Mạng thông tin di động GSM

Mục lục Mục lục 1 Lời nói đầu 3 Chương 1. Cấu hình mạng GSM 4 1.1 Giới thiệu chung về mạng thông tin di động GSM 4 1.1.1. Vài nét lịch sử về mạng GSM 4 1.1.2. Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng GSM 5 1.2. Cấu trúc hệ thống GSM 6 1.2.1. Phân hệ chuyển mạch SS 6 1.2.1.1. Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng MSC 7 1.2.1.2. Bộ ghi định vị thường trú HLR 7 1.2.1.3. Bộ ghi định vị tạm trú VLR 7 1.2.1.4. Trung tâm nhận thực AUC 8 1.2.1.5. Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR 8 1.2.2. Phân hệ trạm gốc BSS 8 1.2.2.1. Trạm thu phát gốc BTS 8 1.2.2.2. Bộ điều khiển trạm gốc BSC 9 1.2.2.3. Bộ chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU 9 1.2.3. Trạm di động MS 9 1.2.4. Phân hệ khai thác OSS 10 Chương 2. Vô tuyến số – giao tiếp vô tuyến số 12 2.1. Vô tuyến số tổng quát 12 2.1.1. Suy hao đường truyền và pha đinh 12 2.1.2. Phân tán thời gian 13 2.1.3. Các phương pháp phòng ngừa suy hao truyền dẫn do phađinh 15 2.1.4. Phương pháp chống phân tán thời gian 16 2.1.5. Truyền dẫn số và tín hiệu tương tự 17 2.2. Nguyên tắc khi chia kênh theo khe thời gian 19 2.2.1. Khái niệm kênh 19 2.2.1.1. Kênh vật lý 19 2.2.1.2 Kênh logic 20 2.2.2. Cụm 20 2.2.3. Chia kênh logic theo khe thời gian 22 Chương 3. Nguyên tắc Sử dụng tần số - Các trường Hợp và thủ tục thông tin 24 3.1. Nguyên tắc sử dụng tần số theo chia ô 24 3.1.1. Sử dụng tần số 24 3.1.2. Sự tái sử dụng tần số trên mạng 24 3.1.2.1. Cơ sở lí thuyết 24 3.1.2.2. Mẫu sử dụng lại tần số 24 3.2. Các trường hợp và thủ tục thông tin 27 3.2.1. Tổng quan 27 3.2.2. Lưu động và cập nhật vị trí: 27 3.2.3. Thủ tục nhập mạng đăng ký lần đầu 28 3.2.4. Thủ tục rời mạng 29 3.2.5. Tìm gọi 29 3.2.6. Gọi từ MS 29 3.2.7. Gọi đến thuê bao MS 29 3.2.8. Cuộc gọi đang tiến hành, định vị 30 Chương 4. các dịch vụ của gsm 32 4.1. Dịch vụ thoại 32 4.2. Dịch vụ số liệu 32 4.3. Dịch vụ nhắn tin ngắn SMS 32 4.4. Dịch vụ Wap 32 4.5. Các dịch vụ mới của GSM 2,5G 32 Kết luận 34 Phụ lục: Các từ viết tắt 35

doc39 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2122 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Mạng thông tin di động GSM, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
C theo yªu cÇu. 1.2.2.3. Bé chuyÓn ®æi m· vµ thÝch øng tèc ®é TRAU Trong GSM, tÝn hiÖu tho¹i trªn giao diÖn v« tuyÕn ®­îc m· ho¸ ë tèc ®é 13Kbps sö dông m· ho¸ tiÒn ®Þnh tuyÕn LPC. §Ó thÝch øng tèc ®é nµy c¸c tèc ®é m¹ng héi tho¹i cè ®Þnh PSTN cÇn cã bé chuyÓn ®æi m· TRAU ®Ó chuyÓn ®æi gi÷a 13Kbps PCM gi÷a MS vµ MSC. TRAU cã thÓ ®­îc ®Æt t¹i BTS, BSC hoÆc t¹i MSC. §Ó gi¶m thiÓu chi phÝ truyÒn dÉn, th­êng TRAU ®Æt ë MSC. Khi ®ã cÇn thªm b¸o hiÖu bæ xung vµo tiÕng tho¹i 13Kbps ®Ó truyÒn th«ng tin ®iÒu khiÓn tõ bé chuyÓn ®æi m· tõ xa ®Æt ë BTS ®Õn TRAU. 1.2.3. Tr¹m di ®éng MS Tr¹m di ®éng lµ thiÕt bÞ duy nhÊt mµ ng­êi sö dông cã thÓ th­êng xuyªn nh×n thÊy cña hÖ thèng. MS cã thÓ lµ: m¸y cÇm tay, m¸y x¸ch tay hay m¸y ®Æt trªn « t«. Ngoµi viÖc chøa c¸c chøc n¨ng v« tuyÕn chung vµ xö lý cho giao diÖn v« tuyÕn MS cßn ph¶i cung cÊp c¸c giao diÖn víi ng­êi sö dông (nh­ micr«, loa, mµn hiÓn thÞ, bµn phÝm ®Ó qu¶n lý cuéc gäi) hoÆc giao diÖn víi m«t sè c¸c thiÕt bÞ kh¸c (nh­ giao diÖn víi m¸y tÝnh c¸ nh©n, Fax…). HiÖn nay, ng­êi ta ®ang cè g¾ng s¶n xuÊt c¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi gän nhÑ ®Ó ®Êu nèi víi tr¹m di ®éng. Ba chøc n¨ng chÝnh cña MS: - ThiÕt bÞ ®Çu cuèi thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng kh«ng liªn quan ®Õn m¹ng GSM. - KÕt cuèi tr¹m di ®éng thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng liªn quan ®Õn truyÒn dÉn ë giao diÖn v« tuyÕn. - Bé thÝch øng ®Çu cuèi lµm viÖc nh­ mét cöa nèi th«ng thiªt bÞ ®Çu cuèi víi kÕt cuèi di ®éng. CÇn sö dông bé thÝch øng ®Çu cuèi khi giao diÖn ngoµi tr¹m di ®éng tu©n theo tiªu chuÈn ISDN ®Ó ®Êu nèi ®Çu cuèi, cßn thiÕt bÞ ®Çu cuèi l¹i cã thÓ giao diÖn ®Çu cuèi – modem. M¸y di ®éng MS gåm hai phÇn: Module nhËn d¹ng thuª bao SIM ( Subscriber Identity Module) vµ thiÕt bÞ di ®éng ME (Mobile Equipment). §Ó ®¨ng ký vµ qu¶n lý thuª bao, mçi thuª bao ph¶i cã mét bé phËn gäi lµ SIM. SIM lµ mét module riªng ®­îc tiªu chuÈn ho¸ trong GSM. TÊt c¶ c¸c bé phËn thu, ph¸t, b¸o hiÖu t¹o thµnh thiÕt bÞ ME. ME kh«ng chøa c¸c tham sè liªn quan ®Õn kh¸ch hµng, mµ tÊt c¶ c¸c th«ng tin nµy ®­îc l­u tr÷ trong SIM. SIM th­êng ®­îc chÕ t¹o b»ng mét vi m¹ch chuyªn dông g¾n trªn thÎ gäi lµ Simcard. Simcard cã thÓ rót ra hoÆc c¾m vµo MS. Sim ®¶m nhiÖm c¸c chøc n¨ng sau: - L­u gi÷ kho¸ nhËn thùc thuª bao Ki cïng víi sè nhËn d¹ng tr¹m di ®éng quèc tÕ IMSI nh»m thùc hiÖn c¸c thñ tôc nhËn thùc vµ mËt m· ho¸ th«ng tin. - Khai th¸c vµ qu¶n lý sè nhËn d¹ng c¸ nh©n PIN(Personal Identity Number) ®Ó b¶o vÖ quyÒn sö dông cña ng­êi së h÷u hîp ph¸p. PIN lµ mét sè gåm tõ 4 ®Õn 8 ch÷ sè, ®­îc n¹p bëi nhµ khai th¸c khi ®¨ng ký lÇn ®Çu. 1.2.4. Ph©n hÖ khai th¸c OSS Ph©n hÖ khai th¸c OSS thùc hiÖn ba chøc n¨ng chÝnh sau: Khai th¸c vµ b¶o d­ìng m¹ng: Khai th¸c lµ c¸c ho¹t ®éng cho phÐp nhµ khai th¸c m¹ng theo dâi hµnh vi cña m¹ng nh­: t¶i cña hÖ thèng, møc ®é chÆn, sè l­îng chuyÓn giao gi÷a hai «…, nhê vËy nhµ khai th¸c cã thÓ gi¸m s¸t ®­îc toµn bé chÊt l­îng cña dÞch vô mµ hä cung cÊp cho kh¸ch hµng vµ kÞp thêi xö lý c¸c sù cè. Khai th¸c còng bao gåm viÖc thay ®æi cÊu h×nh ®Ó gi¶m nh÷ng vÊn ®Ò xuÊt hiÖn ë thêi ®iÓm hiÖn t¹i, ®Ó chuÈn bÞ l­u l­îng cho t­¬ng lai, ®Ó t¨ng vïng phñ. ë hÖ thèng viÔn th«ng hiÖn ®¹i, khai th¸c ®­îc thùc hiÖn b»ng m¸y tÝnh vµ ®­îc tËp trung ë mét tr¹m. B¶o d­ìng cã nhiÖm vô ph¸t hiÖn, ®Þnh vÞ vµ söa ch÷a c¸c sù cè háng hãc. Nã cã mét sè quan hÖ víi khai th¸c. B¶o d­ìng còng bao gåm c¶ c¸c ho¹t ®éng t¹i hiÖn tr­êng nh»m thay thÕ thiÕt bÞ cã sù cè. HÖ thèng khai th¸c vµ b¶o d­ìng cã thÓ ®­îc x©y dùng trªn nguyªn lý TMN (Telecommunication Management Network: M¹ng qu¶n lý viÔn th«ng). Lóc nµy, mét mÆt hÖ thèng khai th¸c vµ b¶o d­ìng ®­îc nèi ®Õn c¸c phÇn tö cña m¹ng viÔn th«ng ( c¸c MSC, BSC, HLR vµ c¸c phÇn tö m¹ng kh¸c trõ BTS, v× th©m nhËp ®Õn BTS ®­îc thùc hiÖn qua BSC). MÆt kh¸c, hÖ thèng khai th¸c vµ b¶o d­ìng l¹i ®­îc nèi ®Õn mét m¸y tÝnh chñ ®ãng vai trß giao tiÕp ng­êi m¸y. Theo tiªu chuÈn GSM, hÖ thèng ®­îc gäi lµ OMC (Operation and Maintenance Center: Trung t©m khai th¸c vµ b¶o d­ìng). Qu¶n lý thuª bao: Bao gåm c¸c ho¹t ®éng qu¶n lý ®¨ng ký thuª bao. NhiÖm vô ®Çu tiªn lµ nhËp vµ xãa thuª bao khái m¹ng. §¨ng ký thuª bao còng cã thÓ rÊt phøc t¹p, bao gåm nhiÒu dÞch vô vµ c¸c tÝnh n¨ng bæ sung. Nhµ khai th¸c ph¶i cã thÓ th©m nhËp ®­îc tÊt c¶ c¸c th«ng sè nãi trªn. Mét nhiÖm vô quan träng kh¸c cña khai th¸c lµ tÝnh c­íc c¸c cuéc gäi. C­íc phÝ ph¶i ®­îc tÝnh vµ göi ®Õn thuª bao. Qu¶n lý thuª bao ë GSM chØ liªn quan ®Õn HLR vµ mét sè thiÕt bÞ OSS riªng ch¼ng h¹n m¹ng nèi HLR víi c¸c thiÕt bÞ giao tiÕp ng­êi m¸y ë c¸c trung t©m giao dÞch víi thuª bao. Simcard còng ®ãng vai trß nh­ mét bé phËn cña hÖ thèng qu¶n lý thuª bao. Qu¶n lý thiÕt bÞ di ®éng: Qu¶n lý thiÕt bÞ di ®éng ®­îc bé ®¨ng ký nhËn d¹ng thiÕt bÞ EIR thùc hiÖn. EIR l­u gi÷ tÊt c¶ c¸c d÷ liÖu liªn quan ®Õn tr¹m di ®éng MS. EIR ®­îc nèi ®Õn MSC qua ®­êng b¸o hiÖu ®Ó kiÓm tra sù ®­îc phÐp cña thiÕt bÞ. Mét thiÕt bÞ kh«ng ®­îc phÐp sÏ bÞ cÊm. Trong hÖ thèng GSM, EIR ®­îc coi lµ hÖ thèng con SS. Ch­¬ng 2. V« tuyÕn sè – giao tiÕp v« tuyÕn sè 2.1. V« tuyÕn sè tæng qu¸t ë phÇn nµy ®Ò cËp ®Õn viÖc sö dông thiÕt bÞ v« tuyÕn ®Ó truyÒn th«ng tin gi÷a tr¹m di ®éng vµ m¹ng PLMN GSM thay v× dïng d©y. Mét sè vÊn ®Ò quan träng khi quy ho¹ch tÇn sè lµ sù h¹n chÕ bëi ®¹i l­îng nhiÔu cña hÖ thèng tæ ong. 2.1.1. Suy hao ®­êng truyÒn vµ pha ®inh Suy hao ®­êng truyÒn lµ qu¸ tr×nh mµ ë ®ã tÝn hiÖu thu yÕu dÇn do kho¶ng c¸ch gi÷a tr¹m di ®éng vµ tr¹m gèc t¨ng mµ kh«ng cã mÆt vËt c¶n gi÷a anten ph¸t vµ thu. Suy hao trong kh«ng gian tù do: Ls » d2.f2 Ls (dB) = 33,4 (dB) + 20logF(MHz) + 20logd(km) d: lµ kho¶ng c¸ch gi÷a anten ph¸t Tx vµ thu Rx. f: tÇn sè ph¸t (C«ng thøc trªn chØ ®óng víi c¸c hÖ thèng v« tuyÕn di ®éng gÇn BS.) M«i tr­êng sö dông cña MS th­êng cã ch­íng ng¹i vËt g©y hiÖu øng che tèi lµm gi¶m c­êng ®é tÝn hiÖu thu. Khi di ®éng cïng víi ®µi di ®éng c­êng ®é tÝn hiÖu gi¶m vµ t¨ng dï gi÷a Tx vµ Rx cã hay kh«ng cã ch­íng ng¹i. HiÖu øng nµy gäi lµ pha ®inh chuÈn log. Thêi gian gi÷a 2 chç tròng pha ®inh kho¶ng vµi gi©y khi m¸y di ®éng MS lµ lo¹i l¾p trªn xe vµ chuyÓn ®éng. MS H×nh 2. Pha®inh chuÈn logarit Trong tr­êng hîp m«i tr­êng th«ng tin cã mËt ®é thuª bao dµy vµ nhiÒu ch­íng ng¹i ta cã pha ®inh nhiÒu tia hay raile, x¶y ra khi tÝn hiÖu truyÒn nhiÒu ®­êng tõ anten Tx ®Õn Rx. ë hiÖn t­îng pha ®inh raile, tÝn hiÖu thu ®­îc lµ tæng c¸c tÝn hiÖu ph¶n x¹ kh¸c pha, kh¸c biªn ®é. Nh÷ng tÝn hiÖu nµy khi céng l¹i nh­ c¸c vÐct¬ t¹o nªn mét vÐct¬ tæng gÇn b»ng kh«ng cã nghi· lµ c­êng ®é tÝn hiÖu b»ng 0. §©y lµ chç tròng pha®inh nghiªm träng. Kho¶ng thêi gian gi÷a hai chç tròng pha®inh phô thuéc vµo tèc ®é chuyÓn ®éng vµ tÇn sè ph¸t. MS H×nh 3. Pha®inh Raile ë mét kho¶ng c¸ch nhÊt ®Þnh (x mÐt) so víi anten ph¸t Tx, tÝn hiÖu thu ®­îc minh ho¹ nh­ sau: §é nh¹y m¸y thu m X + 15 X + 10 X Dù tr÷ padinh Gi¸ trÞ trung b×nh côc bé Chç tròng padinh Gi¸ trÞ trung b×nh chung C­êng ®é tÝn hiÖu thu (Rx), Fc = 900MHz §é nh¹y m¸y thu lµ møc tÝn hiÖu vµo yÕu nhÊt cÇn thiÕt cho mét tÝn hiÖu ra qui ®Þnh. Khi quy ho¹ch hÖ thèng, ®Ó chèng l¹i pha ®inh th× gi¸ trÞ trung b×nh chung ®­îc lÊy lín h¬n ®é nh¹y m¸y thu l­îng Y(dB) b»ng chç tròng pha pha®inh m¹nh nhÊt, Y(dB) ®­îc gäi lµ dù tr÷ pha®inh. 2.1.2. Ph©n t¸n thêi gian HiÖn t­îng nµy cã nguån gèc tõ ph¶n x¹ tõ mét vËt ë xa anten thu Rx vµi km. Nã dÇn ®Õn giao thoa gi÷a c¸c ký hiÖu ISI tøc lµ giao thoa gi÷a c¸c ký hiÖu l©n cËn víi nhau dÉn ®Õn phÝa thu khã quyÕt ®Þnh nhËn ®­îc ký hiÖu nµo. ë GMS tèc ®é bit lµ 270kb/s, mçi bit t­¬ng øng víi 3,7ms vµ t­¬ng øng víi kho¶ng c¸ch lµ 1,1km. Khi cã ph¶n x¹ tõ 1km phÝa sau tr¹m di ®éng th× tÝn hiÖu ph¶n x¹ ph¶i qua qu·ng ®­êng dµi h¬n tÝn hiÖu ®i th¼ng lµ 2km. TÝn hiÖu ph¶n x¹ sÏ trén tÝn hiÖu mong muèn víi tÝn hiÖu trÔ 2bit. HÖ thèng GSM ®­îc thiÕt kÕ cã thÓ h¹n chÕ ph©n t¸n thêi gian nhê sö dông mét bé c©n b»ng mµ cã thÓ thùc hiÖn c©n b»ng mét sè nhÊt ®Þnh tÝn hiÖu ph¶n x¹ nh­ng kh«ng ph¶i lµ tÊt c¶. Bé c©n b»ng cña GSM cã thÓ ®¹t ®­îc sù c©n b»ng cho c¸c tÝn hiÖu ph¶n x¹ chËm kho¶ng 4 bÝt so v¬Ý tÝn hiÖu ®Õn trùc tiÕp, t­¬ng øng víi 15 ms. Tuy nhiªn nÕu tÝn hiÖu ph¶n x¹ mµ ®Õn trÔ h¬n thÕ th× bé c©n b»ng kh«ng thÓ ®¸p øng ®­îc. Giai ®o¹n mµ bé c©n b»ng cã thÓ ®¸p øng ®­îc gäi lµ cöa sè thêi gian. Trong cöa sæ thêi gian ®ã sÏ t¨ng c­êng ®é tÝn hiÖu ®Õn trùc tiÕp. Tæng c¸c tÝn hiÖu ph¶n x¹ cã thÓ nhá h¬n 15ms ph¶i Ýt nhÊt nhá h¬n 9 lÇn tæng c¸c tÝn hiÖu trong cöa sæ. TØ sè nµy gäi lµ tØ sè sãng mang trªn sãng ph¶n x¹ (C/R). C/R ®­îc tÝnh b»ng tØ sè gi÷a n¨ng l­îng trong cöa sæ C vµ n¨ng l­îng ngoµi cöa sæ R cña bé c©n b»ng. C/R cµng nhá th× chÊt l­îng cµng kÐm. VÞ trÝ ®Æt BTS ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn tØ sè nµy nªn ®Æt kh«ng hîp lÝ sÏ g©y nªn ph©n t¸n thêi gian lín. C¸c vïng cã ®Þa h×nh nh­ miÒn nói, thµnh phè nhiÒu nhµ cao tÇng, vïng hå x©y dùng nhiÒu thÒm, bËc th­êng cã tØ sè C/R nhá. Th«ng th­êng tÝn hiÖu ph¶n x¹ ph¶i ®i qua qu·ng ®­êng lín h¬n 4,5 Km so víi tÝn hiÖu trùc tiÕp th× míi cã trÔ h¬n 15ms tuy nhiªn nÕu tÝn hiÖu ph¶n x¹ ®ã kh«ng m¹nh tøc lµ tØ sè C/R lín h¬n 1 sè cho phÐp th× kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn vïng sãng phôc vô. Ng­îc l¹i nÕu tÝn hiÖu ph¶n x¹ m¹nh nh­ng trÔ vÉn thuéc cöa sæ th× sÏ t¨ng ®é m¹nh cña tÝn hiÖu ®i th¼ng. ChØ khi C/R nhá ph©n t¸n thêi gian lín th× míi cã yªu cÇu thay ®æi vi trÝ BTS, hoÆc dïng ph­¬ng ph¸p ®Æt thªm BTS phô trî. * NhiÔu ®ång kªnh: NhiÔu giao thoa ®ång kªnh lµ nhiÔu do tÝn hiÖu thu kh«ng mong muèn cã cïng tÇn sè víi tÝn hiÖu thu mong muèn. TØ sè gi÷a møc sãng mang mong muèn vµ kh«ng mong muèn lµ tØ sè nhiÔu giao thoa ®ång kªnh (C/I). TØ sè nµy phô thuéc vµo nh÷ng yÕu tè nh­: + MÉu sö dông l¹i tÇn sè: kho¶ng c¸ch gi÷a hai Cell cïng tÇn sè ¶nh h­ëng lÉn nhau. + VÞ trÝ ®Þa h×nh. + C¸c vïng ph¶n x¹ ®Þa ph­¬ng. + KiÓu Angten, tÝnh ®Þnh h­íng, chiÒu cao Angten. + C¸c sãng g©y nhiÔu ®Þa ph­¬ng cã cïng tÇn sè. TØ sè nµy g©y ¶nh h­ëng rÊt m¹nh ®Õn chÊt l­îng tÝn hiÖu, dÉn ®Õn sai tÝn hiÖu, gi¶i m· sai g©y nªn sãt cuéc gäi hoÆc thÊt b¹i trªn ®­êng nèi v« tuyÕn. Tiªu chuÈn GSM cho phÐp C/I nhá nhÊt lµ 10. Ngoµi ra trong th«ng tin v« tuyÕn tÝn hiÖu cßn bÞ ¶nh h­ëng c¸c kªnh l©n cËn lµ c¸c kªnh gÇn tÇn sè víi tÝn hiÖu thu, d¶i tÇn cña chóng trïng lªn nhau ë møc lín. Trong tr­êng hîp nµy còng g©y nhiÔu gäi lµ nhiÔu giao thoa kªnh l©n cËn (C/A) trong thùc tÕ c¸c tÇn sè cña c¸c BTS cïng vÞ trÝ th­êng g©y ¶nh h­ëng cho nhau. TÝn hiÖu thu ®­îc khi ®o ®¹c th­êng gåm rÊt nhiÒu lo¹i tÝn hiÖu vµ nhiÔu nh­ ®· kÓ trªn. BTS 0 0 1 1 H×nh 4. Ph©n t¸n thêi gian 2.1.3. C¸c ph­¬ng ph¸p phßng ngõa suy hao truyÒn dÉn do pha®inh §Ó c¶i thiÖn m¸y thu vµ chÊt l­îng cña tÝn hiÖu thu, cã 4 ph­¬ng ¸n ®Ó thùc hiÖn nh­ sau: Ph©n tËp anten (ph©n tËp kh«ng gian): Do 2 anten thu Ýt cã nguy c¬ bÞ chç tròng pha®inh s©u cïng mét lóc, nªn ta sö dông 2 anten Rx ®éc lËp thu cïng tÝn hiÖu råi kÕt hîp c¸c tÝn hiÖu nµy l¹i ta sÏ cã mét tÝn hiÖu ra khái bé kÕt hîp Ýt bÞ pha®inh h¬n. Kho¶ng c¸ch gi÷a hai anten ph¶i ®ñ lín ®Ó t­¬ng quan gi÷a c¸c tÝn hiÖu ë hai anten nhá. 2 1 TÝn hiÖu 1 TÝn hiÖu 2 C§TH SS Anten Nh¶y tÇn: Víi pha ®inh raile, mÉu pha®inh phô thuéc vµo tÇn sè nghÜa lµ chç tròng pha®inh x¶y ra ë c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau ®èi víi c¸c tÇn sè kh¸c nhau. Nh­ vËy ta cã thÓ thay ®æi tÇn sè sãng mang trong mét sè tÇn sè khi cuéc gäi ®ang tiÕn hµnh, khi gÆp chç tròng pha®inh chØ mét phÇn th«ng tin bÞ mÊt. M· ho¸ kªnh: ë truyÒn dÉn sè ng­êi ta ®o chÊt l­îng cña tÝn hiÖu ®­îc chñ yÕu b»ng sè l­îng c¸c bit thu ®­îc chÝnh x¸c, dÉn ®Õn biÓu diÔn tû sè bit lçi BER. BER kh«ng thÓ b»ng kh«ng do ®­êng truyÒn dÉn lu«n lu«n thay ®æi. NghÜa lµ ta ph¶i cho phÐp mét l­îng lçi nhÊt ®Þnh vµ cã kh¶ n¨ng kh«i phôc th«ng tin nµy hoÆc cã thÓ ph¸t hiÖn tr¸nh sö dông th«ng tin lçi. BER quan träng víi ph¸t sè liÖu h¬n Voice. ë ph­¬ng ph¸p m· ho¸ kªnh ta ph¶i ph¸t ®i mét l­îng th«ng tin cã sè bit lín h¬n nh­ng sÏ ®¹t ®é an toµn chèng lçi cao h¬n. M· ho¸ kªnh cã thÓ ph¸t hiÖn vµ söa lçi ë tõng bit thu. VÝ dô: Khi muèn göi mét bit “0” hay “1” ®Ó ®­îc b¶o vÖ ta bæ xung thªm ba bit nh­ sau: Th«ng tin 0 1 Bæ xung 000 111 Göi ®i 0000 1111 Khèi m· 0000 sÏ ®óng víi 0 vµ 1111 sÏ ®óng víi 1. Tû lÖ lµ 1:4, b¶o vÖ sÏ x¶y ra nh­ sau: Thu ®­îc : 0000 0010 0110 0111 1110 QuyÕt ®Þnh: 0 0 x 1 1 Riªng côm 0110 kh«ng x¸c ®Þnh ®­îc cô thÓ, tr¹m 0111 vµ 1110 ®­îc ph¸t hiÖn lµ lçi vµ cã thÓ söa. Mçi kªnh kiÓm tra lçi ®­îc chia thµnh m· khèi vµ m· xo¾n. ë m· khèi, mét sè bit kiÓm tra ®­îc bæ xung vµo mét sè bit th«ng tin nhÊt ®Þnh. C¸c bit kiÓm tra chØ phô thuéc vµo c¸c bit th«ng tin ë khèi b¶n tin. ë m· ho¸ xo¾n, bé m· ho¸ t¹o ra khèi c¸c bit m· kh«ng chØ phô thuéc vµo c¸c bit cña khèi b¶n tin hiÖn thêi ®­îc dÞch vµo bé m· ho¸ mµ cßn phô thuéc vµo c¸c bit cña khèi tr­íc. M· ho¸ khèi th­êng ®­îc sö dông khi cã b¸o hiÖu ®Þnh h­íng theo khèi vµ sö dông ®Ó ph¸t hiÖn lçi khi thùc hiÖn “Yªu cÇu tù ®éng ph¸t” ARQ. M· ho¸ xo¾n liªn quan nhiÒu h¬n ®Õn söa sai lçi. C¶ hai m· nµy ®­îc sö dông ë GSM. Hai b­íc m· ho¸ ®­îc dïng cho c¶ tiÕng vµ sè liÖu. GhÐp xen: C¸c lçi bit th­êng x¶y ra theo tõng côm do c¸c chç tròng pha®inh l©u lµm ¶nh h­ëng nhiÒu bit liªn tiÕp. §Ó gi¶i quyÕt hiÖn t­îng lçi bit qu¸ dµi ta dïng ph­¬ng ph¸p ghÐp kªnh xen ®Ó t¸ch c¸c bit liªn tiÕp cña mét b¶n tin sao cho c¸c bit nµy göi ®i kh«ng liªn tiÕp. 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 C¸c khèi b¸n tin ghÐp xen C¸c khèi b¸n tin ®­îc ghÐp xen Mét khung Khi truyÒn dÉn khung 2 cã thÓ mÊt nÕu kh«ng ghÐp xen toµn bé khèi b¶n tin sÏ mÊt nh­ng ghÐp xen sÏ ®¶m b¶o chØ thÞ thø hai ë tõng khèi lµ bÞ m¾c lçi: 1 x 3 4 1 x 3 4 1 x 3 4 1 x 3 4 M· ho¸ kªnh cã thÓ kh«i phôc l¹i th«ng tin cña tÊt c¶ c¸c khèi. ë GMS bé m· ho¸ kªnh cung cÊp 456 bit cho tõng 20ms tiÕng vµ ®ùoc ghÐp xen ®Ó t¹o ra c¸c khèi 57bit. 2.1.4. Ph­¬ng ph¸p chèng ph©n t¸n thêi gian M« h×nh truyÒn dÉn: M¸y ph¸t M¸y thu tèi ­u Kªnh M¸y thu tèi ­u lµ m¸y thu hiÓu râ kªnh. Ta lËp m« h×nh to¸n häc cña kªnh vµ ®iÒu chØnh m¸y thu ®Õn m« h×nh. Kªnh ®­îc xÐt nh­ mét bé läc vµ ®­îc kÝch thÝch bëi mét tÝn hiÖu biÕt tr­íc. So s¸nh ®Çu ra víi ®Çu vµo ta cã ®¸p øng xung cña bé läc. §¸p øng xung cña bé läc cho ta biÕt ®­îc tÝn hiÖu ra ®èi víi tÝn hiÖu vµo, nh­ vËy ta cã thÓ t×m ®­îc ®¸p øng xung cña kªnh vµ lËp m« h×nh kªnh khi ph©n tÝch mét tÝn hiÖu thu ®­îc. §¸p øng xung khi kh«ng cã ph¶n x¹ (a) vµ cã mét ph¶n x¹ (b). (a) Kh«ng cã ph¶n x¹ (b) cã mét ph¶n x¹ 0 D(t) t t XÐt nguyªn lý lµm viÖc cña mét bé c©n b»ng: Sau khi lËp m« h×nh kªnh ta sÏ ph¶i t¹o ra tÊt c¶ c¸c chuçi bit cã thÓ cã råi ®­a chóng qua m« h×nh kªnh chuçi ®Çu vµo mµ tõ ®ã nhËn ®­îc chuçi ®Çu ra gièng nã nhÊt gäi lµ chuçi nguyªn thuû hay chuçi ph¸t. Theo quy ®Þnh cña GMS, mét bé c©n b»ng cÇn cã kh¶ n¨ng xö lý mét tÝn hiÖu ph¶n x¹ trÔ ®Õn 14,8ms t­¬ng øng víi thêi gian cña 4bit. Lóc nµy ngay c¶ tÝn hiÖu ph¶n x¹ còng bÞ ¶nh h­ëng bëi pha®inh raile, nh­ng do tÝn hiÖu nµy cã mÉu pha®inh ®éc lËp so víi tÝn hiÖu ®i th¼ng nªn nã ®­îc lîi dông ®Ó ®¹t hiÖu qu¶ cao h¬n. VËy víi c¸c tÝn hiÖu ph¶n x¹ trÔ d­íi 15ms nã cho ta thªm n¨ng l­îng ®Ó c¶i t¹o tÝn hiÖu thu. Trªn thùc tÕ ®é dµi chuçi N th­êng lín lªn ph¶i ®­îc thùc hiÖn nhiÒu so s¸nh vµ mÊt nhiÒu thêi gian tÝnh to¸n g©y mét sù chËm trÔ kh«ng cho phÐp. §Ó kh¾c phôc khã kh¨n nµy ng­êi ta ph¶i sö dông ®Õn thuËt to¸n Viterbi mµ ë ®ã kh«ng cÇn ph¶i thö tÊt c¶ c¸c chuçi. Nguyªn lý lµ khi tÝnh to¸n ta lo¹i bá c¸c tæ hîp kh«ng cã kh¶ n¨ng lµ tÝn hiÖu vµo nhê ®ã gi¶m ®­îc sè l­îng tÝnh to¸n cÇn thiÕt. 2.1.5. TruyÒn dÉn sè vµ tÝn hiÖu t­¬ng tù Trong tr­êng hîp truyÒn tiÕng nãi lµ d¹ng sãng liªn tôc kh¸c víi truyÒn sè liÖu ta ph¶i thùc hiÖn lÊy mÉu tÝn hiÖu t­¬ng tù, l­îng tö vµ m· ho¸ tÝn hiÖu ë d¹ng sè “1” vµ “0”. C¸c mÉu t­¬ng tù ®­îc tr×nh bµy b»ng mét tËp hîp h÷u h¹n c¸c møc ®­îc x¸c ®Þnh bëi sè c¸c bit ta cÇn sö dông ®Ó tr×nh bµy mét mÉu. ë hÖ thèng viÔn th«ng sè chän sè møc rêi r¹c ho¸ =256 møc (8bit) víi mçi mÉu ta tr×nh bµy gi¸ trÞ t­¬ng tù b»ng mét gi¸ trÞ ®· ®­îc l­îng tö ho¸ ë 8bit. Víi tèc ®é lÊy mÉu 8kHz ta cã tèc ®é bit: 8000mÉu/s x 8bit = 64kb/s. Qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ ®iÒu chÕ xung m· PCM gåm 3 b­íc: L­îng tö LÊy mÉu M· ho¸ §­êng truyÒn PCM 64 kb/s Ta ®Æt nhiÒu kªnh trªn cïng mét ®­êng truyÒn PCM (ghÐp kªnh) ®Ó tr¸nh l·ng phÝ. NÕu ghÐp 32 kªnh trªn mét ®­êng truyÒn PCM th× tèc ®é bit cña nã lµ 32x64kb/s=2,048Mb/s. ThiÕt bÞ ghÐp kªnh ®iÒu khiÓn viÖc g¸n c¸c khe thêi gian 0,1 göi ®i ë khe 1,...Trong 32 kªnh truyÒn th× kªnh 0 dïng cho ®ång bé, kªnh 16 dïng cho b¸o hiÖu cßn 30 kªnh cßn l¹i dïng cho tiÕng tho¹i. PhÇn tr×nh bµy trªn lµ vÝ dô vÒ ®a th©m nhËp ph©n chia theo thêi gian TDMA. Mét ph­¬ng ph¸p kh¸c víi TDMA lµ FDMA (®a th©m nhËp ph©n chia tÇn sè) ®­îc dïng ë qu¶ng b¸ v« tuyÕn, mçi kªnh ®­îc dµnh cho mét b¨ng tÇn riªng. Kü thuËt nµy ®­îc sö dông ë hÖ thèng di ®éng tæ ong t­¬ng tù, mçi cuéc gäi ë mét « sö dông mét b¨ng tÇn (hai b¨ng khi truyÒn song c«ng). Sau ®©y lµ so s¸nh gi÷a TDMA vµ FDMA: FDMA 0 1 2 3 4 5 6 7 MS1 MS2 MS2 MS5 TDMA §ång bé thêi gian: Khi sö dông TDMA ë v« tuyÕn, mçi tr¹m di ®éng sö dông khe thêi gian Ts cña m×nh nh­ng khi kho¶ng c¸ch gi÷a MS vµ BTS t¨ng lªn g©y trÔ thêi gian truyÒn tÝn hiÖu vµ trÔ nµy lín qu¸ th× th«ng tin ph¸t ®i tõ MS ë khe Ts n sÏ trïng víi tÝn hiÖu thu ®­îc cña BTS t¹i khe Ts n+1 cña MS kh¸c. §Ó kiÓm tra thêi gian ®Õn vµ c¸c lÖnh ®­îc göi ®Õn MS ta cã qu¸ tr×nh ®Þnh tr­íc thêi gian mçi khi MS di chuyÓn ra xa. M· ho¸ tiÕng: ë mét sè hÖ thèng di ®éng tæ ong FDMA kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c kªnh lµ 25kHz (NMT, TACS) vµ ë GMS kho¶ng c¸ch nµy b»ng 200kHz. So s¸nh TDMA 200kHz vµ FDMA 25kHz ta cã hiÖu qu¶ sö dông tÇn sè nh­ nhau. Khi sö dông ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ pha tèi thiÓu Gauss (GMSK) ®é réng b¨ng th«ng bÞ chiÕm sÏ rÊt lín. §Ó ®¶m b¶o b¨ng tÇn cho phÐp ta gi¶m tèi thiÓu tèc ®é bit cho tõng kªnh tiÕng b»ng c¸ch m· ho¸ tiÕng (Vocodes) vµ m· ho¸ theo d¹ng sãng. M· ho¸ theo kiÓu ph¸t ©m Vocodes gióp ta nhËn biÕt ®­îc tiÕng nãi nh­ng rÊt “tæng hîp” vµ ta khã nhËn ra ai ph¸t ©m. Sö dông m· ho¸ sãng (m· ho¸ PCM ®ång ®Òu) th«ng tin trùc tiÕp cña chÝnh thùc d¹ng sãng ®­îc ph¸t ®i víi tèc ®é ®ßi hái cao vµ cho ta mét chÊt l­îng còng rÊt cao. Tèc ®é bit ë bé m· ho¸ d¹ng sãng thay ®æi tõ gÇn 16kb/s ®Õn 64kb/s ®èi víi bé m· ho¸ PCM ®ång ®Òu. Ngoµi ra ta cßn cã c¸c bé m· ho¸ cho phÐp ®­îc m« t¶ nh­ mét sù pha trén gi÷a Vocodes vµ m· ho¸ d¹ng sãng. C¸c bé m· ho¸ lai ghÐp lÊp kÝn chç trèng gi÷a c¸c bé m· ho¸ Vocodes vµ d¹ng sãng víi tèc ®é bit tõ 5kb/s, chÊt l­îng theo tèc ®é bit. GMS sö dông bé m· ho¸ ghÐp lai gäi lµ m· ho¸ tiÒn ®Þnh tuyÕn tÝnh-TiÒn ®Þnh thêi gian dµi-kÝch thÝch xung ®Òu: bé LPC-LPT-RPE. 2.2. Nguyªn t¾c khi chia kªnh theo khe thêi gian 2.2.1. Kh¸i niÖm kªnh M¹ng GSM/PLMN dµnh 124 sãng mang song c«ng ë d¶i tÇn: - §­êng lªn (MS – BTS): 890 – 915Mhz - §­êng xuèng (BTS – MS): 935 – 960Mhz Kho¶ng c¸ch gi÷a sãng mang 200Khz, trªn mçi sãng mang thùc hiÖn ghÐp kªnh theo thêi gian øng víi mçi khung TDMA, mçi khung gåm 8 khe thêi gian (Time Slot). Sè kªnh ë GSM lµ 124x8(khe) =922kªnh. 2.2.1.1. Kªnh vËt lý Mét khe thêi gian ë mét tÇn sè v« tuyÕn dµnh ®Ó truyÒn t¶i th«ng tin ë ®­êng v« tuyÕn cña GSM lµ mét kªnh vËt lý. Mçi mét kªnh tÇn sè v« tuyÕn ®­îc tæ chøc thµnh c¸c khung TDMA dµi 4,62ms gåm cã 8 khe thêi gian (mçi khe dµi 577ms). T¹i BTS, c¸c khung TDMA ë c¸c kªnh tÇn sè ë c¶ ®­êng lªn vµ ®­êng xuèng ®Òu ®­îc ®ång bé, tuy nhiªn khung ®­êng lªn trÔ 3 khe so víi khung ®­êng xuèng. Nhê cã trÔ nµy mµ cã thÓ sö dông mét khe thêi gian cã cïng sè thø tù ë c¶ ®­êng lªn lÉn ®­êng xuèng ®Ó truyÒn tin b¸n song c«ng. VÒ mÆt thêi gian, c¸c kªnh vËt lý ë mét kªnh tÇn sè ®­îc tæ chøc theo cÊu tróc khung, ®a khung, siªu ®a khung, siªu siªu khung nh­ sau: Một siªu siªu khung = 2048 siªu khung = 2715648 khung (3h28’53’’760ms) 0 2 3 2044 1 4 2045 2046 2047 1 siªu khung = 1326 khung TDMA (6,12s) 0 1 2 48 49 50 0 1 25 24 1 ®a khung = 26 khung (120ms) 0 1 24 25 1 ®a khung = 51 khung ( 235 ms) 0 1 49 50 1 khung = 8 khe 0 1 2 4 5 3 6 7 8 H×nh 2. Tæ chøc khung, ®a khung Mét siªu siªu khung ®­îc chia thµnh 2048 siªu khung víi thêi gian lµ 6,12s. Siªu khung l¹i ®­îc chia thµnh c¸c ®a khung, cã hai lo¹i ®a khung: - §a khung 26 khung chøa 26 khung TDMA. §a khung nµy ®­îc sö dông ®Ó mang TCH (vµ SACCH céng FACCH). 51 ®a khung nµy t¹o nªn mét siªu khung. - §a khung 51 khung chøa 51 khung TDMA. §a khung nµy sö dông ®Ó mang BCH vµ CCH. 26 ®a khung nµy t¹o nªn mét siªu khung. 2.2.1.2 Kªnh logic C¸c kªnh logic ®­îc ®Æc tr­ng bëi th«ng tin truyÒn gi÷a BTS vµ MS. Kªnh logic ®­îc chia lµm hai lo¹i: Kªnh l­u th«ng (TCH): mang tiÕng ®­îc m· ho¸ hoÆc sè liÖu cña ng­êi sö dông, gåm hai d¹ng kªnh: - Bm hay kªnh toµn tèc TCH mang th«ng tin ë tèc ®é 22,8Kbps. - Lm hay kªnh b¸n tèc TCH mang th«ng tin ë tèc ®é 11,4Kbps. C¸c kªnh ®iÒu khiÓn: mang tÝn hiÖu b¸o hiÖu hay sè liÖu ®ång bé, gåm ba lo¹i sau: - C¸c kªnh qu¶ng b¸ (BCH): + Kªnh hiÖu chØnh tÇn sè (FCCH): mang th«ng tin ®Ó hiÖu chØnh tÇn sè cña MS. + Kªnh ®ång bé (SCH): mang th«ng tin ®Ó ®ång bé khung (sè khung TDMA) cña MS vµ nhËn d¹ng BTS (BSIC). + Kªnh ®iÒu khiÓn qu¶ng b¸ (BCCH): ph¸t qu¶ng b¸ th«ng tin chung trªn c¬ së mét kªnh cho mét BTS. - C¸c kªnh ®iÒu khiÓn riªng (DCCH): + Kªnh ®iÒu khiÓn riªng ®øng mét m×nh (SDCCH): ®­îc sö dông ®Ó b¸o hiÖu hÖ thèng khi thiÕt lËp mét cuéc gäi tr­íc khi Ên ®Þnh mét TCH. Kªnh ®­êng lªn/xuèng, ®iÓm ®Õn ®iÓm. + Kªnh ®iÒu khiÓn liªn kÕt chËm (SACCH): liªn kÕt víi mét TCH hay mét SDCCH, lµ kªnh sè liÖu liªn tôc mang th«ng tin liªn tôc nh­ c¸c th«ng b¸o ®o ®¹c tõ tr¹m di ®éng vÒ c­êng ®é tÝn hiÖu thu tõ « hiÖn thêi vµ c¸c « l©n cËn. Th«ng tin nµy cÇn cho chøc n¨ng chuyÓn giao. Kªnh nµy còng ®­îc sö dông ®Ó ®iÒu chØnh c«ng suÊt cña MS vµ ®Ó ®ång bé thêi gian. Kªnh ®­êng lªn/xuèng, ®iÓm ®Õn ®iÓm. + Kªnh ®iÒu khiÓn liªn kÕt nhanh (FACCH): lµ kªnh liªn kÕt víi TCH. FACCH lµm viÖc ë chÕ ®é lÊy c¾p b»ng c¸ch thay ®æi l­u l­îng tiÕng hay sè liÖu b»ng b¸o hiÖu. - C¸c kªnh ®iÒu khiÓn chung (CCCH): + Kªnh t×m gäi (PCH): ®­îc sö dông ®Ó t×m gäi MS. + Kªnh th©m nhËp ngÉu nhiªn (RACH): MS sö dông kªnh nµy ®Ó yªu cÇu dµnh SDCCH hoÆc ®Ó tr¶ lêi t×m gäi, hoÆc ®Ó th©m nhËp khi khëi ®Çu, hoÆc ®¨ng ký cuéc gäi MS. + Kªnh cho phÐp th©m nhËp (AGCH): ®­îc sö dông ®Ó dµnh mét SDCCH hay trùc tiÕp mét TCH cho mét MS. 2.2.2. Côm Côm lµ mÉu th«ng tin ë mét khe thêi gian trªn kªnh TDMA, cø 8 khe thêi gian mét lÇn ë kªnh TDMA ®­îc ph¸t ®i th× cã 1 côm cña mét lo¹i th«ng tin. - Côm b×nh th­êng ( NB): mang th«ng tin ë TCH vµ c¸c kªnh ®iÒu khiÓn trõ RACH, SCH vµ FCCH. TB 3 C¸c bit ®­îc mËt m· 58 Chuçi h­íng dÉn 26 C¸c bit ®­îc mËt m· 58 TB 3 GP 8,25 0,577 ms 156,25 bit + C¸c bit ®­îc mËt m· gåm 57bit sè liÖu hay tiÕng vµ mét “cê lÊy c¾p”. + Chuçi h­íng dÉn lµ mÉu bit biÕt tr­íc ®Ó bé c©n b»ng cã thÓ thµnh lËp mét m« h×nh kªnh. + C¸c bit ®u«i TB lu«n lµ “0,0,0” gióp bé c©n b»ng x¸c ®Þnh ®Çu vµ cuèi mÉu bit. + Kho¶ng b¶o vÖ GP lµ mét kho¶ng trèng cho phÐp m¸y ph¸t dÞch lªn hay dÞch xuèng trong giíi h¹n do khuyÕn nghÞ GMS qui ®Þnh. - Côm hiÖu chØnh tÇn sè(FB): §iÒu chØnh tÇn sè cña MS, nã t­¬ng ®­¬ng sãng mang ch­a bÞ ®iÒu chÕ. LÆp l¹i cña mét côm gäi lµ FCCH. TB 3 TB 3 GP 8,25 0,577 ms 156,25 bit C¸c bit cè ®Þnh “0” 142 - Côm ®ång bé (SB): Dïng ®Ó ®ång bé thêi gian cña MS TB 3 C¸c bit ®­îc mËt m· 39 Chuçi ®ång bé 64 C¸c bit ®­îc mËt m· 39 TB 3 GP 8,25 + Khèi ®ång bé dµi dÔ dµng nhËn biÕt vµ mang th«ng tin sè khung TDMA cïng m· nhËn d¹ng tr¹m c¬ së BS. LÆp l¹i cña côm gäi lµ SHC. Sè khung TDMA gióp MS biÕt lo¹i kªnh l«gÝc nµo ®ang ®­îc truyÒn ë kªnh ®iÒu khiÓn. Mét chu tr×nh ®¸nh sè khung lµ 3,5 giê víi mçi khung TDMA thêi gian lµ 6,615ms. - Côm th©m nhËp (AB): Sö dông ®Ó th©m nhËp ngÉu nhiªn vµ cã GP ®Ó dµnh cho ph¸t côm tõ tr¹m di ®éng. TB 3 Chuçi ®ång bé 41 C¸c bit ®­îc mËt m· 36 TB 3 GP 8,25 - Côm gi¶: §­îc ph¸t ®i tõ BTS vµ kh«ng chøa th«ng tin khu«n mÉu gièng nh­ côm b×nh th­êng víi c¸c bit mËt m· ®­îc thay bëi c¸c bit hçn hîp cã mÉu bit x¸c ®Þnh. 2.2.3. Chia kªnh logic theo khe thêi gian XÐt mét BTS víi n sãng mang (song c«ng) ký hiÖu lµ C0, C1,…, Cn, mçi sãng mang cã 8 khe thêi gian lÇn l­ît lµ Ts0, Ts1,…, Ts7. C¸c kªnh logic ®­îc s¾p xÕp ë C0 nh­ sau: - C¸c kªnh ®iÒu khiÓn BCCH, FCCH, SCH, PCH, AGCH ®­îc s¾p xÕp trªn Ts0 ®­êng xuèng, cßn kªnh RACH ë Ts0 ®­êng lªn. Chu kú lÆp 51 Ts. - Ts1 ®­îc sö dông ®Ó s¾p xÕp c¸c kªnh ®iÒu khiÓn riªng SDCCH vµ SACCH, chu kú lÆp 102 Ts. - Tõ Ts2 ®Õn Ts7 lµ c¸c kªnh l­u th«ng TCH, chu kú lÆp 26Ts. C¸c sãng mang kh¸c (C1 – Cn): chØ ®­îc sö dông cho kªnh l­u l­îng TCH, nghÜa lµ Ts0 ®Õn Ts7 ®Òu lµ TCH. 7 0 1 2 ... 0 1 2 7 ... 0 1 2 ... B S F F C S F C C C S C C S F C BCH CCCH ®­êng xuèng H×nh 3. GhÐp c¸c BCH vµ CCCH ë Ts0 F (FCCH): t¹i ®©y tr¹m di ®éng ®ång bé tÇn sè cña m×nh S (SCH): tr¹m di ®éng ®äc sè khung TDMA vµ BSIC B (BCCH): tr¹m di ®éng ®äc c¸c th«ng tin chung vÒ « nµy C (CCCH): cã thÓ t×m gäi mét tr¹m di ®éng vµ dµnh mét SDCCH RACH ®­êng lªn 0 2 1 … 7 0 2 1 … 7 0 2 1 … R R R R R R R R R … 51 khung liªn tiÕp H×nh 4. GhÐp RACH ë Ts0 C¸c Ts 2-7 cña C0 sö dông cho c¸c kªnh l­u th«ng TCH ®­îc s¾p xÕp ë c¸c kªnh vËt lý nh­ h×nh 5. H×nh vÏ TS2, ®­êng xuèng ë C0. Th«ng tin ë Ts 2 t¹o thµnh mét TCH. TÊt c¶ cã 26 Ts. Sau Ts ®Ó trèng l¹i b¾t ®Çu l¹i. T (TCH): chøa tiÕng hay sè liÖu ®­îc m· ho¸. A (SACCH): n»m ë Ts 13, lµ b¸o hiÖu ®iÒu khiÓn. C¸c khung TDMA TCH ®­êng xuèng 0 2 1 … 7 0 2 1 … 7 0 2 1 … T T … T T T A … T T 26 TS H×nh 5. GhÐp TCH CÊu tróc ®­êng lªn còng t­¬ng tù nh­ ®­êng xuèng. §iÓm kh¸c nhau duy nhÊt lµ sù dÞch vÒ mÆt thêi gian, Ts2 ë ®­êng xuèng kh«ng x¶y ra ë cïng thêi gian nh­ Ts2 ë ®­êng lªn. Thêi gian dÞch lµ ba khe thêi gian. 45 Mhz ®­êng lªn ®­êng xuèng 0 1 2 3 4 5 7 6 0 1 2 3 4 5 7 6 … 0 1 2 3 4 5 7 6 0 1 2 3 4 5 7 6 … 0 1 0 1 Sè khung TDMA H×nh 6. DÞch gi÷a TCH ®­êng lªn vµ xuèng. Ch­¬ng 3. Nguyªn t¾c Sö dông tÇn sè - C¸c tr­êng hîp vµ thñ tôc th«ng tin- 3.1. Nguyªn t¾c sö dông tÇn sè theo chia « 3.1.1. Sö dông tÇn sè Th«ng tin di ®éng bÞ h¹n chÕ vÒ tÇn sè, v× vËy sö dông hiÖu qu¶ tÇn sè v« tuyÕn lµ yÕu tè quan träng nhÊt ®Ó phôc vô cµng nhiÒu thuª bao cµng tèt. Ng­êi ta ®· ®­a ra c¸c ph­¬ng ph¸p sau ®Ó sö dông hiÖu qu¶ tÇn sè: - Gi¶m ®é réng b¨ng tÇn cña mét kªnh cµng nhiÒu cµng tèt. - Sö dông hiÖu qu¶ c¸c kªnh v« tuyÕn b»ng c¸ch t¹o ra kh¶ n¨ng cho nhiÒu ®Çu cuèi sö dông chung nhiÒu kªnh v« tuyÕn trong mét « v« tuyÕn. - Sö dông l¹i tÇn sè ®· dïng trong mét « vµo mét « v« tuyÕn b»ng c¸ch gi÷ c¸c « nµy c¸ch nhau lín h¬n mét kho¶ng c¸ch nhÊt ®Þnh. - Cùc tiÓu ho¸ kÝch th­íc «. 3.1.2. Sù t¸i sö dông tÇn sè trªn m¹ng 3.1.2.1. C¬ së lÝ thuyÕt Nguyªn lÝ c¬ së khi thiÕt kÕ c¸c hÖ thèng tæ ong lµ c¸c mÉu ®­îc gäi lµ c¸c mÉu sö dông l¹i tÇn sè. Theo ®Þnh nghÜa th× mÉu sö dông l¹i tÇn sè lµ sö dông c¸c kªnh v« tuyÕn trªn cïng mét tÇn sè mang ®Ó phñ cho c¸c vïng ®Þa lÝ kh¸c nhau. C¸c vïng nµy ph¶i ®­îc c¸ch nhau ë cù li ®ñ lín ®Ó mäi nhiÔu giao thoa ®ång kªnh chÊp nhËn ®­îc. NÕu cã thÓ biÕt tr­íc, mét « ®Æc biÖt sÏ sö dông nh÷ng kªnh mµ còng ®­îc dïng trong nh÷ng « kh¸c, t¹i mét kho¶ng c¸ch sö dông l¹i. Tãm l¹i møc ®é bao phñ c¬ b¶n ®­îc giíi h¹n bëi ®iÒu nµy nhiÒu h¬n nhiÒu tõ tÝn hiÖu tr­êng ngoµi. Mét vÊn ®Ò trong thiÕt kÕ hÖ thèng Cellular lµ ®iÒu khiÓn nhiÔu nµy ®Õn møc ®é chÊp nhËn ®­îc. Nã cã thÓ lµm ®­îc b»ng sù ®iÒu khiÓn kho¶ng c¸ch t¸i sö dông kªnh. Khi kho¶ng c¸ch nµy cµng lín suy ra møc ®é nhiÔu cµng Ýt. Møc ®é tÝn hiÖu thu ®­îc C cña sãng mang mong muèn sÏ cao h¬n møc ®é nhiÔu I cña tÊt c¶ c¸c kªnh vµ møc ®é nhiÔu A cña c¸c kªnh l©n cËn. Sù ho¹t ®éng cña tÝn hiÖu thu mong muèn sÏ cao h¬n sù ho¹t ®éng cña tÝn hiÖu ph¶n x¹ R. Nh÷ng gi¸ trÞ ®­îc tiÕn cö hÖ thèng GSM lµ : C/A> -9 dB ; C/I³ 10dB. C/A: Khi 1 tÇn sè ®­îc t¸i sö dông nh­ m« h×nh 3/9 th× mét sè n¨ng l­îng cña tÇn sè l©n cËn sÏ lät ra ngoµi « phôc vô vµ lµ nguyªn nh©n nhiÔu. Sù liªn hÖ gi÷a tÝn hiÖu nhiÔu vµ tÝn hiÖu h÷u Ých lµ tØ sè C/A. 3.1.2.2. MÉu sö dông l¹i tÇn sè Sö dông l¹i tÇn sè lµ sö dông c¸c kªnh v« tuyÕn ë cïng mét tÇn sè mang ®Ó phñ cho c¸c vïng ®Þa lý kh¸c nhau. C¸c vïng nµy ph¶i ®­îc c¸ch nhau ë cù ly ®ñ lín ®Ó mäi nhiÔu giao thoa ®ång kªnh chÊp nhËn ®­îc. NÕu toµn bé sè kªnh quy ®Þnh N ®­îc chia thµnh F nhãm th× mçi nhãm sÏ chøa N/F kªnh. V× tæng sè kªnh N lµ cè ®Þnh nªn sè nhãm tÇn sè F nhá h¬n sÏ dÉn ®Õn nhiÒu kªnh h¬n ë mét nhãm vµ ë mét ®µi tr¹m. V× vËy viÖc gi¶m sè l­îng c¸c nhãm tÇn sè sÏ cho phÐp mçi ®µi tr¹m t¨ng l­u l­îng nhê vËy gi¶m tæng sè c¸c ®µi tr¹m cÇn thiÕt cho t¶i l­u l­îng ®Þnh tr­íc. Tuy nhiªn gi¶m sè l­îng c¸c nhãm tÇn sè vµ gi¶m cù ly ®ång kªnh sÏ dÉn ®Õn ph©n bè C/I trung b×nh thÊp h¬n ë hÖ thèng. Cã ba kiÓu mÉu sö dông l¹i tÇn sè phæ biÕn lµ: 7/21, 4/12 vµ 3/9 sö dông cho c¸c tr¹m gèc cã anten ph¸t 3 h­íng, mçi h­íng dµnh cho mét « vµ gãc ph­¬ng vÞ ph©n c¸ch nhau 1200. Mçi « sö dông c¸c anten ph¸t 600 vµ hai anten thu ph©n tËp 600 cho mét gãc ph­¬ng vÞ. Mçi « ®­îc xÊp xØ ho¸ lµ h×nh lôc gi¸c, cã b¸n kÝnh R (b»ng c¹nh h×nh lôc gi¸c vµ b»ng 1/3 kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tr¹m). Ta coi l­u l­îng ph©n bè ®ång nhÊt ë c¸c «. B×nh th­êng kÝch th­íc « ®­îc x¸c ®Þnh nh­ lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®µi tr¹m l©n cËn. S¬ ®å 3/9 « sö dông c¸c nhãm 9 tÇn sè, trong mét mÉu sö dông l¹i tÇn sè 3 ®µi tr¹m: H×nh 6. MÉu « 3/9 S¬ ®å 4/12 « sö dông c¸c nhãm 12 tÇn sè, trong mét mÉu sö dông l¹i tÇn sè 4 ®µi: H×nh 8. MÉu « 4/12 S¬ ®å 7/21 « sö dông c¸c nhãm 21 tÇn sè, trong mét mÉu sö dông l¹i tÇn sè 7 ®µi nh­ sau: H×nh 7. MÉu « 7/21 Trong thùc tÕ, do sù t¨ng tr­ëng dung l­îng kh«ng ngõng trong mét « nµo ®ã tíi møc chÊt l­îng phôc vô gi¶m sót qu¸ møc, ng­êi ta ph¶i thùc hiÖn viÖc chia t¸ch « thµnh c¸c « nhá h¬n. Víi chóng, ng­êi ta dïng c«ng suÊt nhá h¬n vµ mÉu sö dông l¹i tÇn sè ®­îc dïng ë tû lÖ xÝch nhá h¬n. Th«ng th­êng c¸c cuéc gäi cã thÓ kh«ng xong trong mét « (1 cell), v× vËy hÖ thèng th«ng tin di ®éng tÕ bµo ph¶i cã kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn, chuyÓn m¹ch ®Ó chuyÓn giao cuéc gäi tõ « nµy sang « kh¸c mµ cuéc gäi ®­îc chuyÓn giao kh«ng bÞ ¶nh h­ëng g×. Yªu cÇu ®ã lµm cho m¹ng di ®éng cã cÊu tróc kh¸c biÖt víi c¸c m¹ng cè ®Þnh. 3.2. C¸c tr­êng hîp vµ thñ tôc th«ng tin 3.2.1. Tæng quan Tr­íc khi kh¶o s¸t c¸c thñ tôc th«ng tin kh¸c nhau, h·y kh¶o s¸t c¸c t×nh huèng ®Æc biÖt cña 1 PLMN cã tÊt c¶ c¸c thuª bao di ®éng, v× thÕ ta quan s¸t MS ë mét sè t×nh huèng sau: - T¾t m¸y: M¹ng sÏ kh«ng thÓ tiÕp cËn ®Õn m¸y v× MS kh«ng tr¶ lêi th«ng b¸o t×m gäi. Nã sÏ kh«ng b¸o cho hÖ thèng vÒ vïng ®Þnh vÞ (nÕu cã) vµ MS sÏ ®­îc coi lµ rêi m¹ng. - MS bËt m¸y, tr¹ng th¸i rçi: HÖ thèng cã thÓ t×m gäi MS thµnh c«ng, MS ®­îc coi lµ nhËp m¹ng. Trong khi chuyÓn ®éng, MS lu«n kiÓm tra r»ng nã ®­îc nèi ®Õn mét kªnh qu¶ng b¸ ®­îc thu ph¸t tèt nhÊt. Qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ l­u ®éng(Roaming). MS cÇn th«ng b¸o cho hÖ thèng vÒ c¸c thay ®æi vïng ®Þnh vÞ, qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ cËp nhËt vÞ trÝ. - MS bËn: M¹ng v« tuyÕn cã mét kªnh th«ng tin (kªnh tiÕng) dµnh cho luång sè liÖu tíi vµ tõ MS trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng MS ph¶i cã kh¶ n¨ng chuyÓn ®Õn mét kªnh th«ng tin kh¸c. Qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ chuyÓn giao (Handover). §Ó quyÕt ®Þnh chuyÓn giao hÖ thèng ph¶i diÔn gi¶i th«ng tin nhËn ®uîc tõ MS vµ BTS. Qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ ®Þnh vÞ. 3.2.2. L­u ®éng vµ cËp nhËt vÞ trÝ: Coi r»ng MS ë tr¹ng th¸i tÝch cùc, rçi vµ ®ang chuyÓn ®éng theo mét ph­¬ng liªn tôc MS ®­îc kho¸ ®Õn mét tÇn sè v« tuyÕn nhÊt ®Þnh cã CCCH vµ BCH ë TSo. Khi MS rêi xa BTS nèi víi nã c­êng ®é tÝn hiÖu sÏ gi¶m. ë mét thêi ®iÓm nµo ®ã kh«ng xa biªn giíi lý thuyÕt gi÷a hai « l©n cËn nhau c­êng ®é tíi møc mµ MS quyÕt ®Þnh chuyÓn ®Õn mét tÇn sè míi thuéc mét trong c¸c « l©n cËn nã. §Ó chän tÇn sè tèt nhÊt nã liªn tôc ®o c­êng ®é tÝn hiÖu cña tõng tÇn sè trong sè tÇn sè nhÊt ®Þnh cña « l©n cËn. Th­êng MS ph¶i t×m ®­îc tÇn sè BCH/CCCH tõ BTS cã c­êng ®é tÝn hiÖu tèt h¬n tÇn sè cò. Sau khi tù kho¸ ®Õn tÇn sè míi nµy, MS tiÕp tôc nhËn th«ng bao t×m gäi c¸c th«ng b¸o qu¶ng b¸ chõng nµo tÝn hiÖu cña tÇn sè míi vÉn ®ñ tèt. QuyÕt ®Þnh viÖc thay ®æi tÇn sè BCH/CCCH sÏ ®­îc thùc hiÖn mµ kh«ng cÇn th«ng b¸o cho m¹ng. NghÜa lµ m¹ng mÆt ®Êt kh«ng tham gia vµo qu¸ tr×nh nµy. Kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng v« ®Þnh ®ång thêi víi viÖc thay ®æi nèi th«ng MS ë giao tiÕp v« tuyÕn t¹i thêi ®iÓm cÇn thiÕt ®Ó ®¶m b¶o chÊt l­îng thu ®­îc gäi lµ l­u ®éng “Roaming”. - Khi MS chuyÓn ®éng ®Õn gi÷a hai cell thuéc 2 BTS kh¸c nhau: Ta biÕt r»ng MS kh«ng hÒ biÕt cÊu h×nh cña m¹ng chøa nã. §Ó göi cho MS th«ng tin vÒ vÞ trÝ chÝnh x¸c cña nã hÖ thèng göi ®i nhËn d¹ng vïng ®Þnh vÞ (LAI) liªn tôc ë giao tiÕp v« tuyÕn b»ng BCCH. Khi ®i vµo cell thuéc BSC kh¸c MS sÏ nhËn thÊy vïng míi b»ng c¸ch thu BCCH. V× th«ng tin vÒ vÞ trÝ cã tÇm quan träng lín nªn m¹ng ph¶i th«ng b¸o vÒ sù thay ®æi nµy, ë ®iÖn tho¹i di ®éng qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ “ ®¨ng ký c­ìng bøc”. MS kh«ng cßn c¸ch nµo kh¸c lµ ph¶i cè g¾ng th©m nhËp vµo m¹ng ®Ó cËp nhËt vÞ trÝ cña m×nh ë MSC/VLR. Qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ cËp nhËt vÞ trÝ. Sau khi ®· ph¸t vÞ trÝ míi cña m×nh lªn m¹ng, MS tiÕp tôc chuyÓn ®éng ë trong vïng míi nh­ ®· m« t¶ ë trªn. - Khi MS chuyÓn ®éng gi÷a hai vïng phôc vô kh¸c nhau: Trong tr­êng hîp cã mét cuéc gäi vµo cho MS, viÖc chuyÓn tõ mét vïng phôc vô MSC/VLR nµy sang mét vïng phôc vô MSC/VLR kh¸c cã nghÜa lµ tuyÕn th«ng tin ®i qua m¹ng còng sÏ kh¸c. §Ó t×m ®­îc ®Þnh tuyÕn ®óng, hÖ thèng ph¶i tham kh¶o bé ghi ®Þnh vÞ th­êng tró HLR v× thÕ MSC/VLR sÏ ph¶i cËp nhËt HLR vÒ vÞ trÝ cña MSC/VLR cho MS cña chóng ta. Qu¸ tr×nh cËp nhËt vÞ trÝ nh­ sau: MSC HLR VLR MSC VLR (5) xo¸ vÞ trÝ (6) tiÕp nhËn xo¸ (2) Yªu cÇu cËp nhËt vÞ trÝ (3) tiÕp nhËn vÞ trÝ (1) Yªu cÇu nhËt vÞ trÝ (4) C«ng nhËn cËp nhËt vÞ trÝ Sau khi cËp nhËt vÞ trÝ thµnh c«ng ë HLR hÖ thèng sÏ huû bá vÞ trÝ cò, HLR th«ng b¸o huû bá vÞ trÝ cho tæng ®µi MSC/VLR cò ®Ó xo¸ vÞ trÝ cò cña MS cã liªn quan. 3.2.3. Thñ tôc nhËp m¹ng ®¨ng ký lÇn ®Çu Khi MS bËt m¸y nã sÏ quÐt giao tiÕp v« tuyÕn ®Ó t×m ra tÇn sè ®óng, tÇn sè mµ MS t×m kiÕm sÏ chøa th«ng tin qu¶ng b¸ còng nh­ th«ng tin t×m gäi BCH/CCCH cã thÓ cã. MS tù kho¸ ®Õn tÇn sè ®óng nhê viÖc hiÖu chØnh tÇn sè thu vµ th«ng tin ®ång bé V× ®©y lµ lÇn ®Çu MS sö dông nªn phÇn m¹ng chÞu tr¸ch nhiÖm xö lý th«ng tin tíi / tõ MS hoµn toµn kh«ng cã th«ng tin vÒ MS nµy, MS kh«ng cã chØ thÞ nµo vÒ nhËn d¹ng vïng ®Þnh vÞ míi . Khi MS cè g¾ng th©m nhËp tíi m¹ng vµ th«ng b¸o víi hÖ thèng r»ng nã lµ MS míi ë vïng ®Þnh vÞ nµy b»ng c¸ch göi ®i mét th«ng b¸o “ CËp nhËt vÞ trÝ m¹ng” ®Õn MSC/VLR. Tõ giê trë ®i MSC/VLR sÏ coi r»ng MS ho¹t ®éng vµ ®¸nh dÊu tr­êng d÷ liÖu cña MS nµy b»ng 1 cê “nhËp m¹ng” cê nµy liªn quan ®Õn IMSI. 3.2.4. Thñ tôc rêi m¹ng Thñ tôc rêi m¹ng liªn quan ®Õn IMSI. Thñ tôc rêi m¹ng cña IMSI cho phÐp th«ng b¸o víi m¹ng r»ng thuª bao di ®éng sÏ t¾t nguån , lóc nµy t×m gäi MS b»ng th«ng b¸o t×m gäi sÏ kh«ng x¶y ra. Mét MS ë tr¹ng th¸i ho¹t ®éng ®­îc ®¸nh dÊu lµ “®· nhËp m¹ng”. Khi t¾t nguån MS göi th«ng b¸o cuèi cïng ®Õn m¹ng, th«ng b¸o nµy chøa yªu cÇu thñ tôc rêi m¹ng. Khi thu ®­îc th«ng b¸o rêi m¹ng MSC/VLR ®¸nh dÊu cê IMSI ®· rêi m¹ng t­¬ng øng. 3.2.5. T×m gäi Cuéc gäi ®Õn MS ®­îc ®Þnh tuyÕn ®Õn MSC/VLR n¬i MS ®¨ng ký. Khi ®ã MSC/VLR sÏ göi ®i mét th«ng b¸o t×m gäi ®Õn MS, th«ng b¸o nµy ®­îc ph¸t qu¶ng b¸ trªn toµn bé vïng ®Þnh vÞ LA nghÜa lµ tÊt c¶ c¸c BTS trong LA sÏ göi th«ng b¸o t×m gäi MS. Khi chuyÓn ®éng ë LA vµ “nghe” th«ng tin CCCH MS sÏ “nghe thÊy” th«ng b¸o t×m gäi vµ tr¶ lêi ngay lËp tøc. 3.2.6. Gäi tõ MS Gi¶ sö MS rçi vµ muèn thiÕt lËp mét cuéc gäi, thuª bao nµy sÏ quay tÊt c¶ c¸c ch÷ sè cña thuª bao bÞ gäi vµ b¾t ®Çu thñ tôc nµy b»ng c¸ch Ên phÝm “ ph¸t “ . Khi nµy MS göi ®i mét th«ng b¸o ®Çu tiªn ®Õn m¹ng b»ng CCCH ®Ó yªu cÇu th©m nhËp . Tr­íc hÕt MSC/VLR sÏ giµnh riªng cho MS mét kªnh riªng , kiÓm tra thÓ lo¹i cña thuª bao bÞ gäi vµ ®¸nh dÊu thuª bao nµy ë tr¹ng th¸i bËn . NÕu thuª bao gäi ®­îc phÐp sö dông m¹ng MSC/VLR sÏ c«ng nhËn yªu cÇu th©m nhËp . B©y giê MS sÏ göi ®i mét th«ng b¸o ®Ó thiÕt lËp cuéc gäi, tuú theo thuª bao bÞ gäi lµ cè ®Þnh hay di ®éng sè cña nã sÏ ®­îc ph©n tÝch trùc tiÕp ë MSC/VLR hoÆc göi ®Õn mét tæng ®µi chuyÓn tiÕp cña m¹ng PSTN cè ®Þnh . Ngay khi ®­êng nèi ®Õn thuª bao bÞ gäi ®· s½n sµng th«ng b¸o thiÕt lËp cuéc gäi sÏ ®­îc c«ng nhËn, MS còng sÏ ®­îc chuyÓn ®Õn mét kªnh th«ng tin riªng. B©y giê tÝn hiÖu cuèi cïng sÏ lµ sù kh¼ng ®Þnh thuª bao. 3.2.7. Gäi ®Õn thuª bao MS Gi¶ sö cã mét thuª bao A thuéc m¹ng cè ®Þnh PSTN yªu cÇu thiÕt lËp cuéc gäi víi thuª bao B thuéc m¹ng di ®éng. - Thuª bao A quay m· n¬i nhËn trong n­íc ®Ó ®¹t tíi vïng GSM/PLMN. Nèi th«ng ®­îc thiÕt lËp tõ tæng ®µi néi h¹t cña thuª bao A ®Õn GMSC cña m¹ng GSM/PLMN. - Thuª bao A quay sè cña thuª bao B, sè thuª bao ®­îc ph©n tÝch ë GMSC. B»ng chøc n¨ng hái ®¸p GMSC göi MSISDN cïng víi yªu cÇu vÒ sè l­u ®éng (MSRN) ®Õn bé ghi ®Þnh vÞ th­êng tró (HLR) - HLR dÞch sè thuª bao cña MS ®­îc quay vµo nhËn d¹ng GSM/PLMN: MSISDN Þ IMSI - HLR chØ cho MS vïng phôc vô vµ göi IMSI cña MS ®Õn VLR cña vïng phôc vô ®ång thêi yªu cÇu vÒ MSRN. - VLR sÏ t¹m thêi g¸n sè l­u ®éng MSRN cho thuª bao bÞ gäi vµ göi nã ng­îc trë vÒ HLR, HLR sÏ göi nã vÒ tæng ®µi cæng GMSC. - Khi nhËn ®­îc MSRN ®óng tæng ®µi GMSC sÏ cã kh¶ n¨ng thiÕt lËp cuéc gäi ®Õn vïng phôc vô MSC/VLR n¬i thuª bao B hiÖn ®ang cã mÆt. - VLR sÏ chØ cho thuª bao nµy vïng ®Þnh vÞ (LAI) ë giai ®o¹n qu¸ tr×nh thiÕt lËp cuéc gäi hÖ thèng muèn r»ng th«ng b¸o t×m gäi thuª bao bÞ gäi ®­îc ph¸t qu¶ng b¸ trªn vïng phñ sãng cña tÊt c¶ c¸c « cña vïng ®Þnh vÞ nµy. V× vËy MSC/VLR göi th«ng b¸o t×m gäi ®Õn tÊt c¶ c¸c BTS trong vïng ®Þnh vÞ. - Khi nhËn ®­îc th«ng tin t×m gäi, BTS sÏ ph¸t nã lªn ®­ßng v« tuyÕn ë kªnh t×m gäi PCH. Khi MS ë tr¹ng th¸i rçi vµ “nghe” ë kªnh PCH cña mét trong sè c¸c « thuéc vïng ®Þnh vÞ LA, nã sÏ nhËn th«ng tin t×m gäi , nhËn biÕt d¹ng IMSI vµ göi tr¶ lêi vÒ th«ng b¸o t×m gäi. - Sau c¸c thñ tôc vÒ thiÕt lËp cuéc gäi vµ sau khi ®· g¸n cho mét kªnh th«ng tin cuéc gäi nãi trªn ®­îc nèi th«ng ®Õn MS ë kªnh v« tuyÕn. 3.2.8. Cuéc gäi ®ang tiÕn hµnh, ®Þnh vÞ B©y giê ta xem xÐt ®iÒu g× sÏ x¶y ra khi mét tr¹m di ®éng ë tr¹ng th¸i bËn chuyÓn ®éng xa dÇn BTS mµ nã nèi ®Õn ë ®­êng v« tuyÕn. Nh­ ta võa thÊy MS sö dông mét kªnh TCH riªng ®Ó trao ®æi sè liÖu/tÝn hiÖu cña m×nh víi m¹ng. Khi cµng rêi xa BTS, suy hao ®­êng truyÒn còng nh­ ¶nh h­ëng cña phadinh sÏ lµm háng chÊt l­îng truyÒn dÉn v« tuyÕn sè. Tuy nhiªn hÖ thèng cã kh¶ n¨ng ®¶m b¶o chuyÓn sang BTS bªn c¹nh. Qu¸ tr×nh thay ®æi ®Õn mét kªnh th«ng tin míi trong qu¸ tr×nh thiÕt lËp cuéc gäi hay ë tr¹ng th¸i bËn ®­îc gäi lµ chuyÓn giao. M¹ng sÏ quyÕt ®Þnh vÒ sù thay ®æi nµy. MS göi c¸c th«ng tin liªn quan ®Õn c­êng ®é tÝn hiÖu vµ chÊt l­îng truyÒn dÉn ®Õn BTS qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ cËp nhËt. MS vµ m¹ng cã kh¶ n¨ng trao ®æi th«ng tin vÒ b¸o hiÖu trong qu¸ tr×nh cuéc gäi ®Ó cã thÓ ®ång bé chuyÓn vïng. Trong qu¸ tr×nh héi tho¹i ë kªnh TCH dµnh riªng, MS ph¶i tËp trung lªn TCH nµy v× thÕ kh«ng thÓ mét kªnh kh¸c dµnh riªng cho b¸o hiÖu. Mét lý do kh¸c n÷a lµ sè l­îng kªnh cã h¹n nªn hÖ thèng kh«ng sö dông 2 kªnh cho cïng mét h­íng, viÖc tæ chøc truyÒn dÉn sè liÖu trªn kªnh TCH sao cho cuéc nãi chuyÖn còng nh­ th«ng tin vÒ b¸o hiÖu ®­îc göi ®i trªn 1 kªnh. Luång sè liÖu sÏ ®­îc ph¸t ®i theo mét tr×nh tù chÝnh x¸c ®Ó c¶ MS lÉn BTS cã thÓ ph©n biÖt gi÷a cuéc nãi chuyÖn vµ c¸c th«ng tin b¸o hiÖu. B©y giê ta quay l¹i viÖc ®Þnh vÞ, tr­íc hÕt BTS sÏ th«ng b¸o cho MS vÒ c¸c BTS l©n cËn vµ c¸c tÇn sè BCH/CCCH. Nhê th«ng tin nµy MS cã thÓ ®o c­êng ®é tÝn hiÖu ë c¸c tÇn sè BCH/CCCH cña tr¹m gèc l©n cËn, MS ®o c¶ c­êng ®é tÝn hiÖu lÉn chÊt l­îng truyÒn dÉn ë TCH “bËn “ cña m×nh. TÊt c¶ c¸c kÕt qu¶ ®o nµy ®­îc göi ®Õn m¹ng ®Ó ph©n tÝch s©u h¬n. Cuèi cïng BTS sÏ quyÕt ®Þnh chuyÓn vïng. BSC sÏ ph©n tÝch c¸c kÕt qu¶ ®o do BTS thùc hiÖn ë TCH “bËn” . Tãm l¹i BSC sÏ gi¶i quyÕt 2 vÊn ®Ò : + Khi nµo cÇn thùc hiÖn chuyÓn vïng + Ph¶i thùc hiÖn chuyÓn vïng tíi BTS nµo Sau khi ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c t×nh huèng vµ b¾t ®Çu qu¸ tr×nh chuyÓn vïng, BSC sÏ chÞu tr¸ch nhiÖm thiÕt lËp mét ®­êng nèi th«ng ®Õn BTS míi. Cã c¸c tr­êng hîp chuyÓn vïng sau: - ChuyÓn giao trong vïng 1 BSC: ë tr­êng hîp nµy BSC ph¶i thiÕt lËp mét ®­êng nèi ®Õn BTS míi, dµnh riªng mét TCH cña m×nh vµ ra lÖnh cho MS ph¶i chuyÓn ®Õn 1 tÇn sè míi ®ång thêi còng chØ ra mét TCH míi. T×nh huèng nµy kh«ng ®ßi hái th«ng tin göi ®Õn phÇn cßn l¹i cña m¹ng. Sau khi chuyÓn giao MS ph¶i nhËn ®­îc c¸c th«ng tin míi vµ c¸c « l©n cËn. NÕu nh­ viÖc thay ®æi ®Õn BTS míi còng lµ thay ®æi vïng ®Þnh vÞ th× MS sÏ th«ng b¸o cho m¹ng vÒ LAI míi cña m×nh vµ yªu cÇu cËp nhËt vÞ trÝ. - ChuyÓn giao gi÷a hai BSC kh¸c nhau nh­ng cïng mét MSC/VLR: Tr­êng hîp nµy cho thÊy sù chuyÓn giao trong cïng mét vïng phôc vô nh­ng gi÷a hai BSC kh¸c nhau. M¹ng can thiÖp nhiÒu h¬n khi quyÕt ®Þnh chuyÓn giao. BSC ph¶i yªu cÇu chuyÓn giao tõ MSC/VLR. Sau ®ã cã mét ®­êng nèi th«ng míi (MSC/VLR Û BSC míi Û BTS míi) ph¶i ®­îc thiÕt lËp vµ nÕu cã TCH rçi, TCH nµy ph¶i ®­îc dµnh cho chuyÓn giao. Sau ®ã khi MS nhËn ®­îc lÖnh chuyÓn ®Õn tÇn sè míi vµ TCH míi. Ngoµi ra sau khi chuyÓn giao MS ®­îc th«ng b¸o vÒ c¸c « l©n cËn míi. NÕu viÖc nµy thay ®æi BTS ®i cïng víi viÖc thay ®æi vïng ®Þnh vÞ MS sÏ göi ®i yªu cÇu cËp nhËt vÞ trÝ trong qu¸ tr×nh cuéc gäi hay sau cuéc gäi. - ChuyÓn giao gi÷a hai vïng phôc vô MSC/VLR: §©y lµ tr­êng hîp chuyÓn giao phøc t¹p nhÊt nhiÒu tÝn hiÖu ®­îc trao ®æi nhÊt tr­íc khi thùc hiÖn chuyÓn giao. Ta sÏ xÐt 2 MSC/VLR. Gäi MSC/VLR cò (tham gia cuéc gäi tr­íc khi chuyÓn giao) lµ tæng ®µi phôc vô vµ MSC/VLR míi lµ tæng ®µi ®Ých. Tæng ®µi cò sÏ göi yªu cÇu chuyÓn giao ®Õn tæng ®µi ®Ých sau ®ã tæng ®µi ®Ých sÏ ®¶m nhËn viÖc chuÈn bÞ nèi ghÐp tíi BTS míi. Sau khi thiÕt lËp ®­êng nèi gi÷a hai tæng ®µi tæng ®µi cò sÏ göi ®i lÖnh chuyÓn giao ®Õn MS. Ch­¬ng 4. c¸c dÞch vô cña gsm 4.1. DÞch vô tho¹i Lµ dÞch vô quan träng nhÊt cña GSM. Nã cho phÐp c¸c cuéc gäi hai h­íng diÔn ra gi÷a ng­êi sö dông GSM víi thuª bao bÊt kú ë mét m¹ng ®iÖn tho¹i nãi chung nµo. Tèc ®é truyÒn tho¹i trong GSM lµ 13kbps. DÞch vô cuéc gäi khÈn lµ mét lo¹i dÞch vô kh¸c b¾t nguån tõ dÞch vô tho¹i. Nã cho phÐp ng­êi dïng cã thÓ liªn l¹c víi c¸c dÞch vô khÈn cÊp nh­ c¶nh s¸t hay cøu ho¶ mµ cã thÓ cã hay kh«ng cã SIM card trong m¸y di ®éng. 4.2. DÞch vô sè liÖu GSM ®­îc thiÕt kÕ ®Ó ®­a ra rÊt nhiÒu dÞch vô sè liÖu. C¸c dÞch vô sè liÖu ®­îc ph©n biÖt víi nhau bëi ng­êi sö dông ph­¬ng tiÖn (ng­êi sö dông c¸c m¹ng ®iÖn tho¹i PSTN, ISDN,…), bëi b¶n chÊt c¸c luång th«ng tin ®Çu cuèi (d÷ liÖu th«, fax, videotex, teletex…), bëi ph­¬ng tiÖn truyÒn dÉn (gãi hay m¹ch, ®ång bé hay kh«ng ®ång bé…) vµ bëi b¶n chÊt thiÕt bÞ ®Çu cuèi. Tèc ®é truyÒn sè liÖu trªn m¹ng GSM lµ 9,6kbps. 4.3. DÞch vô nh¾n tin ng¾n SMS Lµ mét lo¹i dÞch vô sè liÖu. DÞch vô nh¾n tin ng¾n SMS cho phÐp c¸c thuª bao GSM göi cho nhau c¸c b¶n tin ch÷ dµi kh«ng qu¸ 160 kÝ tù. Cã thÓ sö dông mét trung t©m dÞch vô ®Ó mét thuª bao ®äc b¶n tin ®Õn ®ã. Sau ®ã b¶n tin sÏ ®­îc ph¸t ®Õn thuª bao. NÕu thuª bao ë ngoµi vïng phñ cña hÖ thèng hay t¾t nguån, b¶n tin sÏ ®­îc l­u gi÷ vµ göi ®I khi thuª bao l¹i s½n sµng. Cã thÓ thu hay göi ®i c¸c th«ng b¸o ng¾n ë tr¹ng th¸I rçi hay trong qu¸ tr×nh cuéc gäi. 4.4. DÞch vô Wap DÞch vô Wap ®­îc b¾t ®Çu x©y dùng vµ triÓn khai lÇn ®Çu tiªn c¸ch ®©y ba n¨m ( vµo gi÷a n¨m 1997). DÞch vô giao thøc øng dông kh«ng ®©y (Wap) ngµy nay ®· trë nªn phæ biÕn. Tiªu chÝ cña dÞch vô rÊt ®¬n gi¶n: cho phÐp thuª bao dïng ®iÖn tho¹i di ®éng, m¸y nh¾n tin hoÆc nh÷ng thiÕt bÞ viÔn th«ng kh¸c cã hç trî Wap cã thÓ truy cËp mét c¸ch cã giíi h¹n vµo c¸c trang wed ®Ó xem th«ng tin vÒ thÞ tr­êng chøng kho¸n, xem tin tøc, göi vµ nhËn email v.v… MÆc dï Wap sö dông c¸c c«ng nghÖ vµ kh¸i niÖm tõ thÕ giíi wed vµ Internet nh­ng c¸c thiÕt bÞ Wap kh«ng thÓ truy cËp trùc tiÕp vµo c¸c nguån tµi nguyªn wed trªn Internet mµ ph¶i nhê qua Wap gateway. 4.5. C¸c dÞch vô míi cña GSM 2,5G Cuèi n¨m 2003 c¸c nhµ cung cÊp dÞch vô ®iÖn tho¹i di ®éng ë ViÖt Nam ®· ®­a ra hai dÞch vô míi trªn nÒn GSM 2,5G lµ dÞch vô v« tuyÕn gãi chung (GPRS) vµ nh¾n tin ®a ph­¬ng tiÖn (MMS). DÞch vô v« tuyÕn gãi chung (GPRS: General Packet Radio Service): GPRS lµ dÞch vô truyÒn d÷ liÖu chuyÓn m¹ch gãi ®­îc ph¸t triÓn trªn nÒn t¶ng c«ng nghÖ GSM, cho phÐp ng­êi dïng cã thÓ chuyÓn c¸c gãi d÷ liÖu tèc ®é cao qua m¸y di ®éng. Do vËy GPRS sÏ lµ nÒn t¶ng cho viÖc ph¸t triÓn c¸c øng dông th­¬ng m¹i di ®éng vµ dÞch vô MMS, truy cËp WAP-Internet tèc ®é cao. GPRS cho phÐp truyÒn d÷ liÖu cã thÓ ®¹t tíi 171,2kbps. DÞch vô nh¾n tin ®a ph­¬ng tiÖn (MMS: Multimedia Messaging Service): DÞch vô nh¾n tin ®a ph­¬ng tiÖn MMS cho phÐp nh÷ng ng­êi dïng ®iÖn tho¹i di ®éng cã thÓ trao ®æi nh÷ng bøc ¶nh tÜnh (JPG) hoÆc c¸c h×nh ®éng (GIF), ©m thanh hoÆc giäng nãi, nh÷ng ®o¹n video (Streaming video) vµ v¨n b¶n lªn ®Õn 1000 kÝ tù. Víi dÞch vô MMS, c¸c tin nh¾n kh«ng chØ ®­îc göi gi÷a c¸c m¸y ®iÖn tho¹i di ®éng mµ cßn tõ m¸y ®iÖn tho¹i di ®éng göi ®Õn email vµ ng­îc l¹i. KÕt luËn M¹ng th«ng tin di ®éng sè ®· vµ ®ang ph¸t triÓn hÕt søc nhanh chãng. Nã cïng c¸c dÞch vô kh¸c ®· gãp mét phÇn kh«ng nhá trong c«ng cuéc hiÖn ®¹i m¹ng viÔn th«ng ViÖt Nam. V× vËy viÖc nghiªn cøu m¹ng th«ng tin di ®éng lµ hÕt søc cÇn thݪt. Tuy nhiªn ®©y lµ mét m¶ng ®Ò tµi lín vµ víi thêi gian thùc tËp h¬n mét th¸ng nªn t«i chØ míi dõng ë møc ®Ò cËp tæng quan. T«i hy väng sÏ ph¸t triÓn ®Ò tµi nµy réng h¬n trong ®å ¸n tèt nghiÖp víi träng t©m vµo c¸c dÞch vô míi cña GSM 2,5G. Mét lÇn n÷a t«i xin bµy tá lßng biÕt ¬n s©u s¾c tíi TS. Ph¹m C«ng Hïng vµ toµn thÓ c¸c kü s­ t¹i phßng kü thuËt c«ng ty VMS ®· gióp ®ì t«i hoµn thµnh b¶n b¸o c¸o nµy. Phô lôc: C¸c tõ viÕt t¾t AB Access Burst Côm truy nhËp AGCH Access Grant Channel Kªnh cho phÐp truy nhËp AMPS Advanced Mobile Phone System HÖ thèng ®iÖn tho¹i di ®éng tiªn tiÕn ARQ Automatic Repeat Request Yªu cÇu lÆp l¹i tù ®éng AUC Authentication Center Trung t©m nhËn thùc BCCH Broadcast Control Channel Kªnh ®iÒu khiÓn qu¶ng b¸ BCH Broadcast Channel Kªnh qu¶ng b¸ BER Bit Error Rate Tû sè bit lçi BSC Base Station Controller Bé ®iÒu khiÓn tr¹m gèc BSIC Base Station Identity Code M· nhËn d¹ng tr¹m gèc BSS Base Station System HÖ thèng tr¹m gèc BTS Base Transceiver Station Tr¹m thu ph¸t gèc C/A Carrier to adjacent ratio Tû sè sãng mang trªn sãng l©n cËn C/I Carrier to interference ratio Tû sè sãng mang trªn nhiÔu C/R Carrier to reflection ratio Tû sè sãng mang trªn sãng ph¶n x¹ CCCH Common Control Channel Kªnh ®iÒu khiÓn chung CCITT International Telegraph & Telephone Consultative Committee Uû ban t­ vÊn quèc tÕ vÒ ®iÖn tho¹i vµ ®iÖn b¸o CSPDN Circuit Switched Public Data Network M¹ng sè liÖu c«ng céng chuyÓn m¹ch kªnh DCCH Dedicated Control Channel Kªnh ®iÒu khiÓn riªng DCS Data Communication Subsystem Ph©n hÖ th«ng tin sè liÖu EIR Equipment Identity Register Thanh ghi nhËn d¹ng thiÕt bÞ ETSI European Telecommunication Standards Institude ViÖn tiªu chuÈn viÔn th«ng ch©u ¢u FACCH Fast Associated Control Channel Kªnh ®iÒu khiÓn liªn kÕt nhanh FB Frequency Correction Burst Côm hiÖu chØnh tÇn sè FCCH Frequency Correction Channel Kªnh hiÖu chØnh tÇn sè FDMA Frequency Division Multiple Access §a truy nhËp ph©n chia theo tÇn sè GMSC Gateway MSC MSC cæng GPRS General Packet Radio Service DÞch vô v« tuyÕn gãi chung GSM Global System for Mobile Communication Th«ng tin di ®éng toµn cÇu HLR Home Location Register Thanh ghi ®Þnh vÞ th­êng tró IMEI International Mobile Equipment Identity NhËn d¹ng thiÕt bÞ di ®éng quèc tÕ IMSI International Mobile Subscriber Identity NhËn d¹ng thuª bao di ®éng quèc tÕ ISDN Integrated Service Digital Network M¹ng sè ®a dÞch vô ISI Intersymbol Interference NhiÔu giao thoa gi÷a c¸c kÝ hiÖu IWF Inter Working Function Chøc n¨ng t­¬ng t¸c LA Location Area Vïng ®Þnh vÞ LAC Location Area Code M· vïng ®Þnh vÞ LAI Location Area Identity NhËn d¹ng vïng ®Þnh vÞ ME Mobile Equipment ThiÕt bÞ di ®éng MMS Multimedia Messaging Service DÞch vô nh¾n tin ®a ph­¬ng tiÖn MS Mobile Station Tr¹m di ®éng MSC Mobile services Switching Center Trung t©m chuyÓn m¹ch c¸c dÞch vô di ®éng MSISDN Mobile Station ISDN Number Sè ISDN tr¹m di ®éng MSRN Mobile Station Roaming Number Sè l­u ®éng tr¹m di ®éng NB Normal Burst Côm b×nh th­êng NMT Nordic Mobile Telephone §iÖn tho¹i di ®éng B¾c ¢u OMC Operation and Maintenance Center Trung t©m b¶o d­ìng vµ vËn hµnh OSS Operation and Support System HÖ thèng khai th¸c vµ hç trî PCH Paging Channel Kªnh t×m gäi PCM Pulse Code Modulation §iÒu chÕ xung m· PIN Personal Identification Number Sè nhËn d¹ng c¸ nh©n PLMN Public Land Mobile Network M¹ng di ®éng mÆt ®Êt c«ng céng PSPDN Packet Switch Public Data Network M¹ng sè liÖu c«ng céng chuyÓn m¹ch gãi PSTN Public Switched Telephone Network M¹ng ®iÖn tho¹i chuyÓn m¹ch c«ng céng RACH Random Access Channel Kªnh truy nhËp ngÉu nhiªn RAND Random number Sè ngÉu nhiªn SACCH Slow Associated Control Channel Kªnh ®iÒu khiÓn liªn kÕt chËm SB Synchronization Burst Côm ®ång bé SCH Synchronization Channel Kªnh ®ång bé SDCCH Stand alone Dedicated Control Channel Kªnh ®iÒu khiÓn riªng ®øng mét m×nh SIM Subscriber Identity Module M«®un nhËn d¹ng thuª bao SMS Short Message Service DÞch vô nh¾n tin ng¾n SRES Signed Response MËt khÈu SS Switching System HÖ thèng chuyÓn m¹ch TACS Total Access Communication System HÖ thèng th«ng tin truy nhËp toµn bé TCH Traffic Channel Kªnh l­u l­îng TDMA Time Division Multiple Access §a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian TMN Telecommunication Management Network M¹ng qu¶n lý viÔn th«ng TRAU Transcoder/Rate Adaptation Unit Khèi chuyÓn ®æi m· vµ thÝch øng tèc ®é VLR Visitor Location Register Thanh ghi ®Þnh vÞ t¹m tró WAP Wireless Application Protocol Giao thøc øng dông kh«ng d©y

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docMạng thông tin di động GSM.doc
Luận văn liên quan