Đồ án Mạng thông tin di động GSM và hướng phát triển GPRS

LỜI NÓI ĐẦU Mạng GSM với những ưu điểm nổi bật như: dung lượng lớn, chất lượng kết nối tốt, tính bảo mật cao, . đã có một chỗ đứng vững chắc trên thị trường viễn thông thế giới. Khi vấn đề Internet toàn cầu và các mạng riêng khác phát triển cả về quy mô và mức độ tiện ích đã xuất hiện nhu cầu về dịch vụ truyền số liệu mọi lúc, mọi nơi. Người sử dụng có nhu cầu về các dịch vụ mới như: truyền số liệu tốc độ cao, điện thoại có hình, truy cập Internet tốc độ cao từ máy di động và các dịch vụ truyền thông đa phương tiện khác. Thông tin di động GSM mặc dù sử dụng công nghệ số nhưng vì là hệ thống băng hẹp, hỗ trợ tốc độ số liệu cao nhất là 9,6 kbit/s và được xây dựng trên cơ chế chuyển mạch kênh nên không đáp ứng được các dịch vụ mới này. Các nhà khai khác GSM buộc phải nâng cấp mạng để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng. Đối với các nhà khai thác GSM, không thể có được việc nâng cấp thẳng lên công nghệ W-CDMA với các giải pháp và chi phí chấp nhận được. Quá trình nâng cấp là một quá trình phức tạp, yêu cầu các phần tử mạng mới với các máy đầu cuối mới. Do vậy, vấn đề cần cân nhắc ở đây chính là các khía cạnh về kinh tế và kỹ thuật cho việc nâng cấp, buộc các nhà khai thác phải suy tính. Chính vì vậy, GPRS là sự lựa chọn của các nhà khai thác GSM như một bước chuẩn bị về cơ sở hạ tầng kỹ thuật để tiến lên 3G. Trong thời gian học tập tại khoa điện tử viễn thông trường đại học BÁCH KHOA HÀ NỘI với sự tận tình chỉ bảo của các thầy cô trong khoa cùng với kiến thức được trau rồi nên em chọn đề tài khai thác và tìm hiểu rõ hơn về hệ thống thông tin di động GSM và dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS. Mọi kiến thức thu thập được trong thời gian học tập tại khoa điện tử viễn thông và trong quá trình thực tập tìm hiểu tài liệu em đã trình bày tổng hợp trong đồ án tốt nghiệp này nhưng vì thời gian còn hạn hẹp kiến thức chuyên môn còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn bè trong khoa. Lời cảm ơn sâu sắc đầu tiên em xin gửi tới thầy giáo hướng dẫn Lâm Hồng Thạch cùng các thầy cô trong Khoa ĐTVT Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Tháng 6 năm 2008. Sinh viên: ĐẶNG THỊ THUỲ DUNG

doc98 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2376 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Mạng thông tin di động GSM và hướng phát triển GPRS, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
tho¹i. M¹ng GPRS còng hç trî dÞch vô b¶n tin ng¾n SMS vµ c¸c truy nhËp ngÇm ®Þnh. H×nh 1.1 M¹ng GPRS 1.1.2: C¸c ®Æc ®iÓm cña m¹ng GPRS * Tèc ®é truyÒn d÷ liÖu cao h¬n Tèc ®é cña GPRS cã giíi h¹n tõ 14,4 kbps (sö dông mét khe thêi gian) ®Õn 115 kbps (sö dông tæng hîp c¸c khe thêi gian). Tuy nhiªn tèc ®é cùc ®¹i theo lý thuyÕt cã thÓ ®¹t ®­îc lµ 171,2 kbps khi sö dông ®ång thêi 8 khe thêi gian cho mét thiÕt bÞ di ®éng. Tèc ®é nµy lín gÊp ba lÇn tèc ®é truyÒn d÷ liÖu qua c¸c m¹ng cè ®Þnh vµ m­êi lÇn so víi c¸c m¹ng GSM hiÖn nay. B»ng c¸ch g¸n chøc n¨ng GPRS cho phÐp th«ng tin ®­îc truyÒn nhanh h¬n, hiÖu qu¶ h¬n, c­íc phÝ sö dông dÞch vô GPRS sÏ Ýt h¬n. Nh­ng trung b×nh tèc ®é chØ kho¶ng 56 kbps, phô thuéc vµo viÖc cÊp ph¸t tµi nguyªn cho tõng thuª bao. Tèc ®é d÷ liÖu cao h¬n cho phÐp thuª bao sö dông thªm nhiÒu dÞch vô. * Lu«n lu«n kÕt nèi Kh«ng gièng nh­ c¸c dÞch vô sè liÖu chuyÓn m¹ch kªnh, truy nhËp m¹ng GPRS kh«ng cÇn thñ tôc thiÕt lËp kÕt nèi m¹ng tr­íc khi göi vµ nhËn d÷ liÖu. §Æc tÝnh nµy cho phÐp d÷ liÖu ®­îc göi vµ nhËn ngay khi cã nhu cÇu. KiÕn tróc Publich/Subcriber lµ mét m« h×nh øng dông hoµn h¶o cho m«i tr­êng GPRS, cho phÐp c¸c øng dông tù ®éng ®­a th«ng tin tíi ng­êi sö dông. VÝ dô nh­ øng dông trong thÞ tr­êng chøng kho¸n, ng­êi sö dông di ®éng yªu cÇu ®­îc th«ng b¸o ngay khi nµo cæ phiÕu lªn tíi mét gi¸ cæ phÇn x¸c ®Þnh. Server sÏ ®­a th«ng tin nµy tíi ng­êi sö dông mµ kh«ng cÇn thiÕt lËp mét cuéc gäi chuyÓn m¹ch kªnh yªu cÇu cã th«ng b¸o ®ã. Gi¶i ph¸p kÕt nèi liªn tôc nµy cña GPRS ®· lµm t¨ng lîi Ých cña c¸c øng dông vµ lµm phong phó thªm nhiÒu nhu cÇu cña ng­êi sö dông. Tuy nhiªn còng cã mét vÊn ®Ò khi thùc hiÖn kÕt nèi liªn tôc lµ MS kh«ng ë tr¹ng th¸i truyÒn nhËn d÷ liÖu gãi trong khi server muèn truyÒn b¶n tin. Ch¼ng h¹n nh­ mét MS ®ang ë trong tr¹ng th¸i tho¹i mµ kh«ng ë tr¹ng th¸i kÕt nèi d÷ liÖu. Trong tr­êng hîp nµy, ph¶i cã mét ®­êng truyÒn d÷ liÖu ®an xen. Cã thÓ dÞch vô SMS ®­îc sö dông ®Ó th«ng b¸o cho ng­êi sö dông di ®éng biÕt r»ng hä sÏ nhËn mét b¶n tin. Khi nhËn ®­îc th«ng b¸o, ng­êi sö dông sÏ chuyÓn MS tõ tr¹ng th¸i tho¹i sang tr¹ng th¸i d÷ liÖu ®Ó nhËn b¶n tin øng dông. * TÝnh trùc tiÕp C¸c ph­¬ng tiÖn GPRS kÕt nèi khi th«ng tin ®­îc göi vµ nhËn trùc tiÕp. §èi víi m¹ng Internet, muèn truy nhËp cÇn cã mét modem kÕt nèi. Nh­ng ®èi víi m¹ng GPRS, kh«ng cÇn modem kÕt nèi quay sè vÉn cã thÓ truy nhËp vµo c¸c m¹ng c«ng céng vµ c¸c m¹ng c¬ vô. * §¸nh ®Þa chØ IP ®éng Trong hÖ thèng GSM, môc tiªu thiÕt kÕ ®Ó phôc vô tho¹i di ®éng lµ chÝnh. Cßn ®èi víi GPRS, môc tiªu chÝnh cña nã lµ t¹o ra kh¶ n¨ng truy nhËp tíi c¸c m¹ng d÷ liÖu tiªu chuÈn (IP, X.25). C¸c m¹ng nµy coi GPRS lµ chØ lµ mét thµnh phÇn m¹ng con th«ng th­êng. Do ®ã m¹ng GPRS còng sö dông mét c¬ chÕ ®¸nh ®Þa chØ giao thøc Internet (IP Addressing). Tuy nhiªn c¸c ®Þa chØ nµy cã h¹n do ®ã giíi h¹n sè l­îng ng­êi sö dông Internet còng nh­ c¸c m¹ng kh«ng d©y thÕ hÖ 3G. Mét ph­¬ng ph¸p ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy lµ cÊp ph¸t ®éng c¸c ®Þa chØ IP cho c¸c thiÕt bÞ di ®éng. Nh­ vËy ng­êi sö dông di ®éng sÏ cã mét ®Þa chØ m¹ng d÷ liÖu tÜnh hoÆc ®éng vµ l­u l­îng d÷ liÖu sÏ lu«n sö dông gateway do ®Þa chØ nµy chØ dÉn. Mét ®Þa chØ tÜnh (®Þa chØ IP) cã thÓ dïng tuú chän. Trong tr­êng hîp ®ã, ®Þa chØ nµy ®­îc cÊp l©u dµi cho mét thuª bao. Nã sÏ h­íng tíi mét gateway cña m¹ng chñ, gãi d÷ liÖu sÏ lu«n ®­îc ®Þnh tuyÕn qua m¹ng chñ. Mét ®Þa chØ ®éng cÊp ph¸t cho ng­êi sö dông chØ trong thêi gian mét kÕt nèi. * C¸c dÞch vô ®­îc ­u tiªn ho¸ Khi mét thiÕt bÞ kÕt nèi tíi m¹ng GPRS, mét th«ng sè QoS (chÊt l­îng dÞch vô) lu«n ®i kÌm kÕt nèi nµy. Nã chØ ra kh¶ n¨ng ®¸p øng yªu cÇu cña kh¸ch hµnh vÒ tèc ®é d÷ liÖu. GPRS cã chøc n¨ng cho phÐp lµm t¨ng hoÆc gi¶m phÇn tµi nguyªn cña m¹ng Ên ®Þnh cho GPRS dùa trªn kh¶ n¨ng ph©n bæ ®éng vµ ®­îc ®iÒu hµnh bëi nhµ ®iÒu hµnh m¹ng. GPRS cã mét sè chØ tiªu vÒ chÊt l­îng dÞch vô QoS. Nã cã thÓ cung cÊp cho khµch hµng c¸c lo¹i QoS kh¸c nhau. Møc ®é ­u tiªn cña dÞch vô: cao/ trung b×nh/ thÊp. §é trÔ §é tin cËy Th«ng l­îng: tèc ®é bit tèi ®a vµ tèc ®é bit trung b×nh. * Hç trî nhiÒu øng dông Mét ®Æc ®iÓm quan träng khi sö dông GPRS lµ t¨ng tèc ®é g¾n liÒn víi nhiÒu lo¹i øng dông ®­îc hç trî. Tèc ®é cña m¹ng chuyÓn m¹ch kªnh GSM lµ 9,6 kbps víi thêi gian thiÕt lËp cuéc gäi lín vµ ®é dµi b¶n tin nh¾n bÞ giíi h¹n lµ 160 kÝ tù, kh«ng ®¸p øng ®­îc nhiÒu øng dông kh«ng d©y cÇn tèc ®é cao. M¹ng GPRS dùa trªn IP cho phÐp thuª bao truy nhËp tÊt c¶ c¸c øng dông Internet nh­ c¸c dÞch vô email, chat qua m¹ng di ®éng; c¸c dÞch vô h×nh ¶nh ®éng; c¸c dÞch vô cung cÊp th«ng tin (gia c¶ thÞ tr­êng chøng kho¸n, thêi tiÕt, mua vÐ xem phim,...); truyÒn file. GPRS cung cÊp chøc n¨ng Internet di ®éng b»ng c¸ch phèi hîp ho¹t ®éng gi÷a m¹ng Internet vµ m¹ng GPRS. 1.1.3: Mét sè øng dông cña GPRS Chat: cho phÐp ng­êi sö dông di ®éng sö dông ngay c¸c nhãm chat Internet hiÖn cã mµ kh«ng cÇn thiÕt lËp mét nhãm chat cña riªng m×nh. C¸c dÞch vô th«ng tin vÒ v¨n b¶n vµ ®å häa: néi dung th«ng tin trong c¸c dÞch vô nµy lµ gi¸ cæ phiÕu, kÕt qu¶ thÓ thao, b¶n tin thêi tiÕt, tin tøc thêi sù, c¸c th«ng tin vÒ giao th«ng, b¶n ®å vµ kÕt qu¶ sæ xè,... H×nh ¶nh tÜnh: nh­ tranh, ¶nh (®­îc scan hoÆc tõ m¸y camera sè), b­u thiÕp,... Chia sÎ tµi liÖu vµ céng t¸c lµm viÖc tõ xa: cho phÐp mäi ng­êi ë nh÷ng n¬i lµm viÖc kh¸c nhau cïng sö dông mét tµi liÖu vÒ vÊn ®Ò liªn quan tíi chuyªn m«n nh­ ngµnh y tÕ, b¸o chÝ, phßng ch÷a ch¸y,... Audio reports: cho truyÒn th«ng qu¶ng b¸ vµ ph©n tÝch, c¸c clip h×nh ¶nh vµ ©m thanh chÊt l­îng cao (vÝ dô ®Ó phôc vô c¶nh s¸t lµm b»ng chøng), yªu cÇu kÝch th­íc file lín cÇn cã tèc ®é truyÒn cao. Email tËp thÓ: cho phÐp c¸c nh©n viªn cã thÓ truy nhËp hÖ thèng email côc bé tõ LAN cña hä trong mét c¬ quan. LAN: cho phÐp mäi nh©n viªn øng dông b»ng m¸y tÝnh c¸ nh©n trong toµn c«ng ty. Internet email: hÇu hÕt ng­êi sö dông Internet email kh«ng ®­îc th«ng b¸o cã th­ míi trªn m¸y di ®éng. Hä ph¶i quay sè ®Þnh kú ®Ó check mail. Tuy nhiªn b»ng c¸ch kÕt nèi Internet sö dông c¬ chÕ c¶nh b¸o nh­ SMS hay GPRS, ng­êi sö dông sÏ ®­îc th«ng b¸o khi cã th­ míi. X¸c ®Þnh vÞ trÝ: øng dông tÝch hîp trong hÖ thèng vÖ tinh ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ b»ng dÞch vô di ®éng phi tho¹i. TruyÒn file: download d÷ liÖu qua m¹ng di ®éng hoÆc download c¸c phÇn mÒm øng dông,... 1.1.4: C¸c ®iÓm kh¸c nhau cña m¹ng GPRS víi GSM: B¨ng th«ng cña m¹ng GPRS lín h¬n nªn tèc ®é cao h¬n. KÕt nèi trùc tuyÕn tíi m¹ng Internet. Hç trî c¸c dÞch vô Internet tõ xa víi c¸c d÷ liÖu v¨n b¶n, h×nh ¶nh (email, chat, h×nh ¶nh ®éng), c¸c dÞch vô cung cÊp th«ng tin nh­ gi¸ c¶ thÞ tr­êng chøng kho¸n, thêi tiÕt,... víi tèc ®é cao. ChÊt l­îng cao h¬n v× tµi nguyªn v« tuyÕn vµ b¨ng th«ng chØ ®­îc sö dông khi thùc sù truyÒn d÷ liÖu. TÝnh c­íc theo khèi l­îng byte sö dông, kh¸c víi GSM tÝnh c­íc theo thêi gian kÕt nèi. Hç trî c¸c giao thøc Internet vµ X.25. Bæ xung c¸c phÇn tö míi vµo cÊu tróc m¹ng GSM: GGSN, SGSN vµ gateway tÝnh c­íc. Kh«ng chØ dïng GSM MS, cã thÓ sö dông c¸c thiÕt bÞ kh¸c: m¸y tÝnh cÇm tay, ®­îc kÕt nèi víi c¸c m¸y ®iÖn tho¹i g¸n GPRS hoÆc c¸c modem ngoµi hoÆc modem card PC. 1.2: KiÕn tróc tæng quan 1.2.1. C¸c giao diÖn vµ ®iÓm tham chiÕu H×nh 1.2. CÊu tróc logic m¹ng GPRS Trong GSM, cã nhiÒu giao diÖn gi÷a c¸c thùc thÓ m¹ng (giao diÖn A, B, C, D, E, F, G, H). M¹ng GPRS triÓn khai trªn nÒn m¹ng GSM nªn ngoµi c¸c giao diÖn ®ã cßn ®­îc bæ sung mét sè giao diÖn míi, ®ã lµ c¸c giao diÖn G. C¸c kÕt nèi cña hÖ thèng GPRS tíi c¸c phÇn tö m¹ng vµ chuyÓn m¹ch NSC cña hÖ thèng GSM ®­îc thùc hiÖn th«ng qua m¹ng b¸o hiÖu sè 7 (gåm Gc, Gd, Gf, Gr, Gs). C¸c ®iÓm tham chiÕu vµ c¸c giao diÖn kh¸c ®­îc thùc hiÖn th«ng qua m¹ng backbone Intra-PLMN (Gn), Inter-PLMN (Gp) hoÆc c¸c m¹ng ngoµi Gi. Trong m¹ng GPRS cã hai ®iÓm tham chiÕu kh¸c nhau: Gi dµnh riªng cho GPRS, R ®­îc dïng chung cho c¶ m¹ng GPRS vµ GSM. Gi: ®iÓm tham chiÕu gi÷a GGSN vµ m¹ng bªn ngoµi. HÖ thèng GPRS sÏ hç trî cho viÖc kÕt nèi víi nhiÒu kiÓu m¹ng d÷ liÖu kh¸c nhau vµ ®iÒu nµy gi¶i thÝch t¹i sao Gi kh«ng ph¶i lµ mét giao diÖn chuÈn ho¸ mµ chØ ®¬n thuÇn lµ mét ®iÓm tham chiÕu. R: cã chøc n¨ng kÕt nèi thiÕt bÞ ®Çu cuèi TE tíi ®Çu cuèi di ®éng MT. C¸c giao diÖn trong kiÕn tróc logic m¹ng GPRS Gb: g÷a SGSN vµ BSS ®Ó trao ®æi th«ng tin b¸o hiÖu vµ l­u l­îng ng­êi dïng. Giao diÖn Gb cho phÐp nhiÒu ng­êi sö dông ®­îc dïng chung c¸c tµi nguyªn vËt lý. Nguån tµi nguyªn chØ ®­îc cung cÊp khi ng­êi sö dông truyÒn hay nhËn d÷ liÖu. Kh¸c víi giao diÖn A, ng­êi sö dông chiÕm ®éc quyÒn nguån tµi nguyªn ®· ®­îc cÊp trong suèt thêi gian cuéc gäi dï cã hay kh«ng truyÒn d÷ liÖu. Frame Relay dùa trªn c¸c NS (Network Service) t¹o ra kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn l­u l­îng cho giao diÖn nµy. Gc: gi÷a GGSN vµ HLR. GGSN cã thÓ yªu cÇu th«ng tin vÞ trÝ tõ HLR th«ng qua giao diÖn nµy. Gd: gi÷a SMS-GMSC vµ SGSN ®Ó sö dông dÞch vô SMS hiÖu qu¶ h¬n. Gf: gi÷a SGSN vµ EIR cho phÐp SGSN truy vÊn c¸c th«ng tin vÒ thiÕt bÞ trong EIR. MS ®­îc ph©n lo¹i theo 3 danh s¸ch: black list (cho c¸c MS bÞ mÊt trém), gray list (cho c¸c MS ®ang ®­îc theo dâi), vµ white list (cho c¸c MS cßn l¹i). Gn: gi÷a hai GSN trong cïng mét PLMN, lµ mét giao diÖn b¸o hiÖu vµ d÷ liÖu trong m¹ng trôc Intra-PLMN. Giao thøc ®­êng hÇm (GPT) cña GPRS ®­îc dïng trong Gn (vµ Gp) th«ng qua m¹ng trôc IP c¬ së. Gp: gi÷a hai GSN trong c¸c m¹ng PLMN kh¸c nhau. Gp cung cÊp chøc n¨ng gièng nh­ giao diÖn Gn. Nh­ng ngoµi ra cïng víi BG vµ firewall, nã cßn cung cÊp tÊt c¶ c¸c chøc n¨ng cÇn thiÕt cho viÖc kÕt nèi liªn m¹ng cña m¹ng Inter-PLMN nh­ chøc n¨ng b¶o mËt, ®Þnh tuyÕn,... Gr: gi÷a GS vµ HLR, cho phÐp SGSN truy vÊn c¸c th«ng tin vÒ thuª bao trong HLR. HLR cã thÓ ®­îc cµi ®Æt trong mét m¹ng PLMN kh¸c víi m¹ng cña SGSN. Gs: gi÷a SGSN vµ MSC. SGSN cã thÓ göi th«ng tin vi trÝ tíi MSC hoÆc nhËn c¸c yªu cÇu nh¾n tin tõ MSC th«ng qua giao diÖn nµy. Gs lµm t¨ng hiÖu qu¶ sö dông tµi nguyªn m¹ng vµ tµi nguyªn v« tuyÕn khi cã sù kÕt hîp gi÷a m¹ng GSM vµ GPRS. Um: gi÷a MS vµ phÇn cè ®Þnh cña GPRS. Giao diÖn nµy còng gièng giao diÖn Um cña GSM nh­ng cã mét sè thay ®æi cho phï hîp víi GPRS. 1.2.2. C¸c phÇn tö trong m¹ng GPRS GPRS ®­îc ¸p dông mét c¸ch logic trªn cÊu tróc m¹ng GSM b»ng viÖc thªm vµo hai nót hç trî GPRS (GSN): nót hç trî phôc vô GPRS (SGSN), nót hç trî cæng GPRS (GGSN). Trong mét m¹ng GPRS cã thÓ cã nhiÒu GSN. SGSN (Serving GPRS Support Node): Cã cïng møc víi MSC L­u gi÷ vÞ trÝ cña tõng MS Thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng qu¶n lý di ®éng Thùc hiÖn nhËn thùc Thùc hiÖn m· ho¸ Cung cÊp ®iÒu khiÓn truy nhËp SGSN liªn kÕt víi hÖ thèng tr¹m gèc BSS b»ng frame Relay (giao diÖn Gb) truyÒn c¸c gãi d÷ liÖu tíi c¸c thiÕt bÞ di ®éng trong vïng phôc vô cña nã. SGSN còng giao diÖn víi HLR ®Ó lÊy c¸c th«ng tin vÒ thuª bao. SGSN cã chøc n¨ng ph¸t hiÖn thiÕt bÞ di ®éng míi vµo vïng phôc vô vµ duy tr× c¸c th«ng tin vÒ vÞ trÝ trong vïng phôc vô ®ã. Trong qu¸ tr×nh kÕt nèi víi m¹ng (GPRS attach), SGSN thiÕt lËp chøc n¨ng qu¶n lý di ®éng chøa c¸c th«ng tin liªn quan di ®éng vµ b¶o mËt cho MS. Khi kÝch ho¹t PDP context, SGSN thiÕt lËp PDU PDP context ®Ó ®Þnh tuyÕn tíi GGSN phôc vô thuª bao GPRS. SGSN cã thÓ göi th«ng tin vÞ trÝ tíi MSC/VLR vµ nhËn c¸c yªu cÇu nh¾n tin tõ MSC/VLR qua giao diÖn Gs. GGSN (Gateway GPRS Support Node): Cung cÊp chøc n¨ng liªn kÕt ho¹t ®éng víi c¸c m¹ng chuyÓn m¹ch gãi ngoµi vµ kÕt nèi víi c¸c SGSN qua m¹ng ®­êng trôc GPRS-IP, dùa vµo ®Þa chØ PDP. GGSN chuyÓn ®æi c¸c gãi d÷ liÖu GPRS ®Õn tõ SGSN thµnh khu«n d¹ng giao thøc d÷ liÖu gãi (PDP) nh­ X.25, IP vµ truyÒn c¸c gãi nµy trong m¹ng. GGSN cã thÓ kÕt nèi víi m¹ng GPRS kh¸c ®Ó phôc vô chuyÓn vïng. Khi d÷ liÖu ®­îc truyÒn tõ m¹ng PDP tíi m¹ng GSM, ®Þa chØ PDP ®Çu vµo sÏ chuyÓn thµnh ®Þa chØ ®Ých GSM. C¸c gãi ®­îc ®¸nh ®Þa chØ l¹i nµy göi tõ GGSN tíi SGSN t­¬ng øng. §Ó hç trî chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn cho ng­êi sö dông, GGSN l­u c¸c ®Þa chØ cña SGSN trong thanh ghi dÞch vÞ trÝ. H¬n n÷a, GGSN còng thùc hiÖn chøc n¨ng nhËn thùc vµ tÝnh c­íc. GGSN cã thÓ yªu cÇu cung cÊp th«ng tin vÞ trÝ tõ HLR qua giao diÖn Gc. GGSN lµ ®iÓm ®Çu tiªn cña kÕt nèi PDN víi m¹ng PLMN (®iÓm tham chiÕu Gi). C¸c chøc n¨ng cña SGSN vµ GGSN cã thÓ ®­îc kÕt hîp trong cïng mét nót vËt lý hoÆc lµ c¸c nót kh¸c nhau. SGSN vµ GGSN cã chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn IP vµ kÕt nèi víi c¸c bé ®Þnh tuyÕn IP. SGSN vµ GGSN ë c¸c m¹ng PLMN kh¸c nhau sÏ ®­îc kÕt nèi qua giao diÖn Gp. Giao diÖn nµy cã chøc n¨ng cña giao diÖn Gn vµ bæ sung chøc n¨ng b¶o mËt phôc vô truyÒn th«ng liªn m¹ng PLMN. Backbone Network – M¹ng ®­êng trôc GPRS M¹ng ®­êng trôc lµ m¹ng IP c¬ së. Cã hai lo¹i m¹ng ®­êng trôc GPRS: M¹ng ®­êng trôc PLMN côc bé (Intra-PLMN Backbone Network): lµ m¹ng IP liªn kÕt nèi c¸c GSN trong cïng mét m¹ng PLMN. M¹ng ®­êng trôc PLMN liªn m¹ng (Inter-PLMN Backbone Network): Lµ m¹ng IP liªn kÕt nèi c¸c GSN trong c¸c m¹ng PLMN kh¸c nhau. M¹ng Intra-PLMN Backbone lµ mét m¹ng IP riªng biÖt chØ dµnh cho d÷ liÖu vµ b¸o hiÖu GPRS. M¹ng IP riªng biÖt lµ m¹ng IP mµ sö dông mét c¬ chÕ ®iÒu khiÓn truy nhËp nµo ®ã ®Ó ®¹t ®­îc møc b¶o mËt theo yªu cÇu. Hai m¹ng Intra-PLMN Backbone ®­îc kÕt nèi qua giao diÖn Gp sö dông Border Gateway (BG) víi mét m¹ng Inter-PLMN. M¹ng Inter-PLMN Backbone ®­îc lùa chän theo yªu cÇu chuyÓn vïng (roaming), bao gåm chøc n¨ng b¶o mËt BG. Th«ng th­êng BG bao gåm mét firewall cã chøc n¨ng b¶o vÖ m¹ng vµ mét bé ®Þnh tuyÕn (router) phôc vô viÖc lùa chän m¹ng. BG kh«ng ®­îc ®Þnh nghÜa trong ph¹m vi m¹ng GPRS. Inter-PLMN Backbone lµ mét m¹ng IP c¬ së, vÝ dô m¹ng IP c¸ nh©n hay m¹ng Internet c«ng céng sö dông kªnh thuª riªng (leased line). H×nh 1.3: M¹ng ®­êng trôc PLMN MSC/HLR HLR ®­îc n©ng cÊp, chøa c¸c th«ng tin ®Þnh tuyÕn vµ d÷ liÖu thuª bao GPRS. HLR cã thÓ truy nhËp víi SGSN qua giao diÖn Gr vµ víi GGSN qua giao diÖn Gc. §èi víi viÖc roaming cña MS, cÇn cã HLR n»m trong m¹ng PLMN kh¸c víi m¹ng PLMN hiÖn thêi cña SGSN. Toµn bé c¸c thuª bao MS ®Òu sö dông HLR n»m trong m¹ng chñ PLMN (HPLMN). MSC/ VLR cã thÓ ®­îc c¶i tiÕn nh»m t¨ng tÝnh hiÖu qu¶ trong viÖc phèi hîp c¸c dÞch vô GPRS víi c¸c dÞch vô phi GPRS, còng nh­ c¶i thiÖn chøc n¨ng b»ng viÖc sö dông giao diÖn Gs, trong ®ã nã sö dông c¸c thñ tôc BSSAP+ lµ mét phÇn thñ tôc BSSAP th«ng th­êng. SMS-GMSC vµ SMS-IWMSC ViÖc nh¾n tin cuéc gäi chuyÓn m¹ch kªnh cã thÓ ®­îc thùc hiÖn hiÖu qu¶ h¬n th«ng qua SGSN, nh­ vËy nã cã thÓ kÕt hîp viÖc cËp nhËt d÷ liÖu vÞ trÝ cho c¶ c¸c thuª bao GPRS vµ non-GPRS. SMS-GMSC vµ SMS-IWMSC ®­îc kÕt nèi tíi SGSN cho phÐp MS göi vµ nhËn SM qua c¸c kªnh v« tuyÕn GPRS. M¸y di ®éng GPRS (GPRS MS) GPRS MS cã thÓ ho¹t ®éng trong 3 líp tuú vµo dÞch vô mµ MS sö dông vµ kh¶ n¨ng ho¹t ®éng cña MS. Líp A: MS sö dông ®ång thêi dÞch vô GPRS vµ dÞch vô chuyÓn m¹ch kªnh GSM. VÝ dô: t¹i cïng mét thêi ®iÓm nã cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn c¸c cuéc gäi GSM th«ng th­êng ®ång thêi tiÕp nhËn d÷ liÖu GPRS. Líp B: MS khai b¸o sö dông ®ång thêi dÞch vô GPRS vµ dÞch vô GSM, nh­ng MS chØ cã thÓ sö dông mét dÞch vô t¹i mét thêi ®iÓm. Líp C: MS chØ sö dông dÞch vô GPRS. 1.2.3. CÊu tróc giao thøc GPRS TruyÒn dÉn trong GPRS bao gåm mét cÊu tróc giao thøc ph©n líp, cung cÊp viÖc chuyÓn giao th«ng tin ng­êi sö dông theo c¸c thñ tôc ®iÒu khiÓn chuyÓn giao th«ng tin (®iÒu khiÓn luång, ph¸t hiÖn, söa lçi). HÖ thèng GPRS ®­a ra mét tËp hîp c¸c giao thøc míi so víi GSM. ViÖc kÕt nèi gi÷a c¸c phÇn tö m¹ng míi ®­îc thùc hiÖn víi c¸c giao thøc míi riªng cña GPRS. Tuy nhiªn, GPRS triÓn khai trªn nÒn m¹ng GSM nªn mét sè giao thøc vèn cã cña GSM vÉn ®­îc dïng t¹i c¸c líp thÊp trong ph©n líp giao thøc. GSM RF lµ líp vËt lý th«ng th­êng cña GSM. RLC (®iÒu khiÓn liªn kÕt v« tuyÕn): cho phÐp thiÕt lËp mét ®­êng kÕt nèi v« tuyÕn tíi c¸c líp cao h¬n (®ñ ®é tin cËy). MAC (®iÒu khiÓn truy nhËp): kiÓm so¸t viÖc cÊp ph¸t vµ ghÐp kªnh, RLC vµ MAC kÕt hîp t¹o thµnh giao thøc líp 3 cña giao diÖn Um. LLC (®iÒu khiÓn kÕt nèi logic): thiÕt lËp mét liªn kÕt logic (cã tÝnh b¶o mËt vµ tin cËy) gi÷a MS vµ SGSN víi c¸c líp trªn. Nã hoµn toµn ®éc lËp víi c¸c giao thøc líp thÊp. Líp LLC cã hai kiÓu chuyÓn giao: acknowledged vµ unacknowledged. LLC mang c¶ c¸c gãi SNDCP, SMS vµ b¸o hiÖu. SNDCP (giao thøc chuyÓn ®æi ®éc lËp nh©n m¹ng): thùc hiÖn s¾p xÕp vµ nÐn gi÷a líp m¹ng vµ c¸c líp thÊp. Nã còng thùc hiÖn chøc n¨ng ph©n ®o¹n, tËp hîp vµ ghÐp kªnh. IP (giao thøc Internet): lµ giao thøc m¹ng ®­êng trôc GPRS ®­îc sö dông ®Ó ®Þnh tuyÕn d÷ liÖu ng­êi sö dông vµ ®iÒu khiÓn b¸o hiÖu. M¹ng ®­êng trôc GPRS ban ®Çu dùa trªn giao thøc IP version.4, sau sö dông IP version.6. Relay (chuyÓn tiÕp): trong hÖ thèng tr¹m gèc, chøc n¨ng nµy chuyÓn c¸c PDU (®¬n vÞ d÷ liÖu gãi) ®iÒu khiÓn kªnh logic gi÷a c¸c giao diÖn Um vµ Gb. Trong SGSN, chøc n¨ng nµy chuyÓn c¸c PDU gi÷a c¸c giao diÖn Gb vµ Gn. BSSGP (giao thøc GPRS cña hÖ thèng tr¹m gèc): líp nµy thùc hiÖn chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn vµ vËn chuyÓn th«ng tin vÒ QoS gi÷a BSS vµ SGSN. BSSGP kh«ng thùc hiÖn chøc n¨ng söa lçi. NS (dÞch vô m¹ng): líp nµy thùc hiÖn viÖc truyÒn dÉn c¸c BSSGP PDU qua giao diÖn Gb, cã chøc n¨ng dù phßng ph©n t¶i cho phÇn Relay. NS dùa trªn kÕt nèi Frame Relay gi÷a BSS vµ SGSN, cã thÓ qua nhiÒu hop vµ qua mét m¹ng gåm nhiÒu nót chuyÓn m¹ch Frame Relay. L1 bis, L1 vµ L2: lµ giao thøc OSI líp 1 tuú thuéc vµo nhµ s¶n xuÊt thiÕt bÞ. TCP/UDP: mang c¸c GTP PDU trong GPRS backbone dµnh cho c¸c giao thøc cÇn mét kªnh d÷ liÖu tin cËy (X.25). UDP mang c¸c GTP PDU dµnh cho c¸c giao thøc kh«ng cÇn kªnh d÷ liÖu tin cËy (IP). TCP cung cÊp chøc n¨ng ®iÒu khiÓn luång vµ b¶o vÖ chèng suy hao vµ gi¸n ®o¹n c¸c GTP PDU. GTP: giao thøc nµy t¹o tunnel (®­êng hÇm) cho d÷ liÖu ng­êi sö dông vµ b¸o hiÖu gi÷a c¸c GSN trong GPRS backbone. C¸c GDP PDU sÏ ®­îc ®ãng gãi bëi GTP. 1.3. C¸c chøc n¨ng cña GPRS PhÇn nµy ®­a ra c¸c chøc n¨ng logic ®­îc thùc hiÖn trong m¹ng GPRS. Trong ®ã mét nhãm chøc n¨ng l¹i gåm nhiÒu chøc n¨ng riªng biÖt. C¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn truy nhËp m¹ng C¸c chøc n¨ng chuyÓn giao vµ ®Þnh tuyÕn gãi C¸c chøc n¨ng qu¶n lý di ®éng C¸c chøc n¨ng qu¶n lý kªnh logic C¸c chøc n¨ng qu¶n lý tµi nguyªn v« tuyÕn C¸c chøc n¨ng qu¶n lý m¹ng 1.3.1: C¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn truy nhËp m¹ng Truy nhËp m¹ng lµ mét ph­¬ng thøc mµ mét ng­êi sö dông kÕt nèi víi m¹ng ®Ó cã thÓ sö dông c¸c dÞch vô vµ c¸c ph­¬ng tiÖn cña m¹ng ®ã. Giao thøc truy nhËp lµ mét tËp x¸c ®Þnh c¸c thñ tôc cho phÐp khai th¸c c¸c dÞch vô vµ ph­¬ng tiÖn m¹ng. Ng­êi sö dông truy cËp GPRS cã thÓ tõ bªn di ®éng hoÆc bªn cè ®Þnh cña m¹ng GPRS. Giao diÖn phÝa m¹ng cè ®Þnh cã thÓ hç trî nhiÒu giao thøc truy nhËp tíi c¸c m¹ng d÷ liÖu ngoµi (X.25, IP). PhÇn qu¶n lý cña mçi PLMN cã thÓ yªu cÇu c¸c thñ tôc ®iÒu khiÓn truy nhËp riªng cho phÐp ng­êi truy nhËp m¹ng hay giíi h¹n thuª bao sö dông c¸c dÞch vô. Ngoµi viÖc truyÒn dÉn d÷ liÖu theo chuÈn PTP (®iÓm-®iÓm), PTM (®iÓm-®a ®iÓm) GPRS hç trî thªm lo¹i truy nhËp ngÇm ®Þnh (anonymous) tíi m¹ng. DÞch vô nµy cho phÐp MS trao ®æi c¸c gãi d÷ liÖu víi host x¸c ®Þnh tr­íc ®­îc ®¸nh ®Þa chØ bëi c¸c giao thøc liªn m¹ng ®· ®­îc x¸c ®Þnh. Tuy nhiªn chØ cã mét sè ®Þa chØ ®Ých PDP nhÊt ®Þnh sö dông trong dÞch vô nµy. IMSI hoÆc IMEI sÏ kh«ng ®­îc sö dông khi truy nhËp m¹ng do b¶o mËt ngÇm ®Þnh cao. Do ®ã c¸c chøc n¨ng nhËn thùc vµ m· ho¸ kh«ng ®­îc xÐt trong kiÓu truy nhËp ngÇm ®Þnh. Chøc n¨ng ®¨ng ký (Regitration Function) §¨ng ký lµ ph­¬ng thøc mµ ng­êi sö dông dïng IP Mobile (nhËn d¹ng di ®éng) ®Ó liªn kÕt víi c¸c giao thøc vµ ®Þa chØ cña gãi d÷ liÖu trong m¹ng PLMN còng nh­ liªn kÕt víi c¸c ®iÓm truy nhËp ra m¹ng PDP ngoµi. KÕt nèi nµy cã thÓ lµ liªn kÕt tÜnh (®­îc l­u tr÷ trong HLR), hoÆc ®éng (®­îc Ên ®Þnh theo yªu cÇu cÇn thiÕt). Chøc n¨ng nhËn thùc vµ cÊp phÐp (Authentication and Authoisation Fuction) Chøc n¨ng nµy thùc hiÖn viÖc nhËn d¹ng vµ nhËn thùc ng­êi yªu cÇu dÞch vô, hîp thøc ho¸ lo¹i yªu cÇu dÞch vô ®Ó ®¶m b¶o r»ng thuª bao ®­îc phÐp sö dông c¸c dÞch vô m¹ng. Chøc n¨ng nhËn thùc ®­îc thùc hiÖn kÕt hîp víi chøc n¨ng qu¶n lý di ®éng. Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn tiÕp nhËn (Admission Control Function) Môc ®Ých cña ®iÒu khiÓn tiÕp nhËn lµ x¸c ®Þnh c¸c tµi nguyªn m¹ng nµo cÇn cung cÊp theo ®óng yªu cÇu chÊt l­îng dÞch vô (QoS). NÕu c¸c tµi nguyªn nµy ®­îc phÐp th× nã ph¶i tiÕn hµnh ®Æt tr­íc. §iÒu khiÓn tiÕp nhËn ®­îc thùc hiÖn kÕt hîp víi c¸c chøc n¨ng qu¶n lý tµi nguyªn v« tuyÕn cña m¹ng ®Ó ®¶m b¶o nh÷ng yªu cÇu sö dông tµi nguyªn v« tuyÕn trong mçi cell. Chøc n¨ng gi¸m s¸t b¶n tin (Message Screening Function) Chøc n¨ng nµy ®­îc thùc hiÖn bëi chøc n¨ng läc gãi tin trong c¸c rounter vµ c¸c firewall cho phÐp truyÒn hay lo¹i bá c¸c b¶n tin kh«ng hîp lÖ, tr¸nh sù x©m nhËp tr¸i phÐp tõ bªn ngoµi. Chøc n¨ng t­¬ng thÝch ®Çu cuèi (Packet Terminal Adaptation Function) Chøc n¨ng nµy thùc hiÖn thÝch øng c¸c gãi d÷ liÖu nhËn tõ (truyÒn tíi) thiÕt bÞ ®Çu cuèi víi ph­¬ng thøc truyÒn qua m¹ng GPRS. Chøc n¨ng thu thËp d÷ liÖu tÝnh c­íc (Charging Data Collect Function) Chøc n¨ng nµy thu thËp c¸c d÷ liÖu cÇn thiÕt ®Ó tÝnh c­íc thuª bao hoÆc tÝnh c­íc l­u l­îng. C­íc phÝ ®­îc tÝnh b»ng sè l­îng byte sö dông, kh¸c víi tÝnh theo thêi gian kÕt nèi trong m¹ng GSM. Th«ng tin tÝnh c­íc do c¸c SGSN vµ c¸c GGSN thu thËp. SGSN l­u th«ng tin tÝnh c­íc cña mçi thuª bao liªn quan tíi viÖc sö dông m¹ng v« tuyÕn; trong khi GGSN l­u c¸c th«ng tin tÝnh c­íc liªn quan tíi viÖc dïng m¹ng d÷ liÖu bªn ngoµi cña mçi thuª bao. Trªn c¬ së ®ã, nhµ khai th¸c m¹ng GPRS sÏ sö dông c¸c th«ng tin nµy ®Ó t¹o ra ho¸ ®¬n tÝnh c­íc cho tõng thuª bao. Th«ng tin tÝnh c­íc tèi thiÓu mµ SGSN thu thËp bao gåm c¸c th«ng tin sau: Møc ®é sö dông giao diÖn v« tuyÕn: th«ng tin tÝnh c­íc vÒ sè l­îng d÷ liÖu ®­îc truyÒn theo h­íng MS ph¸t ®i vµ MS thu vÒ, ®­îc ph©n lo¹i theo QoS vµ c¸c giao thøc ng­êi sö dông. Møc ®é sö dông ®Þa chØ giao thøc gãi d÷ liÖu: th«ng tin tÝnh c­íc ghi l¹i thêi gian MS sö dông c¸c ®Þa chØ giao thøc gãi d÷ liÖu PDP cña MS. Møc ®é sö dông tµi nguyªn chung cña GPRS: th«ng tin tÝnh c­íc sÏ m« t¶ møc ®é sö dông cña thuª bao ®èi víi c¸c tµi nguyªn kh¸c nhau cã liªn quan tíi GPRS còng nh­ c¸c ho¹t ®éng trong m¹ng GPRS cña MS. VÞ trÝ cña MS: c¸c th«ng tin vÒ HPLMN, VPLMN vµ cã thÓ thªm c¸c th«ng tin vÞ trÝ víi ®é chÝnh x¸c cao h¬n. Th«ng tin tÝnh c­íc tèi thiÓu mµ GGSN thu thËp bao gåm c¸c th«ng tin tÝnh c­íc sau: §Þa chØ ®Ých vµ nguån cña th«ng tin trao ®æi: trong ®ã møc ®é chÝnh x¸c cña th«ng tin nµy ®­îc x¸c ®Þnh bëi nhµ khai th¸c GPRS. Møc ®é sö dông m¹ng d÷ liÖu ngoµi: c¸c th«ng tin vÒ khèi l­îng d÷ liÖu göi ®i vµ nhËn tõ c¸c m¹ng d÷ liÖu ngoµi. Møc ®é sö dông c¸c ®Þa chØ giao thøc d÷ liÖu gãi: th«ng tin tÝnh c­íc l­u l¹i thêi gian MS sö dông c¸c ®Þa chØ giao thøc d÷ liÖu gãi PDP cña MS. VÞ trÝ cña MS: c¸c th«ng tin vÒ HPLMN, VPLMN vµ cã thÓ thªm c¸c th«ng tin vÞ trÝ víi ®é chÝnh x¸c cao h¬n. 1.3.2. Chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn vµ truyÒn dÉn gãi “TuyÕn”: ®­îc ®Þnh nghÜa gåm c¸c nót yªu cÇu sö dông cho truyÒn t¶i c¸c b¶n tin trong cïng mét m¹ng hoÆc gi÷a c¸c m¹ng PLMN. Mét tuyÕn ph¶i cã nót gèc (ph¸t b¶n tin), cã hoÆc kh«ng cã c¸c nót chuyÓn tiÕp vµ mét nót ®Ých (nhËn b¶n tin). “§Þnh tuyÕn”: lµ qu¸ tr×nh x¸c ®Þnh vµ sö dông mét sè nguyªn t¾c thÝch hîp ®Ó lùa chän tuyÕn sÏ truyÒn mét b¶n tin trong mét m¹ng hoÆc gi÷a c¸c m¹ng PLMN. Chøc n¨ng chuyÓn tiÕp (Relay Function) Chøc n¨ng chuyÓn tiÕp lµ mét ph­¬ng thøc mµ mét nót m¹ng chuyÓn c¸c ®¬n vÞ d÷ liÖu gãi PDU nhËn ®­îc tõ mét nót råi chuyÓn tíi mét kªnh ®Çu ra thÝch hîp cho nót tiÕp theo trong tuyÕn. SGSN vµ GGSN g¸n thªm sè thø tù vµo c¸c PDU. SGSN cã thÓ s¾p xÕp l¹i c¸c PDU tr­íc khi chuyÓn tíi SNDCP; GGSN cã thÓ s¾p xÕp l¹i c¸c PDU tr­íc khi truyÒn tíi ®iÓm tham chiÕu Gi. Chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn (Rounting Function) Chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn sö dông ®Þa chØ ®Ých trong b¶n tin ®Ó x¸c ®Þnh nót nhËn b¶n tin vµ sö dông c¸c dÞch vô líp d­íi ®Ó ®­a c¸c b¶n tin nµy tíi GSN. Chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn sÏ lùa chän ®­êng truyÒn cho hop tiÕp theo trong tuyÕn. C¸c chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn vµ truyÒn dÉn gãi: §Þnh tuyÕn vµ truyÒn dÉn gãi gi÷a thiÕt bÞ di ®éng vµ m¹ng ngoµi. §Þnh tuyÕn vµ truyÒn dÉn gãi gi÷a thiÕt bÞ di ®éng vµ m¹ng PLMN GPRS kh¸c. §Þnh tuyÕn vµ truyÒn dÉn gãi gi÷a c¸c thiÕt bÞ di ®éng kh¸c nhau. C¸c PDP PDU sÏ ®­îc ®Þnh tuyÕn vµ truyÒn gi÷a MS vµ GGSN nh­ c¸c ®¬n vÞ d÷ liÖu m¹ng (N-PDU). C¸c PDP PDU ®­îc truyÒn gi÷a SGSN vµ MS bëi giao thøc SNDCP, gi÷a SGSN vµ GGSN bëi giao thøc TCP/IP hoÆc giao thøc UDP/IP. D÷ liÖu ®­îc truyÒn bëi giao thøc Tunnelling qua ®­êng hÇm. Mét ®­êng hÇm ®­îc x¸c ®Þnh bëi sè nhËn d¹ng (TID) vµ ®Þa chØ SGN. Chøc n¨ng phiªn dÞch vµ s¾p xÕp ®Þa chØ (Address Translation and Mapping Function) Phiªn dÞch ®Þa chØ lµ sù chuyÓn ®æi mét ®Þa chØ lo¹i nµy thµnh mét ®Þa chØ lo¹i kh¸c. Chøc n¨ng phiªn dÞch vµ s¾p xÕp ®Þa chØ chuyÓn ®æi ®Þa chØ giao thøc m¹ng ngoµi thµnh ®Þa chØ m¹ng néi bé nh»m phôc vô cho viÖc ®Þnh tuyÕn c¸c gãi tin trong m¹ng PLMN hoÆc gi÷a c¸c m¹ng PLMN. Chøc n¨ng ®ãng gãi (Encapsulation Function) GPRS truyÒn trong suèt PDP PDU gi÷a m¹ng ngoµi vµ MS. C¸c PDP ®­îc ®ãng gãi vµ t¸ch gãi nh»m phôc vô ®Þnh tuyÕn trong m¹ng. §ãng gãi cho phÐp g¾n thªm th«ng tin ®iÒu khiÓn vµ ®Þa chØ vµo mét PDU. T¸ch gãi lµ qu¸ tr×nh ng­îc l¹i: t¸ch ®Þa chØ vµ th«ng tin ®iÒu khiÓn tõ gãi ®Ó lÊy ra ®¬n vÞ d÷ liÖu ban ®Çu. Chøc n¨ng ®ãng gãi ®­îc thùc hiÖn gi÷a c¸c SGN trong backbone vµ gi÷a c¸c SGSN vµ MS. Chøc n¨ng Tunnelling Tunnelling lµ mét ph­¬ng thøc truyÒn dÉn c¸c PDU ®· ®­îc ®ãng gãi trong hoÆc gi÷a c¸c m¹ng PLMN tõ mét ®iÓm ®ãng gãi tíi mét ®iÓm t¸ch gãi. Tunnel (®­êng hÇm) lµ mét giao tuyÕn hai chiÒu kÕt nèi ®iÓm-®iÓm nh­ng chØ cã ®iÓm cuèi cña tunnel lµ ®­îc x¸c ®Þnh. Chøc n¨ng nÐn (Compression Function) Chøc n¨ng nµy cho phÐp sö dông tèi ­u dung l­îng cña phÇn v« tuyÕn b»ng c¸ch truyÒn ®i c¸c SDU cµng nhá (nÐn) cµng tèt mµ vÉn ®¶m b¶o néi dung trong nã. Chøc n¨ng m· ho¸ (Ciphering Function) Cho phÐp b¶o mËt d÷ liÖu vµ d÷ liÖu cña ng­êi sö dông qua c¸c kªnh v« tuyÕn vµ b¶o vÖ m¹ng PLMN tõ nh÷ng ng­êi x©m ph¹m. Chøc n¨ng qu¶n lý tªn miÒn (Domain Name Server) Lµ chøc n¨ng Internet chuÈn ®¶m b¶o thèng nhÊt t­¬ng øng gi÷a tªn gäi, chøc n¨ng vµ ®Þa chØ cña c¸c GSN trong m¹ng. 1.3.3. C¸c chøc n¨ng qu¶n lý di ®éng Chøc n¨ng nµy thùc hiÖn t­¬ng tù nh­ trong hÖ thèng GSM. C¸c chøc n¨ng qu¶n lý di ®éng ®­îc sö dông ®Ó theo dâi vÞ trÝ hiÖn t¹i cña MS trong m¹ng PLMN hoÆc trong m¹ng PLMN kh¸c. Mét hoÆc mét sè cell t¹o thµnh mét vïng ®Þnh tuyÕn (routing area), mét sè vïng ®Þnh tuyÕn t¹o thµnh mét vïng ®Þnh vÞ (location area). Mçi vïng ®Þnh tuyÕn ®­îc phôc vô bëi mét SGSN. ViÖc theo dâi vÞ trÝ cña MS phô thuéc vµo tr¹ng th¸i qu¶n lý di ®éng nh­ sau: Khi MS trong tr¹ng th¸i STANBY (chê): vÞ trÝ cña MS ®­îc biÕt ë cÊp mét vïng ®Þnh tuyÕn. Khi MS trong tr¹ng th¸i READY (s½n sµng): vÞ trÝ cña MS ®­îc biÕt ë cÊp mét cell. a. C¸c tr¹ng th¸i cña MS GPRS cã 3 tr¹ng th¸i qu¶n lý di ®éng kh¸c nhau: Tr¹ng th¸i IDLE (rçi) Tr¹ng th¸i nµy ®­îc sö dông khi thuª bao MS kh«ng ho¹t ®éng (kh«ng khai b¸o kÕt nèi m¹ng GPRS). trong tr¹ng th¸i IDLE cña GPRS, thuª bao kh«ng ®­îc g¸n chøc n¨ng qu¶n lý di ®éng (MM). C¸c context cña MS vµ SGSN kh«ng chøa c¸c th«ng tin ®Þnh tuyÕn vµ th«ng tin vÞ trÝ thuª bao. ViÖc nh¾n tin vµ truyÒn d÷ liÖu kh«ng thùc hiÖn ®­îc nh­ng MS cã thÓ nhËn d÷ liÖu trong dÞch vô PTM-M (dÞch vô ®iÓm-®a ®iÓm: lµ dÞch vô trong ®ã b¶n tin ®­îc ph¸t tíi tÊt c¶ c¸c thuª bao hiÖn thêi trong mét vïng ®Þa lý). §Ó thiÕt lËp c¸c MM context trong MS vµ SGSN, MS ph¶i thùc hiÖn thñ tôc khai b¸o kÕt nèi m¹ng (GPRS attach). Tr¹ng th¸i STANBY (chê): Trong tr¹ng th¸i nµy, thuª bao ®· khai b¸o kÕt nèi m¹ng vµ ®­îc qu¶n lý di ®éng. Lóc nµy m¹ng biÕt MS ®ang n»m ë mét vïng ®Þnh tuyÕn nµo. MS cã thÓ nhËn c¸c trang nh¾n tin b¸o hiÖu, d÷ liÖu vµ cã thÓ c¶ c¸c trang nh¾n cña dÞch vô chuyÓn m¹ch kªnh. Tr¹ng th¸i nµy ch­a thÓ truyÒn vµ nhËn d÷ liÖu. MS thùc hiÖn lùa chän vïng ®Þnh tuyÕn GPRS (routing area) vµ chän cell côc bé. MS sö dông c¸c thñ tôc di ®éng ®Ó khai b¸o cho SGSN khi vµo vïng ®Þnh tuyÕn míi, nh­ng kh«ng cÇn th«ng b¸o khi thay ®æi cell trong cïng mét vïng ®Þnh tuyÕn. Do ®ã, th«ng tin vÒ vÞ trÝ cña MS trong MM context cña SGSN chØ chøa sè nhËn d¹ng vïng ®Þnh tuyÕn RAI (Routing Area Identifier). NÕu hÕt thêi gian STANBY, MS chuyÓn vÒ tr¹ng th¸i IDLE vµ viÖc qu¶n lý di déng hÕt hiÖu lùc. NÕu MS cÇn göi d÷ liÖu th× nã chuyÓn sang tr¹ng th¸i READY. Tr¹ng th¸i READY (s½n sµng) MS thùc hiÖn c¸c thñ tôc qu¶n lý di ®éng vµ m¹ng biÕt thuª bao ®ang ë cell nµo. SGSN göi d÷ liÖu tíi MS mµ kh«ng cÇn t×m gäi MS vµ MS göi d÷ liÖu tíi SGSN bÊt cø lóc nµo. MS cã thÓ kÝch ho¹t hoÆc gi¶i phãng PDP context, MM context vÉn ®­îc duy tr× trong tr¹ng th¸i READY dï MS cã hay kh«ng ®­îc cung cÊp tµi nguyªn v« tuyÕn thËm chÝ khi kh«ng cã d÷ liÖu ®­îc truyÒn. Tr¹ng th¸i READY ®­îc gi¸m s¸t bëi mét bé ®Þnh thêi. Mét phiªn MM sÏ chuyÓn tõ tr¹ng th¸i READY sang tr¹ng th¸i STANBY khi bé ®Þnh thêi READY kÕt thóc. H×nh 1.4: M« h×nh qu¶n lý di ®éng b. C¸c chøc n¨ng qu¶n lý nguån tµi nguyªn v« tuyÕn C¸c chøc n¨ng qu¶n lý tµi nguyªn v« tuyÕn liªn quan tíi viÖc Ên ®Þnh vµ duy tr× c¸c tuyÕn th«ng tin v« tuyÕn. Nguån tµi nguyªn v« tuyÕn cña GSM ®­îc chia sÎ gi÷a c¸c dÞch vô cña chuyÓn m¹ch kªnh (tho¹i, sè liÖu) vµ c¸c dÞch vô chuyÓn m¹ch gãi GPRS. Ch­¬ng II: HÖ th«ng th«ng tin di ®éng 3g(UMTS) 2.1. Qu¸ tr×nh n©ng cÊp tõ 2G lªn 2,5G. Do xu h­íng ngµy cµng truyÒn sè liÖu qua chuyÓn m¹ch gãi thu hót ®­îc nhiÒu thuª bao, kh¶ n¨ng v­ît qu¸ nhu cÇu th«ng tin tho¹i. ViÖc chuÈn ho¸ vµ giíi thiÖu c¸c dÞch vô cña c«ng nghÖ GSM ®· diÔn ra trong mét thê gian dµi. Mét sè l­îng lín c¸c tÝnh n¨ng hay cña hÖ thèng GSM ®· ®­îc triÓn khai nªn viÖc c¶i tiÕn hÖ thèng GSM theo tõng giai ®o¹n lµ cÇn thiÕt. HÖ thèng th«ng tin di ®éng 2G víi môc tiªu lµ hç trî dÞch vô tho¹i vµ truyÒn sè liÖu nh­ng víi tèc ®é thÊp. §Ó phôc vô c¸c dÞch vô kü thuËt sè, GSM 2G m¹ng chuyÓn m¹ch kªnh ®­îc thiÕt kÕ tèi ­u cho m¹ng ISDN (Intergrate Services Digital Network: m¹ng sè liÖu ®a dÞch vô). ( Tæng ®µi MSC: Mobile Switching Center: trung tam chuyÓn m¹ch di ®éng, thùc chÊt lµ tæng ®µi chuyÓn m¹ch kªnh ISDN). Chia sÎ chung tµi nguyªn kªnh do ®ã hiÖu suÊt sö dông kªnh gi¶m. Do nh÷ng h¹n chÕ cña c«ng nghÖ GSM 2G, vµ do ph¶i thÝch øng víi xu h­íng ph¸t triÓn mµ GSM 2G ®· ®­îc n©ng cÊp lªn GSM 2,5G hay GPRS (General Packet Radio Service: dÞch vô v« tuyÕn nãi chung). Trong thùc tÕ kh«ng cã GPRS riªng biÖt mµ nã dùa trªn m¹ng GSM 2G. GPRS lµ sù n©ng cÊp cña GSM ®Ó ®­a vµo dÞch vô chuyÓn m¹ch gãi mµ v©n duy tr× chuyÓn m¹ch kªnh vèn cã. N©ng cÊp m¹ng GSM nh»m thÝch hîp h¬n cho viÖc truyÒn d÷ liÖu mét c¸ch hiÖu qu¶ nhÊt. GPRS c¶i thiÖn viÖc sö dông tµi nguyªn v« tuyÕn, tèc ®é truyÒn sè liÖu cao h¬n, kh¸ch hµng chØ ph¶i tr¶ tiÒn cho sè gãi tin göi vµ nhËn, ngoµi ra thêi gian truy cËp còng ng¾n h¬n. Víi m¹ng GSM ng­êi sö dông ph¶i mÊt vµi gi©y ®Ó truy cËp vµ chØ ®¹t tèc ®é truyÒn tèi ®a lµ 9,6kb/s, th× dÞch vô GPRS thêi gian truy cËp m¹ng thÊp h¬n mét gi©y vµ tèc ®é truyÒn cã thÓ ®¹t ®Õn 171,2kb/s. GPRS cung cÊp 2 lîi Ých chÝnh cho nhµ khai th¸c vµ nh÷ng ng­êi sö dông dÞch vô sè liÖu: Lµm gi¶m chi phÝ kÕt nèi ®­îc cung cÊp, v× GPRS sö dông tµi nguyªn v« tuyÕn vµ tµi nguyªn m¹ng hiÖu qu¶ h¬n. Víi GPRS c¸c øng dông chØ chiÕm gi÷ m¹ng khi sè liÖu thùc sù ®­îc truyÒn. Hç trî IP mét c¸ch trong suèt. B»ng viÖc t¹o ®­êng hÇm cña giao thøc IP th«ng suèt tõ ®Çu cuèi di ®éng ®Õn Internet hoÆc Intranet. Theo quan ®iÓm dÞch vô th× GPRS më ®Çu ch b­íc ph¸t triÓn ®Ó nhiÒu lo¹i dÞch vô chuyÓn m¹ch gãi truyÒn thèng cã thÓ ®­îc chuyÓn ®æi vµ sö dông qua c«ng nghÖ GPRS. §iÓn h×nh la WAP(Wireless Application Protocol: thñ tôc øng dông kh«ng d©y )mµ tiÒm n¨ng cña nã sÏ ®­îc khai th¸c m¹nh khi sö dông GPRS. Muèn n©ng cÊp GSM 2G trë thµnh GSM/ GPRS th× vÊn ®Ò ®Æt ra la ph¶I gi¶I quyÕt: 2.1.1. Gi¶i ph¸p thø 1 B¶o ®¶m chÊt l­îng dÞch vô QoS cho tÊt c¶ c¸c dÞch vô, c¸c tin tøc. Gi¶i quyÕt vÊn ®Ò ®ång bé vµ vÊn ®Ò b¶o mËt t­¬ng ®èi khã kh¨n h¬n so víi c¸c vÊn ®Ò kh¸c. M¹ng GSM/GPRS ph¶i t­¬ng thÝch víi GSM2G tõ viÖc x©y dùng c¬ së h¹ tÇng ®Õn c¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi. - Ph©n chia ®éng tµi nguyªn theo yªu cÇu thuª bao b¶o ®¶m QoS cho tõng dÞch vô ®Ó n©ng cao hiÖu suÊt sù dông kªnh. - Thay ®æi vÒ m¹t vËt lý: GPRS t¸ch viÖc cÊp ph¸t tµi nguyªn 2 ng­ìng déc lËp víi nhau. §­a ra khèi v« tuyÕn ®Ó phôc vô cho c¸c gãi truyÒn d÷ liÖu. NÕu nh­ GSM chØ cã mét s¬ ®å m· ho¸ thi GSM/GPRS cã 4 s¬ ®å m· ho¸ S¬ ®å m· ho¸ kªnh Sè bÝt cùc ®¹i trong 20ms Sè bit söa lçi Sè bit chäc bá/s HÖ sè m· söa lçi Tèc ®é sè liÖu cho 1 khe CS1 160 40 0 r=1/2 8kbps CS2 240 16 132 2/3 12 CS3 288 16 220 3/4 14.4 CS4 400 16 0 1 20 C¨n cø vµo tèc ®é ®­êng truyÒn v« tuyÕn tèt hay xÊu ®Î chän s¬ ®å m· ho¸ cã tèc ®é bit cao th× kh¶ n¨ng söa lçi yÕu.S¬ ®å tèc ®é thÊp th× kh¶ n¨ng söa lçi cao h¬n. Sù lùa chän nµy theo kiÓu ®éng tuú thuéc vµo cÊht l­îng ®­êng truyÒn v« tuyÕn vµ tuú thuéc vµo lo¹i tin tøc. Thay ®æi vÒ kªnh logic Thay ®æi ®é sím ®Þnh thêi; thêi ®iÓm chuyÓn giao nhËn thùc thuª bao: khi truyÒn thoai:nhËn thùc , khi truyÒn sè liÖu:nhËn thùc. 2.1.2. Gi¶i ph¸p thø 2 Lµ thªm 2 nót hç trî dÞch vô mang di ®éng lµ SGSN vµ GGSN thªm c¶ PCU. TE MT BS MSC/VLR BS SMS PCU SGSN1 SGSN2 GGSN H×nh 2.1. CÊu tróc m¹ng GPRS SGSN: Serving GPRS Support Node : Nót hç trî dÞch vô GPRS GGSN: Gateway GPRS Suppor Node : Nót hç trî GPRS PCU : Packet Control Unit : §¬n vÞ ®iÒu khiÓn gãi 1. SGSN BS BS BS PCU PCU PCU SGSN GGSN SGSN INTERNET H×nh 2.2. CÊu tróc m¹ng cña SGSN vµ GGSN Trong m¹ng GSM/GPRS :SGSN cã vai trß, vÞ trÝ t­¬ng tù MSC/VLR MSC: Mobile Switching Centrer : Trung t©m chuyÓn m¹ch di ®éng VLR: Visister Location Regiter : Thanh ghi ®Þnh vÞ t¹m tró. SGSN phôc vô cac MS theo cïng l·nh thæ do ®ã mét m¹ng di d«ng cã nhiÒu SGSN. C¸c SGSN kh¸c nhau vÒ vïng phôc vô ph©n chia theo ®Þa lý, kh«ng nhÊt thiÕt vïng phôc vô nµy ph¶I trïng vïng phôc vô MSC. §Ó phôc vô chuyÓn m¹ch goi,SNSG cã mét sè chøc n¨ng ®Æc biÖt sau: - §Þnh tuyÕn gäi - Phôc vô truyÒn c¸c b¶n tin ng¾n. - M · ho¸ sè liÖu gãi kh¸c víi GSM2G GSM2G: Xö lý mËt m· MS BTS GPRS: MS BTS SGSN NÐn sè liÖu : mµo ®Çu khung sè liÖu ®­îc nÐn theo RFC 1144, cßn sè liÖu th× ®­îc nÐn theo 42bit. Tham gia tÝnh c­íc, thu nhËp vµ truyÒn ®I c¸c th«ng tin tÝnh c­íc. Tham gia chuyÓn giao : NÕu sù chuyÓn giao lam thay ®æi SGSN th× SGSN cã tr¸ch nhiÖm b¶o ®¶m tÊt c¶ c¸c gãi sè liÖu nµo ch­a ®­îc MS x¸c nhËn ph¶I ®­îc kÕt nèi sao cho cã thÓ chuyÓn giao toµn m¹ng. 2. GGSN §èi víi m¹ng internet, GGSN lµ mét bé ®Þnh tuyÕn chuÈn, nã lµ mét tæng ®µi chuyÓn m¹ch gãi c¶I tiÕn cho GSM/GPRS. NÕu SGSN phô thuéc vµo ®Þa lý th× GGSN kh«ng phô thuéc ®Þa lý mÆc dï mét mang cã thÓ cã nhiÒu SGSN. C¸c ®Æc ®iÓm cña GGSN 1.ThiÕt lËp hoµn c¶nh vµ ®iÒu kiÖn cho giao thøc sè liÖu gãi: Tr­íc mét lÇn liªn l¹c th× mét giao thøc sè liÖu gãi ph¶I ®­îc kÝch ho¹t gi÷a MS víi m¹ng. NghÜa lµ MS trong m¹ng tho¶ thuËn víi nhau vÒ ®Þa chØ vµ c¸c tham sè truyÒn dÉn. Tuy co sù tham gia cña SGSN nh­ng GGSN chÞu tr¸ch nhiÖm chÝnh vÒ kÝch ho¹t hoµn c¶nh vµ ®iÒu kiÖn cho giao thøc sè liÖu gãi vµ do ®ã chÞu t¶i xö lý chñ yÕu. 2. Chøc n¨ng Neo C¸c gãi sè liÖu tõ m¹ng ngoµi cÇn mét ®iÓm ®Õn cè ®Þnh ë GSM/GPRS , bÊt kÓ MS ®ang di ®äng nh­ thÕ nµo. V× vËy GGSN qu¶n lý cuéc gäi chuyÓn gãi phôc vô MS tõ ®Çu ®Õn cuèi, dï MS chuyÓn giao, chuyÓn vïng (cã thÓ thay ®æi SGSN nh­ng kh«ng thay ®æi GGSN) 3.TÝnh c­íc NÕu SGSN thu thËp tin tøc c­íc néi bé th× GGSN thu thËp tin t­c liªn quan ®Õn m¹ng bªn ngoµi. 4.Cæng ra( BG: Border Gateway) GGSN thùc hiÖn chøc n¨ng cæng ra cña m¹ng di ®«ng. Cæng ra cña 2 m¹ng di ®éng cã kÕt nèi víi nhau sao cho phôc vô sù chuyÓn vïng cña MS. 3.PCU Thùc hiÖn viÖc chuyÓn gãi sè liÖu thµnh c¸c khung PCU .C¸c PCU ®­îc truyÒn trong suèt ®Ðn BTS .T¹i BTS khung PCU ®­¬c sö lý thªm(m· ho¸ kªnh).PCU cßn cã nhiÖm vô cho GPRS (RLC/MAC). RLC vµ MAC lµ 2 giao thøc quan träng. Mét kü thuËt ®iÒu chÕ míi cã thÓ ¸p dông t¹i giao diÖn v« tuyÕn lµ 8-PSK sao cho mét ký tù cã thÓ m¹ng mét tæ hîp 3 bit th«ng tin vµ do vËy tèc ®é bÝt sÏ ®­î­c c¶i thiÖn ®¶ng kÓ. Tèc ®é tõ 9,6kbps t¨ng lªn 48kbps cho mét kªnh. Kü thuËt lµ t¨ng tèc ®é d÷ liÖu trªn ®­îc gäi lµ EDGE. Sù ph¸t triÓn cña EDGE ®­îc chia lµm 2 giai ®o¹n: - Giai ®o¹n 1: ®­îc biÕt ®Õn nh­ E-GPRS, ë giai ®o¹n nµy EDGE x¸c ®Þnh c¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ vµ m· ho¸ kªnh nh»m ®¹t ®­îc tèc ®é d÷ liÖu lªn ®Õn 384kbps cho l­u l­îng chuyÓn m¹ch gãi d­íi c¸c ®iÒu kiÖn x¸c ®Þnh. Ngoµi ra thiÕt bÞ ®Çu cuèi EDGE ph¶i ë gÇn BTS ®Ó sö dông tèc ®é m· hãa kªnh cao h¬n. Giai ®o¹n 2: E-HSCSD nh»m ®¹t ®­îc tèc ®é truyÒn d÷ liÖu trªn c¸c dich vô chuyÓn m¹ch kªnh. 2.2. HÖ thèng di ®éng 3G UMTS (Universal Mobile Telephone System) lµ gi¶i ph¸p tæng qu¸t cho c¸c n­íc sö dông c«ng nghÖ GSM. UMTS do tæ chøc 3GPP qu¶n lý. 3GPP còng ®ång thêi chÞu tr¸ch nhiÖm vÒ c¸c chuÈn m¹ng di ®éng nh­ GSM, GPRS, EDGE. UMTS ®«i khi cßn cã tªn lµ 3GSM, dïng ®Ó nhÊn m¹nh sù liªn kÕt gi÷a 3G vµ chuÈn GSM. UMTS hç trî tèc ®é truyÒn d÷ liÖu ®Õn 1920Kbps, mÆc dï trong thùc tÕ hiÖu suÊt ®¹t ®­îc chØ vµo kho¶ng 384Kbps, vµ lµ sù lùa chon hoµn h¶o ®Çu tiªn cho gi¶i ph¸p truy cËp Internet gi¸ rÎ b»ng thiÕt bÞ do ®éng. 2.2.1. CÊu tróc m¹ng HÖ thèng UMTS ®­îc x©y dùng trªn c¬ së GSM do vËy hÖ thèng nµy cã xu h­íng tËn dông tèi ®a c¬ së h¹ tÇng GSM. CÊu tróc m¹ng 3G: BTS RNC RNC GGSN MSC HLR VLR GGSN MPE UTRAN M¹ng lâi H×nh 2.3. CÊu tróc m¹ng UMTS. UTRAN: M¹ng truy cËp v« tuyÕn toµn cÇu RNC: Bé ®iÒu khiÓn m¹ng v« tuyÕn RNS: Ph©n hÖ m¹ng v« tuyÕn MPE: ThiÕt bÞ xö lý ®a m«I tr­¬õng NhiÖm vô chÝnh cña UTRAN lµ t¹o vµ duy tr× c¸c kªnh m¹ng truy cËp v« tuyÕn (RAD) ®Ó thùc hiÖn th«ng tin gi÷a c¸c thiÕt bÞ di ®éng (UE) víi m¹ng lâi (CN). NhiÖm vô cña UTRAN lµ thùc hiÖn c¸c dÞch vô m¹ng qua c¸c giao diÖn më Uu vµ Iu. NhiÖm vô ®ã ®­îc thùc hiÖn víi sù phèi hîp cña m¹ng lâi. C¸c kªnh m¹ng v« tuyÕn (RAB) tho¶ m·n c¸c yªu cÇu QoS ®­îc thiÕt lËp bëi m¹ng lâi(CN). UTMS cã 2 m¹ng ®­êng trôc chÝnh ®ång ®ã lµ chuyÓn m¹ch kªnh vµ chuyÓn m¹ch gãi. RNC: qu¶n lý tµi nguyªn v« tuyÕn cÊp ph¸t sang, cÊp ph¸t m· tr¶i phæ, m· ngÉu nhiªn ho¸, ®Þnh møc c«ng suÊt cña tõng kªnh. Mét RNC cïng víi nhiÒu BTS t¹o thµnh nhiÒu RNS. ChØ mét RNS ®iÒu khiÓn kÕt nèi mçi MS víi m¹ng. C¸c RNS kh¸c cã thÓ trî gióp ghi MS di ®éng. MPE: chuyÓn ®æi c¸c m· gi÷a c¸c tiªu chuÈn kh¸c nhau cho viÖc m· ho¸ ©m thanh, h×nh ¶nh ®iÒu khiÓn b¸o hiÖu khi phôc vô c¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi ®a ph­¬ng tiÖn rÊt kh¸c nhau. 2.2.2. CÊu tróc kªnh 1. M« h×nh ph©n líp Higher Layer RRC Higher Layers PDCP BMC RLC MAC VËt lý => Kªnh vËt lý H×nh 2.4. M« h×nh ph©n líp RRC: §iÒu khiÓn tµi nguyªn v« tuyÕn PDCP: Thñ tôc héi tô gãi sè liÖu BMC: §iÒu khiÓn qu¶ng b¸ RLC: §iÌu khiÓn liªn kÕt v« tuyÕn MAC: §iÒu khiÓn truy cËp ®a ph­¬ng tiÖn - RRC cã chøc n¨ng sö lý 2 lo¹i b¶n tin: khëi nguån tõ MS ho¹c ®Õn MS. Khëi nguån tõ chÝnh RRC: lo¹i nµy dïng ®Ó ph©n chia tµi nguyªn, yªu cÇu MS ®o l­êng vµ b¸o c¸o, gióp RRC cÊu h×nh c¸c líp bªn d­íi. Nh÷ng b¶n tin nµy ®­îc truyÒn trùc tiÕp ®Õn c¸c líp ®­îc cÊu h×nh. 2. CÊu tróc kªnh. - Kªnh logic : c¸c kªnh logic kh¸c nhau sö dung cho c¸c dich vô truyÒn sè liÖu kh¸c nhau ë ph©n líp MAC. C¸c kªnh logic cã thÓ ®­îc chia thnµh nhãm kªnh ®iÒu khiÕn vµ nhãm kªnh l­u l­îng. Nhãm kªnh ®iÒu khiÓn bao gåm: 1.Kªnh ®iÒu khiÓn qu¶ng b¸-BCCH 2. Kªnh ®iÒu khiÓn nh¾n tin-PCCH 3. Kªnh ®iÒu khiÓn dµnh riªng-DCCH 4. Kªnh ®iÒu khiÓn chung-CCCH 5. Kªnh ®iÒu khiÓn ph©n chia kªnh-SHCCH 6. Kªnh ®iÒu khiÓn riªng cho ODMA-ODCCH 7. Kªnh ®iÒu khiÓn chung cho ODMA-OCCCH Nhãm kªnh l­u l­îng bao gåm: Kªnh l­u l­îng dµnh riªng-DTCH Kªnh l­u l­îng dµnh riªng cho ODMA-DTCH Kªnh l­u l­îng chung- CTCH Kªnh truyÒn dÉn: c¸c kªnh truyÒn dÉn cã nhiÖm vô truyÒn th«ng tin gi÷a ph©n líp MAC vµ líp vËt lý. C¸c kªnh truyÒn dÉn ®­îc ph©n lo¹i chung hoÆc thµnh 2 nhãm: c¸c kªnh chung vµ c¸c kªnh riªng. Kªnh vËt lý: kªnh vËt lý ë chÕ ®é FDD. C¸c kªnh vËt lý trong FDD cã d¹ng cÊu tróc líp nh­ c¸c khung v« tuyÕn vµ c¸c khe thêi gian. Khung v« tuyÕn l;µ mét khèi xö lý bao gåm 15 khe thêi gian cã chiÒu dµi 38400 chip, vµ khe thêi gian lµ mét khèi c¸c tr­êng bit cã chiÒu dµi 2560 chip. CÊu h×nh khe thêi gian biÕn ®æi tuú thuéc tèc ®é bit cña kªnh vËt lý.V× thÕ sè bit trªn mét khe thêi gian cã thÓ kh¸c nhau ®èi víi c¸c kªnh vËt lý kh¸c nhau vµ trong mét vµi tr­êng hîp cã thÓ biÕn ®æi theo thêi gian. Mét kªnh v« tuyÕn t­¬ng øng víi mét m·, mét tÇn sè sãng mang cô thÓ. C¸c kªnh vËt lý ®­îc ph©n lµm 2 lo¹i lµ kªnh ®­êng lªn vµ ®­êng xuèng, kªnh dµnh riªng vµ kªnh chung. C¸c ®Æc ®iÓm chung cña UMTS: B¨ng th«ng réng h¬n, khung v« tuyÕn ®­îc sö dông lµm ®¬n vÞ vËt lý lµ 10ms/15 khe, cã 2500 chip. VËn hµnh dÞ bé, mçi mÆt b»ng tr¹m gèc cã thÓ vËn hµnh di bé do ®ã cÇn mét m· ngÉu nhiªn ho¸ riªng biÖt ®Æc tr­ng ë mçi cell. UMTS kh«ng cÇn tham chiÕu thêi gian GPS nh­ IS-95 M· ho¸ kªnh kh¶ biÕt, m· ho¸ söa lçi kh¸ biÕn M· ho¸ tr¶i phæ cã hÖ sè tr¶i phæ kh¶ biÕn. C¸c kªnh b¸o hiÖu cã hÖ sè tr¶i phæ 256, c¸c kªnh sè liÖu ng­êi dïng h­íng lªn cã hÖ sè tr¶i phæ tõ 4-256, c¸c kªnh b¸o hiÖu sè liÖu ng­êi dïng h­íng xuèng cã hÖ sè tr¶i phæ tõ 4-512. M· ngÉu nhiªn ho¸ ë h­íng lªn vµ xuèng lµ m· phøc. H­íng lªn cã lo¹i m· dµi 38.400 chip/10ms, m· ng¾n 256chip/10ms. H­íng xuèng cã mét m· ngÉu nhiªn ho¸ s¬ cÊp vµ 15 m· ngÉu nhiªn ho¸ thø cÊp, mçi m· cã 3400chip/10ms. Tr¶i phæ phøc lµm gi¶m d¶i ®éng cña tÝn hiÖu do ®ã phï hîp víi viÖc sö dông bé khuÕch ®¹i phi tuyÕn cã hiÖu suÊt cao. C¸c ®iÒu chÕ MSK cña GSM 2G còng dïng ph­¬ng thøc nµy. B¨ng th«ng kh¶ biÕn ®¹t ®­îc b»ng c¸ch tr¶i phæ, c¸p ph¸t nhiÒu kªnh dµnh riªng, mét hay nhiÒu khe thêi gian. C¸c dÞch vô sè liÖu gãi ®­îc hç trî mét c¸ch linh ho¹t c¨n cø vµo s¬ ®å ALOHA ph©n khe. Cã øng dông nh÷ng kü thuËt míi: gi¶i ®iÒu chÕ t­¬ng can ë c¶ hai h­íng, ph¸t hiÖn ph©n biÑt nhiÒu ng­êi dïng, m¹ng anten thÝch øng. Ph¸t ph©n tËp: ë GSM cã thu ph©n tËp. §iÒu khiÓn c«ng suÊt 1500lÇn/1s. KÕt luËn Trªn ®©y lµ toµn bé néi dung §å ¸n tèt nghiÖp cña em víi ®Ò tµi “HÖ thèng th«ng tin di ®éng GSM vµ h­íng ph¸t triÓn GPRS”. MÆc dï b¶n th©n ®· rÊt cè g¾ng vµ ®­îc sù gióp ®ì tËn t×nh cña thÇy gi¸o h­íng dÉn L©m Hång Th¹ch. Song do tr×nh ®é hiÓu biÕt cña b¶n th©n cßn nhiÒu h¹n chÕ, thêi gian chuÈn bÞ ng¾n, nguån tµi liÖu kh«ng nhiÒu, nªn kh«ng tr¸nh khái thiÕu sãt. VËy b¶n th©n em rÊt mong nhËn ®­îc sù chØ b¶o thªm cña thÇy gi¸o h­íng dÉn, sù gãp ý cña c¸c thÇy c« gi¸o khoa §iÖn tö-ViÔn th«ng còng nh­ cña c¸c b¹n sinh viªn, ®Ó em kh¾c phôc nh÷ng thiÕu sãt ®ã ®Ó hoµn thiÖn thªm kiÕn thøc cña m×nh. Em xin ch©n thµnh c¸m ¬n thÇy gi¸o h­íng dÉn thÇy L©m Hång Th¹ch ®· tËn t×nh chØ b¶o cho em hoµn thµnh §å ¸n tèt nghiÖp nµy. Sinh viªn: §Æng ThÞ Thuú Dung B¶ng tra cøu c¸c thuËt ng÷ viÕt t¾t ThuËt ng÷ viÕt t¾t A/D Analog /Digital Bé chuyÓn ®æi tÝn hiÖu t­¬ng tù thµnh sè AGC Automatic Gain Control Tù ®iÒu khuÕch AGCH Access Grant Channel Kªnh cho phÐp truy nhËp AICH Acquisition Indication Channel Kªnh chØ thÞ b¾t ATM Asynchronous Transfer Mode ChÕ ®é truyÒn kh«ng ®ång bé AUC Authentication Center Trung t©m nhËn thùc BCH Broadcast Channel Kªnh qu¶ng b¸ BSC Base Station Controller Bé ®iÒu khiÓn tr¹m gèc BSIC Basic Station Identity Code M· nhËn d¹ng tr¹m gèc BTS Base Transceiver Station Tr¹m thu ph¸t gèc CD/CA-ICH Collision Detection/ Channel Assignment Indicator Channel Kªnh chØ thÞ Ên ®Þnh kªnh/ ph¸t hiÖn xung ®ét CD/CA-ICH Collision Detection/Channel Asignment Indicator Channel Kªnh chØ thÞ Ên ®Þnh kªnh/ Ph¸t hiÖn xung ®ét CDMA Code Division Multiple Access §a truy nhËp ph©n chia theo m· CN Core Network M¹ng lâi CPCH Common Physical Channel Kªnh vËt lý chung CPICH Common Pilot Channel Kªnh hoa tiªu chung CRC Cyclic Redundancy Check M· dÞch vßng CS Circuit Switch ChuyÓn m¹ch kªnh CSCF Call State Control Function Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn tr¹ng th¸i cuéc gäi CSICH CPCH Status Indicator Channel Kªnh chØ thÞ tr¹ng th¸i CPCH CSPDN Circuit Switch Public Data Network M¹ng sè liÖu c«ng céng chuyÓn m¹ch kªnh D/A Digital/Analog Bé chuyÓn ®æi tÝn hiÖu sè thµnh t­¬ng tù DCCH Dedicated Control Channel Kªnh ®iÒu khiÓn riªng DPCCH Dedicated Physical Control Channel Kªnh ®iÒu khiÓn vËt lý riªng DPCH Dedicated Physical Channel Kªnh vËt lý riªng DPCH Downlink Physical Channel Kªnh vËt lý ®­êng xuèng DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kªnh vËt lý sè liÖu riªng DRNC Drift Radio Network Controller Bé ®iÒu khiÓn m¹ng v« tuyÕn tr«i DS SS Direct Sequence Spread Spectrum Tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp DS-CDMA Direct Sequence- Code Division Multiple Access §a truy nhËp ph©n chia theo m· tr¶i phæ chuçi trùc tiÕp DSCH Downlink Shared Channel Kªnh chia sÎ ®­êng xuèng EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Tèc ®é sè liÖu t¨ng c­êng ®Ó ph¸t triÓn GSM EIR Equipment Identity Register Bé ®¨ng ký nhËn d¹ng thiÕt bÞ ETSI European Telecommunication Standard Institute ViÖn tiªu chuÈn viÔn th«ng Ch©u ¢u FACCH Fast Assocrated Control Channel Kªnh ®iÒu khiÓn liªn kÕt nhanh FACH Forward Access Channel Kªnh truy nhËp ®­êng xuèng GGSN Gateway GPRS Support Node Nót hç trî GPRS cæng GMSC Gateway Mobile Service Switching Center Trung t©m chuyÓn m¹nh c¸c dÞch vô di ®éng cæng GPRS General Packet Radio Service DÞch vô v« tuyÕn gãi tæng hîp GSM Global System for Mobile Communication HÖ thèng th«ng tin di ®éng toµn cÇu GTP GPRS Tunneling Protocol Giao thøc xuyªn ®­êng hÇm GPRS HLR Home Location Register Bé ghi ®Þnh vÞ th­êng tró HSCSD High Speed Circuit Switched Data Sè liÖu chuyÓn m¹ch kªnh tèc ®é cao HSS Home Subscriber Server DÞch vô thuª bao th­êng tró (§¨ng ký th­êng tró) IF Intermediate Frequency Trung tÇn IMSI International Mobile Station Identity NhËn d¹ng tr¹m di ®éng quèc tÕ IP Internet Protocol Giao thøc Internet ISDN Integrated Service Digital Network M¹ng sè liªn kÕt ®a dÞch vô IWF Interworking Function Chøc n¨ng t­¬ng t¸c m¹ng LAI Location Area Identity NhËn d¹ng vïng ®Þnh vÞ MAC Medium Access Control §iÒu khiÓn truy nhËp trung gian MCC Mobile Country Code M· n­íc ME Mobile Equipment ThiÕt bÞ di ®éng MGCF Media Gateway Control Function Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn cæng c¸c ph­¬ng tiÖn MGW Media Gateway Cæng c¸c ph­¬ng tiÖn MNC Mobile Network Code M· m¹ng MRF Multimedia Resuorce Function Chøc n¨ng tµi nguyªn ®a ph­¬ng tiÖn MS Mobile Station Tr¹m di ®éng MSC Mobile Service Switching Center Trung t©m chuyÓn m¹nh c¸c dÞch vô di ®éng MSIN Mobile Station Identity Number Sè nhËn d¹ng tr¹m di ®éng MSRN Mobile Station Random Number Sè l­u ®éng cña tr¹m di ®éng MT Mobile Terminal M¸y di ®éng OMC Operation and Management Center HÖ thèng khai th¸c vµ b¶o d­ìng m¹ng PACCH Packet Associated Control Channel Kªnh ®iÒu khiÓn liªn kÕt gãi PAGCH Packet Access Grant Channel Kªnh cho phÐp truy nhËp gãi PCCCH Packet Common Control Channel Kªnh ®iÒu khiÓn chung gãi P-CCPCH Primary Common Control Physical Channel Kªnh vËt lý ®iÒu khiÓn chung s¬ cÊp PCH Paging Channel Kªnh t×m gäi PCPCH Physical Common packet Channel Kªnh vËt lý gãi chung PCU Packet Control Unit Khèi ®iÒu khiÓn d÷ liÖu gãi PDN Packet Data Network M¹ng d÷ liÖu gãi PDSCH Physical Downlink Shared Channel Kªnh vËt lý chia sÎ ®­êng xuèng PDTCH Packet Data Traffic Channel C¸c kªnh l­u l­îng sè liÖu gãi PICH Paging Indicator Channel Kªnh chØ thÞ t×m gäi PLMN Public Land Mobile Network M¹ng di ®éng c«ng céng mÆt ®Êt PN Pseudo Noise Gi¶ t¹p ©m PRACH Physical Random Access Channel Kªnh truy nhËp vËt lý ngÉu nhiªn PRACH Packet Random Access Channel Kªnh truy nhËp ngÉu nhiªn gãi PS Packet Switch ChuyÓn m¹ch gãi PSK Phase Shift Keying Kho¸ dÞch pha PSPDN Packet Switch Public Data Network M¹ng sè liÖu c«ng céng chuyÓn m¹ch gãi PSTN Public Switch Telephone Network M¹ng ®iÖn tho¹i chuyÓn m¹ch c«ng céng QPSK Quadrature Phase Shift Keying Kho¸ dÞch pha vu«ng gãc RAB Radio Access Bearer VËt mang truy nhËp v« tuyÕn RACH Random Access Channel Kªnh truy nhËp ngÉu nhiªn RAN Radio Access Network M¹ng truy nhËp v« tuyÕn RANAP Radio Access Network Application Part PhÇn øng dông m¹ng truy nhËp v« tuyÕn RF Radio Frequency TÇn sè v« tuyÕn (cao tÇn) RNC Radio Network Controller Bé ®iÒu khiÓn m¹ng v« tuyÕn RSC Recursive Systematic Convolutional Bé m· ho¸ xo¾n hÖ thèng håi quy R-SGW Roaming Signaling Gateway Cæng b¸o hiÖu chuyÓn m¹ng S-CCPCH Secondary Common Control Physical Channel Kªnh vËt lý ®iÒu khiÓn chung thø cÊp SCH Synchronous Channel Kªnh ®ång bé SF Spreading Factor HÖ sè tr¶i phæ SGSN Serving GPRS Support Note §iÓm hç trî GPRS phôc vô SMS-GMSC Short Message Service GatewayMobile Switching center Tæng ®µi di ®éng cã cæng cho dÞch vô b¶n tin ng¾n SMS-IWMSC Short Message Service Interworking Mobile Switching center Tæng ®µi di ®éng liªn m¹ng cho dÞch vô b¶n tin ng¾n SRNC Serving Radio Network Controller Bé ®iÒu khiÓn m¹ng v« tuyÕn phôc vô TCP Transmission Control Protocol Giao thøc ®iÒu khiÓn truyÒn dÉn TE Terminal Equipment ThiÕt bÞ ®Çu cuèi TMSI Tempoary Mobile Station Identity Sè nhËn d¹ng thuª bao di ®éng t¹m thêi TRAU Transcoder Rate Adaptor Unit Khèi thÝch øng tèc ®é chuyÓn ®æi m· T-SGW Transport Signaling Gateway Cæng b¸o hiÖu truyÒn t¶i UE User Equipment ThiÕt bÞ cña ng­êi sö dông UMTS Universal Mobile Telecommunication System HÖ thèng viÔn th«ng di ®éng toµn cÇu UPCH Uplink Physical Channel Kªnh vËt lý ®­êng lªn USIM UMTS subscriber Identity Module M«-®un nhËn d¹ng thuª bao UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network M¹ng truy nhËp v« tuyÕn mÆt ®Êt UMTS VLR Visitor Location Register Bé ghi ®Þnh vÞ t¹m tró VoIP Voice Over IP TiÕng trªn nÒn IP W-CDMA Wideband Code Division Multiple Access §a truy nhËp v« tuyÕn ph©n chia theo m· b¨ng réng Tµi liÖu tham kh¶o. Th«ng tin di ®éng sè cellular. Vò §øc Thä – “Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc”- 2001 Th«ng tin di ®éng GSM. Biªn so¹n: NguyÔn Ph¹m Anh Dòng – “Nhµ xuÊt b¶n b­u ®iÖn”- 1999 Th«ng tin di ®éng sè cellular. Vò §øc Thä – “Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc”- 1997 B¸o hiÖu trong m¹ng viÔn th«ng. Trung t©m ®µo t¹o b­u chÝnh viÔn th«ng I – 1996 Common Channel Signalling. ERICSSON môc lôc

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docMạng thông tin di động GSM và hướng phát triển GPRS.DOC