù coù nhaø khai thaùc naøo chaáp nhaän caáp 8 TS cho 1 user, theâm vaøo ñoù caùc thieát bò di ñoäng chæ coù khaû naêng hoã trôï moät vaøi timeslot. Chính vì vaäy toác ñoä truyeàn döõ lieäu seõ bò giôùi haïn. Dung löôïng cuûa cell bò giôùi haïn : do caùc dòch vuï GPRS söû duïng chung nguoàn taøi nguyeân (voán haïn cheá) vôùi caùc dòch vuï thoaïi do ñoù laøm giôùi haïn dung löôïng cuûa cell. Caùch tính cöôùc cuûa GPRS tuy coù nhieàu lôïi ñieåm nhöng laïi laøm cho ngöôøi söû duïng caûm thaáy khoù khaên trong vieäc xaùc ñònh möùc söû duïng cuûa mình. CHÖÔNG 5: GIAÛI PHAÙP VAØ THIEÁT BÒ GPRS CUÛA MOÄT SOÁ HAÕNG VIEÃN THOÂNG LÔÙN TREÂN THEÁ GIÔÙI ------o0o------ 5.1. Tình hình trieån khai GPRS treân theá giôùi : GPRS, coâng ngheä chuyeån maïch goùi ñöa ra keát noái thöôøng tröïc ñang coù aûnh höôûng raát lôùn ñeán böùc tranh thoâng tin di ñoäng toaøn caàu. Taïi Taây AÂu, 55 trong soá 65 nhaø khai thaùc GSM ñaõ trieån khai dòch vuï GPRS vaø treân theá giôùi coù khoaûng 134 nhaø khai thaùc ôû 40 nöôùc ñang trieån khai caùc dòch vuï GPRS. Yeáu toá then choát daãn tôùi thaønh coâng cuûa GPRS naèm ôû caùc öùng duïng vaø dòch vuï maø caùc nhaø khai thaùc seõ cung caáp cho thueâ bao cuûa hoï. Trong töông lai, ñaàu cuoái söû duïng Java seõ ngaøy caøng nhieàu hôn. Vôùi GPRS, vieäc taûi Java seõ ñôn giaûn vaø nhanh hôn nhieàu ñoàng thôøi phöông tieän naøy seõ taïo khaû naêng truy caäp troø chôi, moät lónh vöïc höùa heïn taïo ra nguoàn lôïi nhuaän chuû yeáu trong thò tröôøng öùng duïng 2,5G. Söï buøng noå cuûa vieäc nhaén tin SMS ñaõ chæ ra moät caùch roõ raøng raèng ñaây laø moät thò tröôøng nhaén tin phaùt trieån raát nhanh vaø maïnh. MMS (dòch vuï nhaén tin ña phöông tieän) laø söï tieáp noái logic cuûa SMS. Vôùi MMS, ngöôøi söû duïng khoâng nhöõng chæ coù theå göûi tin nhaén maø coøn coù theå keát hôïp vaên baûn, hình aûnh vaø aâm thanh ñeå taêng hieäu quaû söû duïng leân nhieàu laàn. Ñieàu naøy seõ kích thích ngöôøi tieâu duøng vaø do ñoù taêng doanh thu cho nhaø khai thaùc. Vieäc ñöa ra coâng ngheä GPRS laø moät coät moác khaù quan troïng. Ñaây laø böôùc ñaàu tieân vaø coù yù nghóa nhaát trong vieäc höôùng tôùi 3G ñeå treân cô sôû ñoù daãn tôùi maïng IP hoaøn toaøn. 5.2. Giaûi phaùp GPRS cuûa moät soá haõng Telecom : Hieän nay thieát bò GPRS ñaõ ñöôïc caùc haõng cung caáp thieát bò lôùn nhö Ericsson, Mototola, Siemens, Alcatel … ñöa ra döôùi daïng thöông phaåm. Caùc saûn phaåm thieát bò naøy cho pheùp caùc nhaø khai thaùc coù ñöôïc khaû naêng cung caáp dòch vuï truyeàn soá lieäu treân neàn maïng GSM cuûa mình. Giaûi phaùp cung caáp dòch vuï GPRS cuûa caùc haõng bao goàm : Ñoái vôùi phaàn cöùng, ñeå cung caáp dòch vuï GPRS caùc haõng ñeàu ñöa theâm moät node hoã trôï GPRS hieän haønh SGSN vaø moät node gateway hoã trôï cuûa GPRS GGSN. Ñaây laø caùc node maïng môùi khaùc bieät vôùi caùc phaàn töû cuõ cuûa maïng GSM, caùc thieát bò naøy hoaït ñoäng döïa treân coâng ngheä chuyeån maïch goùi vôùi chöùc naêng chính laø ñònh tuyeán caùc goùi thoâng tin giöõa thieát bò ñaàu cuoái di ñoäng vaø maïng truyeàn soá lieäu. Ngoaøi ra boä ñieàu khieån goùi PCU cuõng phaûi ñöôïc laép ñaët theâm taïi caùc BSC. Ñoái vôùi phaàn meàm: ngoaøi vieäc cung caáp phaàn meàm cho caùc node maïng môùi cuõng caàn phaûi naâng caáp theâm phaàn meàm cho caùc phaàn töû cuõ cuûa maïng GSM nhö BTS, BSC, MSC/VLR, HLR … Döôùi ñaây laø giaûi phaùp cung caáp dòch vuï GPRS cuøng caùc thieát bò cuï theå cuûa caùc haõng haøng ñaàu theá giôùi. 5.2.1. Haõng Motorola – Myõ : Haõng Motorola ñöa ra giaûi phaùp thöïc hieän GPRS nhö sau : Traïm BTS khoâng thay ñoåi. BSC ñöôïc boå sung theâm phaàn cöùng PCU (laø thieát bò cuûa Motorola) vaø phaàn meàm hoã trôï cho vieäc chuyeån döõ lieäu ñeán SGSN. SGSN : thieát bò SGSN chöùa 3 card SGSN vaø 1 card baùo hieäu soá 7. Caáu truùc thieát bò döïa treân platform phaàn cöùng cuûa Compaq, phaàn meàm cuûa heä thoáng coù ñoä tin caäy cao. GGSN : phaàn cöùng GGSN söû duïng thieát bò CISCO 7206, phaàn meàm GPRS phuø hôïp vôùi caùc tieâu chuaån cuûa ETSI. CommHub : laø heä thoáng ñöôïc keát hôïp bôûi caùc thieát bò tin hoïc thoâng duïng laø Switch Hub vaø Router ñeå xaây döïng neân moät maïng IP Backbone giöõa SGSN vaø GGSN. Phaàn cöùng thieát bò ñöôïc söû duïng ôû ñaây laø boä CISCO Catalyst 5500. Heä thoáng OMC : thöc hieän giaùm saùt caùc phaàn töû cuûa heä thoáng GPRS. Phaàn cöùng söû duïng laø platform cuûa SUN. Heä thoáng Firewall : ñaûm baûo söï an toaøn cho maïng khi keát noái vôùi caùc maïng truyeàn soá lieäu beân ngoaøi, söû duïng PIX Firewall cuûa CISCO. Veà dung löôïng : Ñoái vôùi GSN caáu hình toái thieåu : . GGSN coù dung löôïng 45000 thueâ bao. . SGSN coù 3 kieåu dung löôïng : 10000 thueâ bao/3 card, 20000 thueâ bao/3 card, 30000 thueâ bao/3 card. Ñoái vôùi GSN caáu hình thoâng thöôøng : . GGSN coù dung löôïng 45000 thueâ bao. . SGSN coù dung löôïng töø 10000 ñeán 180000 thueâ bao. 5.2.2. Haõng Siemens – Ñöùc : Giaûi phaùp cuûa Siemens bao goàm caùc ñieåm chính sau : BTS khoâng theâm phaàn cöùng, chæ naâng caáp veà phaàn meàm. BSC boå sung theâm thieát bò PCU vaø phaàn meàm hoã trôï. HLR ñöôïc tích hôïp theâm giao dieän Gr vaø döõ lieäu rieâng cuûa thueâ bao. OMC : theâm caùc leänh ñieàu khieån. GSN : laø caùc node môùi hình thaønh döïa treân thieát bò EWSX/EWSD. Caû SGSN vaø GGSN ñöôïc hình thaønh treân cuøng moät platform gioáng nhau (platform EWSX 36190) neân deã naâng caáp veà phaàn cöùng. Phaàn cöùng coù theå baûo döôõng ngay trong khi hoaït ñoäng. Phaàn meàm coù theå naâng caáp daàn theo yeâu caàu khai thaùc. Thieát bò GSN cuûa Siemens bao goàm caû hai loaïi: . SGSN vaø GGSN ôû trong cuøng moät thieát bò, laép ñaët cuøng vò trí. . SGSN vaø GGSN laø nhöõng thieát bò rieâng bieät, coù theå laép ñaët taïi caùc vò trí khaùc nhau treân maïng. Heä thoáng tính cöôùc : ñaûm baûo khaû naêng tính cöôùc theo thôøi gian cuõng nhö tính cöôùc theo löôïng döõ lieäu trao ñoåi thöïc teá. Heä thoáng naøy hoã trôï cho caû thueâ bao traû tröôùc laãn thueâ bao thaùng. Veà dung löôïng cuûa caùc node GSN cuûa Siemens : Khaû naêng quaûn lyù di ñoäng : 200000 thueâ bao. Khaû naêng thoâng taûi : . Ñoái vôùi node keát hôïp : töø 10 Mbps ñeán 240 Mbps. . Ñoái vôùi node GGSN (loaïi taùch bieät) : töø 100 Mbps ñeán 500 Mbps. 5.2.3. Haõng Ericsson – Thuïy Ñieån : Giaûi phaùp cuûa haõng Ericsson goàm moät soá ñieåm sau: Traïm BTS vôùi thieát bò RBS 200 vaø RBS 2000 chæ caàn naâng caáp phaàn meàm khoâng boå sung phaàn cöùng. BSC ñöôïc boå sung theâm phaàn cöùng PCU vaø ñöôïc naâng caáp veà phaàn meàm ñeå ñaùp öùng yeâu caàu cuûa GPRS. MSC/VLR, HLR cuõng ñöôïc boå sung phaàn meàm ñeå hoã trôï cho vieäc truy caäp, quaûn lyù thueâ bao, chuyeån tin ngaén … SGSN-25 : SGSN cuûa Ericsson thöïc hieän caùc chöùc naêng : . Ñònh tuyeán : SGSN coù moät boä ñònh tuyeán IP caøi saün. . Quaûn lyù di ñoäng: kieåm soaùt caùc thueâ bao ñang di chuyeån. . Nhaän thöïc : Ericsson trang bò cho SGSN chöùc naêng cuûa VLR. Sau khi nhaän thöïc thaønh coâng, thoâng tin cuûa thueâ bao ñöôïc taûi xuoáng cho SGSN. . Quaûn lyù phieân : khi thieát laäp phieân, SGSN seõ thoûa thuaän vôùi maùy di ñoäng veà chaát löôïng cuûa caùc tham soá dòch vuï. . Baûo maät: SGSN cuûa Ericsson coù theâm moät chöùc naêng IPsec ñöôïc tích hôïp vaøo boä ñònh tuyeán trong ñeå taêng cöôøng söï baûo maät cho maïng. . Tính cöôùc : SGSN ñöa ra caùc baûn tin chi tieát cuoäc goïi ñeå laäp hoùa ñôn tính cöôùc döïa treân dung löôïng. Ñeå giaûm thieåu nguy cô maát CDR, SGSN löu tröõ caùc CDR treân moät ñóa cöùng vaø duy trì döõ lieäu tính cöôùc toái ña laø 72 giôø. GGSN-25 : GGSN thöïc hieän caùc chöùc naêng : . Ñònh tuyeán : GGSN cuõng coù moät boä ñònh tuyeán ñöôïc caøi saün. . Border Gateway : GGSN cuûa Ericsson coù tích hôïp chöùc naêng Border Gateway cho pheùp caùc nhaø khai thaùc coù theå keát noái an toaøn maïng cuûa hoï vôùi caùc maïng GPRS khaùc cuõng nhö caùc maïng IP beân ngoaøi. . Baûo maät : ñeå taêng cöôøng baûo maät cho maïng truïc IP, GGSN cuûa Ericsson coù theâm chöùc naêng baûo maät IPsec. . Quaûn lyù phieân : khi thieát laäp moät phieân, GGSN seõ gaùn moät ñòa chæ IP cho maùy di ñoäng. Thieát bò cuûa Ericsson hoã trôï vieäc ñaùnh ñòa chæ IP ñoäng vaø tónh. Caùc GGSN cuûa Ericsson coù theâm moät server RADIUS ñeå trôï giuùp cho quaù trình nhaän thöïc. SGSN-25 vaø GGSN-25 ñöôïc xaây döïng treân neàn platform cuûa Ericsson, ñoù laø moät phaàn cöùng chuyeån maïch goùi coù tieâu chuaån cao, ña naêng vaø hieän ñaïi. Phaàn cöùng chuyeån maïch goùi cuûa Ericsson keát hôïp ñöôïc caùc ñaëc ñieåm lieân quan tôùi thoâng tin soá lieäu nhö ñoä tích hôïp cao … vôùi caùc ñaëc tröng phuø hôïp cho vieãn thoâng nhö ñoä chaéc chaén vaø tính töông thích. Phaàn cöùng naøy ñöôïc thieát keá ñeå ñaûm baûo khaû naêng laøm vieäc lieân tuïc, coù caáu truùc döï phoøng cho phaàn cöùng cuõng nhö tính module cao cho phaàn meàm. Ñieàu naøy cho pheùp naâng caáp caùc module moät caùch ñôn giaûn khi caàn thieát maø khoâng laøm aûnh höôûng tôùi löu löôïng ñang hoaït ñoäng. SGSN vaø GGSN cuûa Ericsson coù theå ñöôïc caáu truùc thaønh moät SGSN, moät GGSN rieâng bieät hoaëc thaønh moät SGSN/GGSN keát hôïp. Noùi caùch khaùc, SGSN vaø GGSN coù theå chaïy treân cuøng moät phaàn cöùng vaät lyù. Dung löôïng thieát bò GSN-25 ñöôïc cho döôùi daïng soá löôïng ngöôøi söû duïng ñöôïc lieân keát ñoàng thôøi, soá löôïng PDP context vaø khaû naêng thoâng taûi. Hai nhaân toá ñònh ra giôùi haïn cuûa khaû naêng thoâng taûi (hay naêng suaát truyeàn GSN) laø soá goùi truyeàn trong moãi giaây vaø soá bit truyeàn trong moãi giaây. Dung löôïng cuï theå cuûa SGSN-25, GGSN-25, SGSN/GGSN-25 ñöôïc cho bôûi baûng sau : Soá ngöôøi duøng ñöôïc lieân keát ñoàng thôøi toái ña Soá PDP context toái ña Naêng suaát truyeàn toái ña (goùi/giaây) Naêng suaát truyeàn toái ña (Mbps) SGSN-25 25000 25000 10000 24 GGSN-25 - 25000 10000 24 SGSN/GGSN-25 15000 25000 7000 17 Baûng 5.1 – Dung löôïng thieát bò cuûa Ericsson. SGSN quyeát ñònh soá ngöôøi duøng ñöôïc lieân keát toái ña. GGSN quyeát ñònh soá PDP context kích hoaït toái ña. Moät ngöôøi söû duïng coù theå ñöôïc lieân keát vôùi maïng GPRS maø khoâng caàn kích hoaït PDP context, trong tröôøng hôïp ñoù ngöôøi söû duïng naøy chæ coù theå duøng GPRS cho SMS. Ñeå baét ñaàu söû duïng caùc dòch vuï khaùc, ngöôøi söû duïng caàn kích hoaït moät PDP context. 5.2.4. Haõng Alcatel – Phaùp : Haõng Alcatel ñöa ra giaûi phaùp thöïc hieän GPRS nhö sau : Traïm BTS, BSC, MSC/VLR, HLR, NMC ñöôïc naâng caáp veà phaàn meàm ñeå hoã trôï cho GPRS. Taïi BSC laép ñaët theâm PCU. SGSN : söû duïng thieát bò cuûa haõng CISCO goàm coù 1 server SGSN, 1 server tính cöôùc vaø 1 router truy nhaäp IP ñeå laøm heä thoáng truyeàn döõ lieäu backbone. GGSN : söû duïng Router cuûa haõng CISCO (platform 7206 VXR). Moãi GGSN kieåm soaùt toái ña 1024 APN, cho pheùp toái ña 90000 PDP context hoaït ñoäng. Border Gateway : coù chöùc naêng lieân keát giöõa caùc maïng GPRS cuûa caùc nhaø khai thaùc khaùc nhau, chöùa thoâng tin ñònh tuyeán ñöôïc duøng ñeå truyeàn caùc goùi tin giöõa maïng GPRS, hoã trôï vieäc baûo veä thoâng tin. Caùc gateway naøy ñeàu coù caáu truùc döïa treân caáu truùc router chuaån. Thieát bò tính cöôùc : döïa treân caùc boä Collector ALMA 1338 cuûa Alcatel ñeå thu thaäp caùc baûn tin ghi döõ lieäu tính cöôùc. Döõ lieäu ñöôïc ghi vaø löu tröõ treân caùc oå cöùng coù döï phoøng. Heä thoáng tính cöôùc coù khaû naêng tính cöôùc cho caû caùc thueâ bao chæ duøng dòch vuï GPRS hoaëc caû GPRS vaø GSM. Thieát bò quaûn lyù OMC : quaûn lyù caùc node dòch vuï GPRS, tham gia vaøo taát caû caùc hoaït ñoäng quaûn lyù khai thaùc, baûo döôõng ngoaïi tröø chöùc naêng tính cöôùc. Veà dung löôïng : . SGSN : 12 Mbps ñeán 150 Mbps tuøy theo caáu hình. . GGSN : 50 Mbps. CHÖÔNG 6 : HEÄ THOÁNG THOÂNG TIN DI ÑOÄNG THEÁ HEÄ BA ------o0o------ 6.1 Yeâu caàu ñoái vôùi heä thoáng thoâng tin di ñoäng theá heä ba Heä thoáng thoâng tin di ñoäng theá heä ba xaây döïng treân cô sôû tieâu chuaån chung IMT-2000(International Mobile Telecommunications 2000-Vieãn thoâng di ñoäng quoác teá 2000).Caùc tieâu chí chung ñeå xaây döïng IMT-2000 nhö sau: -Söû duïng daûi taàn quy ñònh quoác teá 2 GHz nhö sau: +Ñöôøng leân :1885 –2025MHz +Ñöôøng xuoáng :2110-2200MHz -Laø heä thoáng thoâng tin di ñoäng toaøn caàu cho caùc loaïi hình thoâng tin voâ tuyeán : +Tích hôïp caùc maïng thoâng tin voâ tuyeán vaø höõu tuyeán +Töông taùc cho moïi loaïi dòch vuï vieãn thoâng -Söû duïng caùc moâi tröôøng khai thaùc khaùc nhau: +Trong coâng sôû +Ngoaøi ñöôøng +Treân xe +Veä tinh -Coù theå hoã trôï caùc dòch vuï nhö: Moâi tröôøng gia ñình aûo (VHE:Virtual Home Enviroment) treân côû maïng thoâng minh,di ñoäng caù nhaân vaø chuyeån maïng toaøn caàu. -Ñaûm baûo caùc dòch vuï ña phöông tieän ñoàng thôøi cho tieáng ,soá lieäu ,soá lieäu chuyeån maïch keânh vaø soá lieäu chuyeån maïch goùi. -Deã daøng hoã trôï caùc dòch vuï môùi xuaát hieän. Moâi tröôøng hoaït ñoäng cuûa IMT-2000 ñöôïc chia thaønh boán vuøng vôùi toác ñoä bit Rb phuïc vuï nhö sau: -Vuøng 1: trong nhaø ,oâ pico, Rb -Vuøng 2:thaønh phoá ,oâ micro, Rb -Vuøng 3:ngoaïi oâ,oâ macro, Rb Vuøng 4 :toaøn caàu,Rb =9,6kbps Coù theå toång keát caùc dòch vuï do IMT-2000 cung caáp ôû baûn 6.1 Kieåu Phaân loaïi Dòch vuï chi tieát Dòch vuï di ñoäng Dòch vuï di ñoäng Di ñoäng ñaàu cuoái/ di ñoängcaù nhaân/ di ñoäng dòch vuï Dòch vuï thoâng tin ñònh vò Theo doõi di ñoäng/ theo doõi di ñoäng thoâng minh Dòch vuï vieãn thoâng Dòch vuï aâm thanh Dòch vu aâm thanh chaát löôïng cao(16-64 kbps) Dòch vuï truyeàn thanh AM (32-64 kbps) Dòch vuï truyeàn thanh FM (64-384 kbps) Dòch vuï soá lieäu Dòch vuï soá lieäu toác ñoä trung bình (64-144 kbps) Dòch vuï soá lieäu toác ñoä töông ñoái cao(144-2Mbps) Dòch vuï soá lieäu toác ñoä cao () Dòch vuï ña phöông tieän Dòch vuï video (384kbps) Dòch vuï hình chuyeån ñoäng (384kbps-2Mbps) Dòch vuï hình chuyeån ñoäng thôøi gian thöïc () Dòch vuï Internet Dòch vuï Internet ñôn giaûn Dòch vuï truy caäp Web(384kbps-2Mbps) Dòch vuï Internet thôøi gian thöïc Dòch vuï Internet (384kbps-2Mbps) Dòch vuï Internet ña phöông tieän Dòch vuï Internet ña phöông tieän thôøi gian thöïc () Baûng 6.1 Phaân loaïi caùc dòch vuï ôû IMT-2000 Ñeå xaây döïngtieâu chuaån cho heä thoáng thoâng tin di ñoäng theá heä ba,caùc toå chöùc quoác teá sau ñaây ñöôïc hình thaønh döôùi söï ñieàu haønh chung cuûa ITU: - 3GPP(3rd Generation Partnership Project:Ñeà aùn cuûa caùc ñoái taùc theá heä ba),bao goàm caùc thaønh vieân sau: +ETSI: chaâu Aâu +TTA :Haøn Quoác +ARIB :Nhaät Baûn +T1P1 :Myõ 3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2:Ñeà aùn thöù hai cuûa caùc ñoái taùc theá heä ba),bao goàm caùc thaønh vieân sau: + TIA,T1P1 :Myõ + TTA :Haøn Quoác +ARIB,TTC :Nhaät Baûn Hieän nay hai tieâu chuaån ñaõ ñöôïc chaáp thuaän cho IMT-2000 laø: -W-CDMA ñöôïc xaây döïng treân cô sôû coäng taùc cuûa Chaâu Aâu vaø Nhaät Baûn. -CDMA-2000 do Myõ xaây döïng. Moâ hình toång quaùt cuûa maïng IMT-2000 ñöôïc cho ôû hình 6.1 Caùc daïng maùy ñaàu cuoái bao goàm: -Thoaïi caàm tay: +Tieáng:8/16/32Kbps +Cöûa soá lieäu (chaún haïn PCMCIA) Truyeàn daãn soá lieäu baèng modem tieáng cho caùc toác ñoä :1,2kbps,2,4 kbps,4,8 kbps,9,6 kbps,19,2 kbps,28,8 kbps. Truyeàn daãn soá lieäu soá chuyeån maïch theo maïch cho caùc toác ñoä:64 kbps,128kbps,ñaàu cuoái video thaáp hôn 2 Mbps. -Aûnh tónh(ñaàu cuoái cho PSTN) -Hình aûnh saùch tay:ñöôïc phaân loaïi theo caùc caáp baäc chaát löôïng (32/64/128kbps) -Thoaïi coù hình chaát löôïng cao vôùi toác ñoä khoâng thaáp hôn 128kbps. -Ñaàu cuoái gioáng nhö maùy thu hình + Ñaàu cuoái keát hôïp maùy thu hình vaø maùy tính. + Maùy thu hình caàm tay coù khaû naêng thu ñöôïc MEPG -Ñaàu cuoáisoá lieäu goùi +PC coù vôû ghi coù cöûa thoâng tin cho pheùp: Ñieän thoaïi coù hình Vaên baûn ,hình aûnh ,truy nhaäp cô sôû döõ lieäu Video -Ñaàu cuoái PDA +PDA toác ñoä thaáp +PDA toác ñoä cao hoaëc trung bình +PDA keáthôïp vôùi saùch ñieän töû boû tuùi -Maùy nhaén tin hai chieàu -Saùch ñieän töû boû tuùi coù khaû naêng thoâng tin UI UI TE di ñoäng -Phaùt quaûn baù thoâng tin truy nhaäp heä thoáng -Phaùt vaø thu voâ tuyeán -Ñieàu khieån truy nhaäp voâ tuyeán TE di ñoäng TE di ñoäng TE di ñoäng Maïng loõi -Ñieàu khieån cuoäc goïi -Ñieàu khieån chuyeån maïch dòch vuï -Ñieàu khieån taøi nguyeân quy ñònh -Quaûn lyù dòch vuï -Quaûn lyù vò trí -Quaûn lyù nhaän thöïc Caùc dòch vuïöùngduïng Vuøng thieát bò ñaàu cuoái Vuøngmaïng truy nhaäp Vuøng maïng loõi Vuøng caùc dòch vuï öùng duïng Kyù hieäu: TE:Thieát bò ñaàu cuoái UI: Giao dieän ngöôøi söû duïng Hình 6.1 Moâ hình maïng IMT-2000 Sô ñoà khoái cuûa W-CDMA Sô ñoà khoái toång quaùt cuûa maïng thoâng tin di ñoäng theá heä ba W-CDMA ñöôïc cho ôû hình 6.2 Maïng ñöôøng truïc AUC HLR EIR GGSN SGSN PDN VLR MSC IWF GMSC PLMN PSTN/ISDN NB NB NB RNC TE MT NB NB NB RNC TE MT Maïng truy nhaäp voâ tuyeán Iur IuCS IuPS Maïng loõi Hình 6.2 Sô ñoà khoái toång quaùt cuûa maïng thoâng tin di ñoäng theá heä ba Töø hình 6.2 ta thaáy maïng thoâng tin di ñoäng theá heä ba goàm hai phaàn maïng maïng loõi vaø maïng truy nhaäp voâ tuyeán. Maïng loõi goàm trung taâm chuyeån maïch keânh (MSC:Mobile Switching Centre) vaø caùc nuùt hoã trôï chuyeån maïch goùi SGSN.Caùc keânh thoaïi vaø truyeàn soá lieäu chuyeån maïch goùi ñöôïc keát noái vôùi caùc maïng ngoaøi qua caùc trung taâm chuyeån maïch keânh vaø nuùt chuyeån maïch goùi coång :GMSC vaø GGSN.Ñeå keát noái trung taâm chuyeån maïch keânh vôùi maïng ngoaøi caàn coù theâm phaàn töû laøm chöùc naêng töông taùc maïng(IWF).Ngoaøi caùc trung taâm chuyeån maïch keânh vaø nuùt chuyeån maïch goùi ,maïng loõi coøn chöùa caùc cô sôû döõ lieäu caàn thieát cho caùc maïng di ñoäng nhö:HLR,AUC vaø EIR. Maïng truy nhaäp voâ tuyeán (UTRAN) bao goàm caùc khoái sau: -RNC :Khoái ñieàu khieån maïng voâ tuyeán (Radio Network Controller) .Heä thoáng seõ coù nhieàu khoái RNC .RNC laø khoái chòu traùch nhieäm ñieàu khieån caùc taøi nguyeân voâ tuyeán cuûa maïng truy nhaäp ,noù coù giao dieän vôùi maïng loõi CN Thöïc teá noù ñoùng vai troø nhö BSC trong heä cuõ .RNC ñieàu khieån caùc nuùt NB.RNC :giaùm saùt taûi vaø phaân phoái laïi löu löôïng ñeå traùnh taét ngaün.Khi keát noái vôùi maùy MS maïng truy nhaäp voâ tuyeá ñoùng chöùc naêng: +Phuïc vuï ñeå truyeàn soá lieäu ngöôøi duøng +Thöïc hieän chöùc naêng RNC troâi:söû duïng nhö laø caùc boä phaân taäp -Nuùt B (traïm goác) Chöùc naêng chính cuûa nuùt B laø thöïc hieän xöû lyù L2 cuûa giao deän voâ tuyeán (maõ hoaù keânh,ñan xen ,thích öùng toác ñoä ,traûi phoå …).Noù cuõng thöïc hieän moät phaàn khai thaùc quaûn lyù taøi nguyeân voâ tuyeán nhö ñieàu khieån coâng suaát voøng trong. Veà phaàn chöùc naêng noù gioáng nhö traïm goác ôû GSM.Luùc ñaàu nuùt B ñöôïc söû duïng nhö laø moät thuaät ngöõ taïm thôøi trong quaù trình chuaån hoùa nhöng sau ñoù noù khoâng bò thay ñoåi Caáu truùc phaân lôùp cuûa W-CDMA Caáu truùc phaân lôùp cuûa W-CDMA ñöôïc xaây ñöïng treân cô sôû caùc tieâu chuaån cuûa UMTS (Universal Mobile Telecommunication System:Heä thoáng thoâng tin di ñoäng toaøn caàu) ñöôïc cho ôû hình 6.3 Taàng khoâng truy nhaäp Radio (Uu) Iu UE UTRAN Maïng loõi ¡ ¡ ¡ ¡ Taàng truy nhaäp DC GC Nt GC Nt DC Kyù hieäu GC :General Control-Ñieàu khieån chung Nt :Notification-Thoâng baùo DC : Dedicated Control- Ñieàu khieån rieâng UTRAN :UMTS Terrestrial Radio Access Netword-Maïng truy nhaäp voâ tuyeán maët ñaát theo tieâu chuaån UMTS UE :User Equipment-Thieát bò cuûa ngöôøi söû duïng Hình 6.3 Caáu truùc phaân lôùp cuûa maïng W-CDMA Caùc giao thöùc giöõa caùc phaàn töû trong maïng W-CDMA ñöôïc chia thaønh hai taàng chính :taàng khoâng truy nhaäp vaø taàn truy nhaäp. Caáu truùc giao thöùc ôû giao dieän voâ tuyeán ñöôïc cho ôû hình 6.4 Giao dieän voâ tuyeán ñöôïc phaân thaønh 3 lôùp giao thöùc: Lôùp vaät lyù (L1) Lôùp ñoaïn noái soá lieäu(L2) Lôùp maïng (L3) Lôùp 2 ñöôïc chia thaønh caùc lôùp con :MAC (Medium Access Control –Ñieàu khieån truy nhaäp moâi tröôøng ) vaø RLC (Radio link Control-ñieàu khieån ñoaïn noái voâ tuyeán) ,PDCP(Packet Data Convergence Protolcol-Giao thöùc hoäi tuï soá lieäu goùi) vaø BMC (Broadcast/Multicast Control-Ñieàu khieån quaûn baù ña phöông). Lôùp 3 vaø RLC ñöôïc chia thaønh hai maët phaúng :maët phaúng ñieàu khieån (C) vaø maët phaúng ngöôøi söû duïng (U) .PDCP vaø BMC chæ coù ôû maët phaúng U Trong maët phaúng C lôùp 3 ñöôïc chia thaønh caùc lôùp con :”traùnh laëp” (TBD) naèm ôû taàng truy nhaäp nhöng keát cuoái ôû maïng loõi (CN:Core Network) vaø lôùp RRC (Radio Resource Control-Ñieàu khieån taøi nguyeân voâ tuyeán).Baùo hieäu ôû caùc lôùp cao hôn :MM(Mobiliti Management-Quaûn lyù di ñoäng) vaø CC (Connection Management-Quaûn lyù keát noái ) ñöôïc coi ôû taàng khoâng truy nhaäp Ñieàu khieån Traùnh laëp RRC Ñieàu khieån taøi nguyeân voâ tuyeán DCP PDCP BMC RLC RLC RLC RLC RLC RLC RLC RLC MAC PHY Ñieàu khieån Ñieàu khieån GC Nt DC GC Nt DC Thoâng tin maët phaúng U Baùo hieäu maët phaúng C GC : Ñieàu khieån chung Nt :Thoâng baùo DC : Ñieàu khieån rieâng L2/PDCP (Giao thöùc hoäi hoäi tuï soá lieäu goùi) L2/PDCP Ñieàu khieån quaûn baù/ña phöông L2/RLC (Ñieàu khieån ñoaïn VT) L2/MAC Caùc keânh truyeàn taûi L1 Caùc keânh logic Hình 6.4 Caáu truùc giao thöùc ôû giao dieän voâ tuyeán TÖØ VIEÁT TAÉT AB Access Burst ACCH Associated Control Channel AGCH Access Grant Channel AMPS Advanced Mobile Phone System APN Access Point Name AUC Authentication Center BCCH Broadcast Control Channel BCS Block Check Sequence BER Bit Error Rate BG Border Gateway BSC Base Station Controller BSN Block Sequence Number BSSAP Base Station System Application Part BSSGP Base Station System GPRS Protocol BSS Base Station System BTS Base Transceiver Station CCCH Common Control Channel CDMA Code Division Multiple Access CDR Call Data Record CGF Charging Gateway Functionality CRC Cyclic Redundancy Check CS Coding Scheme DB Dummy Burst DCCH Dedicated Control Channel EGPRS Enhanced General Packet Radio Services EIR Equipment Indentity Register ETSI European Telecommunication Standard Institude FACCH Fast Associated Control Channel FB Frequency Correction Burst FCCH Frequency Correction Channel FDMA Frequency Division Multiple Access GGSN Gateway GPRS Support Node GPRS General Packet Radio Services GPRS MS GPRS Mobile Station GSN GPRS Support Nodes GSM The Global System for Mobile Communication GTP GPRS Tunneling Protocol HLR Home Location Register IMEI International Mobile Equipment Identity IMSI International Mobile Subcriber Identity IP Internet Protocol LLC Logical Link Control MAC Medium Access Control MS Mobile Station MSC Mobile Switching Centre NPDU Network Protocol Data Unit PACCH Packet Associated Contor Channel PAGCH Packet Access Grant Channel PBCCH Packet Broadcast Control Channel TBF Temporary Block Flow PCCCH Packet Common Control Channel PCU Packet Control Unit PDA Personal Digital Assistant PDCH Packet Data Channel PDN Packet Data Nerwork PDP Packet Data Protocol PDTCH Packet Data Traffic Channel PDU Protocol Data Unit PLMN Public Land Mobile Network PNCH Packet Notification Channel PPCH Packet Paging Channel PRACH Packet Random Access Channel PTM Point to Multipoint PTM-M PTM-Multicast PTM-SC Point to Multipoint Service Centre QoS Quality of Service RACH Random Access Channel RLC Radio Link Control SGSN Serving GPRS Support Node SIM Subcriber Identity Module SMS Short Message System SMS-GMSC Short Message Service-Gateway MSC SMS-IWMSC Short Message Service-Interworking MSC SNDCP Sub Network Dependent Convergence Protocol TCH Traffic Channel TCP Transmission Control Protocol TDMA Time Division Multiple Access TFI Temporary Frame Identity TLLI Temporary Logical Link Identity UDP User Datagram Protocol UMTS Universal Mobile Telecommunication Services USF Uplink State Flag VLR Visitor Location Register WAP Wireless Access Protocol W-CDMA Wide Code Division Multiple Access TAØI LIEÄU THAM KHAÛO TS Nguyeãn Phaïm Anh Duõng – Thoâng tin di ñoäng GSM – Hoïc vieän coâng ngheä böu chính vieãn thoâng 1999. TS Nguyeãn Phaïm Anh Duõng – Giaùo trình thoâng tin di ñoäng - Hoïc vieän coâng ngheä böu chính vieãn thoâng 2002 TS Nguyeãn Phaïm Anh Duõng – Giaùo trình thoâng tin di ñoäng theá heä ba - Hoïc vieän coâng ngheä böu chính vieãn thoâng 2004 TS Nguyeãn Phöông Loan, Ks Buøi Thanh Sôn – Haønh trình töø GSM leân 3G, giaûi phaùp GPRS Overview of GSM, GPRS, and UMTS- Cisco Mobile Exchange (CMX) Solutions Guide Christian Bettstetter, Hans – Jorg Vogel and Jorg Eberspacher Technische Universitat Munchen (TUM), “GSM Phase 2+ GPRS : Architecture, Protocols and Air Interface”, IEEE Communications Surveys, 1999. GPRS White Paper by Usha Communications Technology, 2000. Requirements for GPRS Evolution Towards Providing Third Generation Services.-Hakan Olofsson Ericsson Radio Systems AB GSM ,CDMA one and 3G System ,Raymond Steele,Chin-Chun Lee,Peter Gould (2001),John Wiley&sons,LTD