Tài liệu Báo cáo thực tập Mạng thông tin di động GSM ppt

TRƯ
ỜNGNG ĐẠII HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN


BÁO CÁO THỰC TẬP
Đề tài: Mạng thông tin di động GSM
Giáo viên hướng dẫn: TS. Phạm Công Hùng
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
HÀ NỘI, 1- 2005
BÁO CÁO THỰC TẬP
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay trong cuộc sống hàng ngày thông tin liên lạc đóng một vai trò rất
quan trọng không thể thiếu được, nó quyết định nhiều mặt hoạt động của xã hội,
giúp con người nắm bắt nhanh chóng các giá trị văn hoá, kinh tế, khoa học kỹ
thuật rất đa dạng và phong phú.
Bằng những bước phát triển thần kỳ, các thành tựu công nghệ Điện Tử –
Tin Học – Viễn Thông làm thay đổi cuộc sống con người từng giờ từng phút , nó
tạo ra một trào lưu "Điện Tử – Tin Học – Viễn Thông " trong mọi lĩnh vực ở thế
kỷ 21.
Lĩnh vực Thông Tin Di Động cũng không nằm ngoài trào lưu đó. Cùng với
nhiều công nghệ khác nhau Thông Tin Di Động đang không ngừng phát triển đáp
2
BÁO CÁO THỰC TẬP
ứng nhu cầu thông tin ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng, tạo nhiều
thuận lợi trong miền thời gian cũng như không gian. Chắc chắn trong tương lai
Thông Tin Di Động sẽ được hoàn thiện nhiều hơn nữa để thoả mãn nhu cầu thông
tin tự nhiên của con người.
Trên cơ sở những kiến thức đã tích luỹ được qua 5 năm học tập chuyên

ngành Điện Tử – Viễn Thông tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và hơn một
tháng thực tập tại phòng kỹ thuật công ty thông tin di động VMS, tôi đã hoàn
thành bản báo cáo thực tập tốt nghiệp này.
Để hoàn thành bản báo cáo này tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS
Phạm Công Hùng đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực tập tốt
nghiệp.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của trưởng phòng
Đỗ Vũ Anh cùng các cán bộ phòng kỹ thuật trong suốt quá trình thực tập .
CHƯƠNG 1. CẤU HÌNH MẠNG GSM
1.1 Giới thiệu chung về mạng thông tin di động GSM
1.1.1. Vài nét lịch sử về mạng GSM
Hệ thống thông tin di động từ lâu đã là một ước mơ lớn của con người, và
ước mơ này đã trở thành hiện thực ngay khi kỹ thuật cho phép. Sự thực hiện đầu
tiên bằng sóng vô tuyến được thực hiện từ cuối thế kỷ 19. Tuy nhiên việc đưa hệ
thống thông tin di động vào phục vụ chỉ được thực hiện sau chiến tranh thế giới
lần thứ 2, khi mà công nghệ điện tử cho phép. Đó là một dịch vụ thông tin đặc
biệt, nó cho phép nối thông các cuộc gọi không cần dây dẫn. Ngay đó ngay cả khi
di chuyển, các thuê bao di động vẫn trao đổi thông tin được với nhau. Do sự phát
3
BÁO CÁO THỰC TẬP
triển ngày càng cao của công nghệ điện tử và thông tin, mạng thông tin ngày càng
phổ biến, giá cả ngày một hạ và độ tin cậy ngày càng tăng lên. Quá trình phát triển
của mạng thông tin đã trải qua các giai đoạn sau:
- Giai đoạn thứ nhất: Sau 1946, khả năng phục vụ nhỏ, chất lượng không
cao, giá cả dắt.
- Giai đoạn thứ hai: Từ 1970 – 1979, cùng với sự phát triển của các thiết
bị điện tử tổ hợp cỡ lớn và các bộ vi xử lý, ta có thể thực hiện được một hệ thống
phức tạp hơn. Bởi vì vùng phủ sóng của anten phát của các máy di động bị hạn
chế nên hệ thống được chia thành một vài trạm nhận cho một trạm phát.
- Giai đoạn thứ ba: Từ1979 -1990, là mạng tổ ong tương tự. Các trạm thu

phát được đặt theo các ô tổ ong. Mạng này cho phép sử dụng lại tần số và cho
phép chuyển giao giữa các ô trong cuộc gọi. Các mạng điển hình là:
+ AMPS (Advanced Mobile Phone Service): được đưa vào hoạt động tại
Mỹ năm 1979.
+NMT ( Nordic Mobile Telephone): là hệ thống của các nước Bắc Âu và
được đưa vào sử dụng vào tháng 12/1981.
+TACS ( Total Access Communication System): được đưa vào phục vụ tại
Vương quốc Anh năm 1985.
Tất cả các mạng trên dựa trên mạng truyền điện thoại tương tự băng điều
chế tần số. Chúng sử dụng tần số 450 hoặc 900 Mhz. Vùng phủ sóng của nó chỉ ở
mức quốc gia và phục vụ được vài trăm thuê bao. Hệ thống lớn nhất ở Anh là
TACS đạt hơn một triệu thuê bao vào năm 1990.
- Giai đoạn thứ tư: Từ đầu những năm 1980, sau khi các hệ thống NMT
đã hoạt động thành công thì nó cũng biểu hiện một số hạn chế. Một là do yêu cầu
cho dịch vụ di động quá lớn vượt qua con số mong đợi của các nhà thiết kế hệ
thống nên hệ thống này không đáp ứng được. Hai là các hệ thống khác nhau đang
hoạt động không thể phục vụ cho tất cả các thuê bao ở châu Âu, nghĩa là thiết bị
của mạng này không thể truy nhập vào mạng khác. Ba là nếu thiết kế một mạng
lớn phục vụ cho cả châu Âu thì không một nước nào có thể đáp ứng được vì vốn
đầu tư quá lớn. Tất cả những hạn chế trên dẫn đến một nhu cầu là phải thiết kế một
hệ thống loại mới được làm theo kiểu chung để có thể dùng cho nhiều nước. Năm
1988, viện tiêu chuẩn viễn thông châu âu – ETSI (Europe Telecommunication
Standard Institute) đã thành lập nhóm đặc trách di động – GSM (Groupe Special
Mobile). GSM còn có nghĩa là hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System
for Mobile Communication). GSM là tiêu chuẩn điện thoại di động số toàn châu
Âu sử dụng dải tần số 900Mhz.
Năm 1990, Vương quốc Anh đưa ra hệ thống DCS (Digital Cellular
System). DCS dựa trên hệ thống GSM với việc sử dụng tần số 1800Mhz.
Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ viễn thông
mới, các hệ thống thông tin di động đang tiến tới thế hệ thứ ba. Ở thế hệ thứ ba

này, các hệ thống thông tin di động có xu thế hoà nhập thành một tiêu chuẩn duy
nhất và có khả năng phục vụ ở tốc độ lên đến 2Mbit/s.
4
BÁO CÁO THỰC TẬP
Ở Việt Nam, hệ thống thông tin di động số GSM được đưa vào từ năm
1993, hiện nay đang được hai công ty VMS và GPC khai thác rất hiệu quả. Trong
năm 2004 này công ty Vietel cũng sẽ cung cấp dịch vụ này.
1.1.2. Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng GSM
Hệ thống thông tin di động GSM cho phép chuyển vùng tự do của các thuê
bao trong châu Âu, có nghĩa là một thuê bao có thể thâm nhập sang mạng của
nước khác khi di chuyển qua biên giới. Trạm di động GSM – MS (GSM Mobile
Station) phải có khả năng trao đổi thông tin tại bất cứ nơi nào trong vùng phủ sóng
quốc tế.
 Về khả năng phục vụ :
- Hệ thống được thiết kế sao cho MS có thể dùng được trong tất cả các
nước
có mạng.
- Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất cho
các loại dịch vụ khác liên quan tới mạng số liên kết đa dịch vụ (ISDN).
- Tạo một hệ thống có thể phục vụ cho các MS trên các tầu viễn dương như
một mạng mở rộng cho các dịch vụ di động mặt đất.
 Về chất lượng phục vụ và an toàn bảo mật:
- Chất lượng của thoại trong GSM phải ít nhất có chất lượng như các hệ
thống di động tương tự trước đó trong điều kiện vân hành thực tế.
- Hệ thống có khả năng mật mã hoá thông tin người dùng mà không ảnh
hưởng gì đến hệ thống cũng như không ảnh hưởng đến các thuê bao khác không
dùng đến khả năng này.
 Về sử dụng tần số:
- Hệ thống cho phép mức độ cao về hiệu quả của dải tần mà có thể phục
vụ ở vùng thành thị và nông thôn cũng như các dịch vụ mới phát triển.

- Dải tần số hoạt động là 890-915 và 935-960 Mhz.
- Hệ thống GSM 900Mhz phải có thể cùng tồn tại với các hệ thống dùng
900Mhz trước đây.
 Về mạng:
- Kế hoạch nhận dạng dựa trên khuyến nghị của CCITT.
- Kế hoạch đánh số dựa trên khuyến nghị của CCITT.
- Hệ thống phải cho phép cấu trúc và tỷ lệ tính cước khác nhau khi được
dùng trong các mạng khác nhau.
- Trung tâm chuyển mạch và các thanh ghi định vị phải dùng hệ thống báo
hiệu được tiêu chuẩn hoá quốc tế.
- Chức năng bảo vệ thông tin báo hiệu và thông tin điều khiển mạng phải
được cung cấp trong hệ thống.
1.2. Cấu trúc hệ thống GSM
Một hệ thống GSM có thể được chia thành nhiều phân hệ sau đây:
- Phân hệ chuyển mạch (SS: Switching Subsystem)
5
BÁO CÁO THỰC TẬP
- Phân hệ trạm gốc (BSS: Base Station Subsystem)
- Phân hệ khai thác (OSS: Operation Subsystem)
- Trạm di động (MS: Mobile Station)
1.2.1. Hệ thống con chuyển mạch SS
Hệ thống con chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của
GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động
của thuê bao. Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa những người sử
dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác.
Hệ thống con chuyển mạch SS bao gồm các khối chức năng sau:
- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC: Mobile Services
Switching Center).
- Bộ ghi định vị tạm trú (VLR: Visitor Location Register)
- Bộ ghi định vị thường trú (HLR: Home Location Register)

- Trung tâm nhận thực (AUC: Authentication Center)
- Bộ nhận dạng thiết bị (EIR: Equipment Identity Register)
- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC: Gateway
Mobile Services Switching Center)
BSS
MS
AUC
HLR
MSC
VLR
EIR
SS
BSC
BTS
OSS
ISDN

PSPDN

CSPDN
PSTN
PLMN
Hình 1. Mô hình hệ thống GSM
6
BÁO CÁO THỰC TẬP
1.2.1.1. Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng MSC
Ở SS, chức năng chuyển mạch chính được MSC thực hiện. Nhiệm vụ chính
của MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những người sử dụng mạng
GSM. Một mặt MSC giao tiếp với phân hệ BSS, mặt khác nó giao tiếp với mạng
ngoài. MSC làm nhiệm vụ giao tiếp với mạng ngoài được gọi là MSC cổng. Việc

giao tiếp với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho người sử dụng mạng GSM đòi
hỏi cổng thích ứng (các chức năng tương tác IWF: Interworking Function). SS
cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng các khả năng truyền tải của các
mạng này cho việc truyền tải số liệu của người sử dụng hoặc báo hiệu giữa các
phần tử của mạng GSM. MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý
một số các bộ điều khiển trạm gốc .
Để kết nối MSC với một số mạng khác, cần phải thích ứng các đặc điểm
truyền dẫn của GSM với các mạng này. Các thích ứng này được gọi là các chức
năng tương tác IWF (Interworking Function) bao gồm một thiết bị để thích ứng
giao thức và truyền dẫn. Nó cho phép kết nối với các mạng: PSPDN (Packet
Switched Public Data Network: mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói), hay
CSPDN (Circuit Switched Public Data Network: mạng số liệu công cộng chuyển
mạch kênh), nó cũng tồn tại khi các mạng khác chỉ đơn thuần là PSTN hay ISDN.
IWF có thể được thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng,
ở trường hợp hai thì giao tiếp giữa MSC và IWF được để mở.
Để thiết lập một cuộc gọi đến người sử dụng GSM, trước hết cuộc gọi phải
được định tuyến đến một tổng đài cổng GMSC mà không cần biết đến hiện thời
thuê bao đang ở đâu. Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí của
thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm
hiện thời (MSC tạm trú). Để vậy trước hêt các tổng đài cổng phải dựa trên số thoại
danh bạ của thuê bao để tìm đúng HLR cần thiết và hỏi HLR này. Tổng đài cổng
có một giao diện với các mạng bên ngoài với mạng GSM. Về phương diện kinh tế,
không phải bao giờ tổng đài cổng cũng đứng riêng mà thường được kết hợp với
MSC.
1.2.1.2. Bộ ghi định vị thường trú HLR
Là cơ sở dữ liệu quan trọng nhất của mạng GSM, lưu trữ các số liệu và địa
chỉ nhận dạng cũng như các thông số nhận thực của thuê bao trong mạng. Các
thông tin lưu trữ trong HLR gồm: nhận dạng thuê bao IMSI, MSISDN, VLR hiện
thời, trạng thái thuê bao, khoá nhận thực và chức năng nhận thực, số lưu động
trạm di động MSRN.

HLR chứa những cơ sở dữ liệu bậc cao của tất cả các thuê bao trong GSM.
Những dữ liệu này được truy nhập từ xa bởi các MSC và VLR của mạng.
1.2.1.3. Bộ ghi định vị tạm trú VLR
VLR là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng GSM. Nó được nối với một hay
nhiều MSC và có nhiệm vụ lưu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiện
đang nằm trong vùng phục vụ của MSC tương ứng và đồng thời lưu giữ số liệu về
7
BÁO CÁO THỰC TẬP
vị trí của các thuê bao nói trên ở mức độ chính xác hơn HLR. Các chức năng VLR
thường được liên kết với các chức năng MSC.
1.2.1.4. Trung tâm nhận thực AUC
AUC quản lý các thông tin nhận thực và mật mã liên quan đến từng cá nhân
thuê bao dựa trên một khoá nhận dạng bí mật Ki để đảm bảo toàn số liệu cho các
thuê bao được phép. Khoá này cũng được lưu giữ vĩnh cửu và bí mật trong bộ nhớ
ở MS. Bộ nhớ này có dang Simcard có thể rút ra và cắm lại được. AUC có thể
được đặt trong HLR hoặc MSC hoặc độc lập với cả hai.
Khi dăng ký thuê bao, khoá nhận thực Ki được ghi nhớ vào Simcard của
thuê bao cùng với IMSI của nó. Đồng thời khoá nhận thực Ki cũng được lưu giữ ở
trung tâm nhận thực AUC để tạo ra bộ ba thông số cần thiết cho quá trình nhận
thực và mật mã hoá:
- Số ngẫu nhiên RAND
- Mật khẩu SRES được tạo ra từ Ki và số ngẫu nhiên RAND bằng thuật
toán
A3
- Khoá mật mã Kc được tạo ra từ Ki và số ngẫu nhiên RAND bằng thuật
toán A8
1.2.1.5. Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR
Quản lý thiết bị di động được thực hiện bởi bộ đăng ký nhận dạng thiết bị
EIR. EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến phần thiết bị di động ME của
trạm di động MS. EIR được nối với MSC thông qua đường báo hiệu để kiểm tra

sự được phép của thiết bị bằng cách so sánh tham số nhận dạng thiết bị di động
quốc tế IMEI (International Mobile Equipment Identity) của thuê bao gửi tới khi
thiết lập thông tin với số IMEI lưu giữ trong EIR phòng trường hợp đây là những
thiết bị đầu cuối bị đánh cắp, nếu so sánh không đúng thì thiết bị không thể truy
nhập vào mạng được.
1.2.2. Phân hệ trạm gốc BSS
BSS thực hiện nhiệm vụ giám sát các đường ghép nối vô tuyến, liên kết
kênh vô tuyến với máy phát và quản lý cấu hình của các kênh này. Đó là:
- Điều khiển sự thay đổi tần số vô tuyến của đường ghép nối (Frequency
Hopping) và sự thay đổi công suất phát vô tuyến.
- Thực hiện mã hoá kênh và tín hiệu thoại số, phối hợp tốc độ truyền thông
tin.
- Quản lý quá trình Handover.
- Thực hiện bảo mật kênh vô tuyến.
Phân hệ BSS gồm hai khối chức năng: bộ điều khiển trạm gốc (BSC: Base
Station Controller) và các trạm thu phát gốc (BTS: Base Transceiver Station). Nếu
khoảng cách giữa BSC và BTS nhỏ hơn 10m thì các kênh thông tin có thể được
kết nối trực tiếp (chế độ Combine), ngược lại thì phải qua một giao diện A-bis
8
BÁO CÁO THỰC TẬP
(chế độ Remote). Một BSC có thể quản lý nhiều BTS theo cấu hình hỗn hợp của 2
loại trên.
1.2.2.1. Trạm thu phát gốc BTS
Một BTS bao gồm các thiết bị phát thu, anten và xử lý tín hiệu đặc thù cho
giao diện vô tuyến. Có thể coi BTS là các Modem vô tuyến phức tạp có thêm một
số các chức năng khác. Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU (Transcoder
and Rate Adapter Unit: khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ). TRAU là thiết bị
mà ở đó quá trình mã hoá và giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM được tiến hành,
ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu. TRAU là
một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể đặt cách xa BTS và thậm chí trong nhiều

trường hợp được đặt giữa BSC và MSC.
BTS có các chức năng sau:
- Quản lý lớp vật lý truyền dẫn vô tuyến
- Quản lý giao thức cho liên kết số liệu giữa MS và BSC
- Vận hành và bảo dưỡng trạm BTS
- Cung cấp các thiết bị truyền dẫn và ghép kênh nối trên giao tiếp A-bis
1.2.2.2. Bộ điều khiển trạm gốc BSC
BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến qua các lệnh điều khiển
từ xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vô
tuyến và quản lý chuyển giao (Handover). Một phía BSC được nối với BTS còn
phía kia nối với MSC của SS. Trong thực tế, BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng
tính toán đáng kể. Một BSC có thể quản lý vài chục BTS tuỳ theo lưu lượng các
BTS này. Giao diện giữa BSC và MSC là giao diện A, còn giao diện giữa nó với
BTS là giao diện A-bis.
Nhân viên khai thác có thể từ trung tâm khai thác và bảo dưỡng OMC nạp
phần mềm mới và dữ liệu xuống BSC, thực hiện một số chức năng khai thác và
bảo dưỡng, hiển thị cấu hình của BSC.
BSC có thể thu thập số liệu đo từ BTS và BIE (Base Station Interface
Equipment: Thiết bị giao diện trạm gốc), lưu trữ chúng trong bộ nhớ và cung cấp
chúng cho OMC theo yêu cầu.
1.2.2.3. Bộ chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU
Trong GSM, tín hiệu thoại trên giao diện vô tuyến được mã hoá ở tốc độ
13Kbps sử dụng mã hoá tiền định tuyến LPC. Để thích ứng tốc độ này các tốc độ
mạng hội thoại cố định PSTN cần có bộ chuyển đổi mã TRAU để chuyển đổi giữa
13Kbps PCM giữa MS và MSC. TRAU có thể được đặt tại BTS, BSC hoặc tại
MSC. Để giảm thiểu chi phí truyền dẫn, thường TRAU đặt ở MSC. Khi đó cần
thêm báo hiệu bổ xung vào tiếng thoại 13Kbps để truyền thông tin điều khiển từ
bộ chuyển đổi mã từ xa dặt ở BTS đến TRAU.
9
BÁO CÁO THỰC TẬP

1.2.3. Trạm di động MS
Trạm di động là thiết bị duy nhất mà người sử dụng có thể thường xuyên
nhìn thấy của hệ thống. MS có thể là: máy cầm tay, máy xách tay hay máy đặt trên
ô tô. Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vô
tuyến MS còn phải cung cấp các giao diện với người sử dụng (như micrô, loa, màn
hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với môt số các thiết bị khác
(như giao diện với máy tính cá nhân, Fax…). Hiện nay, người ta đang cố gắng sản
xuất các thiết bị đầu cuối gọn nhẹ để đấu nối với trạm di động. Ba chức năng
chính của MS:
- Thiết bị đầu cuối thực hiện các chức năng không liên quan đến mạng
GSM.
- Kết cuối trạm di động thực hiện các chức năng liên quan đến truyền đẫn ở
giao diện vô tuyến.
- Bộ thích ứng đầu cuối làm việc như một cửa nối thông thiêt bị đầu cuối
với kết cuối di động. Cần sử dụng bộ thích ứng đầu cuối khi giao diện ngoài trạm
di động tuân theo tiêu chuẩn ISDN để đấu nối đầu cuối, còn thiết bị đầu cuối lại có
thể giao diện đầu cuối – modem.
Máy di động MS gồm hai phần: Module nhận dạng thuê bao SIM
( Subscriber Identity Module) và thiết bị di động ME (Mobile Equipment).
Để đăng ký và quản lý thuê bao, mỗi thuê bao phải có một bộ phận gọi là
SIM. SIM là một module riêng được tiêu chuẩn hoá trong GSM. Tất cả các bộ
phận thu, phát, báo hiệu tạo thành thiết bị ME. ME không chứa các tham số liên
quan đến khách hàng, mà tất cả các thông tin này được lưu trữ trong SIM. SIM
thường được chế tạo bằng một vi mạch chuyên dụng gắn trên thẻ gọi là Simcard.
Simcard có thể rút ra hoặc cắm vào MS.
Sim đảm nhiệm các chức năng sau:
- Lưu giữ khoá nhận thực thuê bao Ki cùng với số nhận dạng trạm di động
quốc tế IMSI nhằm thực hiện các thủ tục nhận thực và mật mã hoá thông tin.
- Khai thác và quản lý số nhận dạng cá nhân PIN(Personal Identity
Number) để bảo vệ quyền sử dụng của người sở hữu hợp pháp. PIN là một số gồm

từ 4 đến 8 chữ số, được nạp bởi nhà khai thác khi đăng ký lần đầu.
1.2.4. Phân hệ khai thác OSS
Phân hệ khai thác OSS thực hiện ba chức năng chính sau:
 Khai thác và bảo dưỡng mạng:
Khai thác là các hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi
của mạng như: tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao giữa hai ô…,
nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ chất lượng của dịch vụ mà họ
cung cấp cho khách hàng và kịp thời xử lý các sự cố. Khai thác cũng bao gồm việc
thay đổi cấu hình để giảm những vấn đề xuất hiện ở thời điểm hiện tại, để chuẩn
bị lưu lượng cho tương lai, để tăng vùng phủ. Ở hệ thống viễn thông hiện đại, khai
thác được thực hiện bằng máy tính và được tập trung ở một trạm.
10
BÁO CÁO THỰC TẬP
Bảo dưỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố hỏng hóc.
Nó có một số quan hệ với khai thác. Bảo dưỡng cũng bao gồm cả các hoạt động
tại hiện trường nhằm thay thế thiết bị có sự cố.
Hệ thống khai thác và bảo dưỡng có thể được xây dựng trên nguyên lý
TMN (Telecommunication Management Network: Mạng quản lý viễn thông). Lúc
này, một mặt hệ thống khai thác và bảo dưỡng được nối đến các phần tử của mạng
viễn thông ( các MSC, BSC, HLR và các phần tử mạng khác trừ BTS, vì thâm
nhập đến BTS được thực hiện qua BSC). Mặt khác, hệ thống khai thác và bảo
dưỡng lại được nối đến một máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp người máy. Theo
tiêu chuẩn GSM, hệ thống được gọi là OMC (Operation and Maintenance Center:
Trung tâm khai thác và bảo dưỡng).
 Quản lý thuê bao:
Bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao. Nhiệm vụ đầu tiên là
nhập và xóa thuê bao khỏi mạng. Đăng ký thuê bao cũng có thể rất phức tạp, bao
gồm nhiều dịch vụ và các tính năng bổ sung. Nhà khai thác phải có thể thâm nhập
được tất cả các thông số nói trên. Một nhiệm vụ quan trọng khác của khai thác là
tính cước các cuộc gọi. Cước phí phải được tính và gửi đến thuê bao. Quản lý thuê

bao ở GSM chỉ liên quan đến HLR và một số thiết bị OSS riêng chẳng hạn mạng
nối HLR với các thiết bị giao tiếp người máy ở các trung tâm giao dịch với thuê
bao. Simcard cũng đóng vai trò như một bộ phận của hệ thống quản lý thuê bao.
 Quản lý thiết bị di động:
Quản lý thiết bị di động được bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR thực
hiện. EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến trạm di động MS. EIR được nối
đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra sự được phép của thiết bị. Một thiết bị
không được phép sẽ bị cấm. Trong hệ thống GSM, EIR được coi là hệ thống con
SS.
11
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 2. VÔ TUYẾN SỐ – GIAO TIẾP VÔ TUYẾN SỐ
2.1. Vô tuyến số tổng quát
Ở phần này đề cập đến việc sử dụng thiết bị vô tuyến để truyền thông tin
giữa trạm di động và mạng PLMN GMS thay vì dùng dây. Một số vấn đề quan
trọng khi quy hoạch tần số là sự hạn chế bởi đại lượng nhiễu của hệ thống tổ ong.
2.1.1. Suy hao đường truyền và pha đinh
Suy hao đường truyền là quá trình mà ở đó tín hiệu thu yếu dần đo khoảng
cách giữa trạm di động và trạm gốc tăng mà không có mặt cản giữa anten phát và
thu. Suy hao trong không gian tự do:
Ls ≈ d
2
.f
2
Ls (dB) = 33,4 (dB) + 20logF(MHz) + 20logd(km)
d: là khoảng cách giữa anten phát Tx và thu Rx.
f: tần số phát
(Công thức trên chỉ đúng với các hệ thống vô tuyến di động gần BS.)
Môi trường sử dụng của MS thường có chướng ngại vật gây hiệu ứng che
tối làm giảm cường độ tín hiệu thu. Khi di động cùng với đài di động cường độ tín

hiệu giảm và tăng dù giữa Tx và Rx có hay không có chướng ngại. Hiệu ứng này
gọi là pha đinh chuẩn log. Thời gian giữa 2 chỗ trũng pha đinh khoảng vài giây
khi máy di động MS là loại lắp trên xe và chuyển động.
Phađinh chuẩn logarit
Trong trường hợp môi trường thông tin có mật độ thuê bao dày và nhiều
chướng ngại ta có pha đinh nhiều tia hay raile, xảy ra khi tín hiệu truyền nhiều
đường từ anten Tx đến Rx.
Ở hiện tượng pha đinh raile, tín hiệu thu được là tổng các tín hiệu phản xạ
khác pha, khác biên độ. Những tín hiệu này khi cộng lại như các véctơ tạo nên một
véctơ tổng gần bằng không có nghiã là cường độ tín hiệu bằng 0. Đây là chỗ trũng
pha nghiêm trọng. Khoảng thời gian giữa hai chỗ trũng phađinh phụ thuộc vào tốc
độ chuyển động và tần số phát.
12
MS
BÁO CÁO THỰC TẬP

Phađinh Raile
Ở một khoảng cách nhất định (x mét) so với anten phát Tx, tín hiệu thu được minh
hoạ như sau:
Độ nhạy máy thu là mức tín hiệu vào yếu nhất cần thiết cho một tín hiệu ra
qui định. Khi quy hoạch hệ thống, để chống lại pha đinh thì giá trị trung bình
chung được lấy lớn hơn độ nhạy máy thu lượng Y(dB) băng chỗ trũng pha
phađinh mạnh nhất, Y(dB) được gọi là dự trữ phađinh.
2.1.2. Phân tán thời gian
Hiện tượng này có nguồn gốc từ phản xạ từ một vật ở xa anten thu Rx vài
km. Nó dần đến giao thoa giữa các ký hiệu ISI tức là giao thoa giữa các ký hiệu
lân cận với nhau.
Ở GMS tốc độ bit là 270kB/s, mỗi bit tương ứng với 3,7s và tương ứng với
khoảng cách là 1,1km. Khi có phản xạ từ 1km phía sau trạm di động thì tín hiệu
phản xạ phải qua gương đường dài trễ tín hiệu đi thẳng 2km. Tín hiệu mong muốn

sẽ được trộn với tín hiệu 2bit.
Hệ thống GSM được thiết kế có thể hạn chế phân tán thời gian nhờ sử dụng
một bộ cân bằng mà có thể thực hiện cân bằng một số nhất định tín hiệu phản xạ
nhưng không phải là tất cả. Bộ cân bằng của GSM có thể đạt được sự cân bằng
cho các tín hiệu phản xạ chậm khoảng 4 bít so vơí tín hiệu đến trực tiếp, tương
MS
13
Độ nhạy máy thu
m
X + 15X + 10X
Dự trữ
padinh
Giá trị trung bình cục bộ
Chỗ trũng padinh
Giá trị trung bình chung
Cường độ tín hiệu thu (Rx), Fc = 900MHz
BÁO CÁO THỰC TẬP
ứng với 15 µs. Tuy nhiên nếu tín hiệu phản xạ mà đến trễ hơn thế thì bộ cân bằng
không thể đáp ứng được. Giai đoạn mà bộ cân bằng có thể đáp ứng được gọi là mã
số thời gian. Trong cửa sổ thời gian đó sẽ tăng cường độ tín hiệu đến trực tiếp.
Tổng các tín hiệu phản xạ có thể nhỏ hơn 15µs phải ít nhất nhỏ hơn 9 lần tổng các
tín hiệu trong cửa sổ. Tỉ số này gọi là tỉ số sóng mang trên sóng phản xạ (C/R).
C/R được tính bằng tỉ số giữa năng lượng trong cửa sổ và năng lượng ngoài cửa sổ
của bộ cân bằng. C/R càng nhỏ thì chất lượng càng kém. Vị trí đặt BTS ảnh hưởng
rất lớn đến tỉ số này nên đặt không hợp lí sẽ gây nên phân tán thời gian lớn. Các
vùng có địa hình như miền núi, thành phố nhiều nhà cao tầng, vùng hồ xây dựng
nhiều thềm, bậc thường có tỉ số C/R nhỏ.
Thông thường tín hiệu phản xạ phải đi qua quãng đường lớn hơn 4,5 Km so
với tín hiệu trực tiếp thì mới có trễ hơn 1,5µs tuy nhiên nếu tín hiệu phản xạ đó
không mạnh tức là tỉ số C/R lớn hơn 1 số cho phép thì không ảnh hưởng đến vùng

sóng phục vụ.
Ngược lại nếu tín hiệu phản xạ mạnh nhưng trễ vẫn thuộc cửa sổ thì sẽ tăng
độ mạnh của tín hiệu đi thẳng. Chỉ khi C/R nhỏ phân tán thời gian lớn thì mới có
yêu cầu thay đổi vi trí BTS, hoặc dùng phương pháp đặt thêm BTS phụ trợ. Khi
sét vấn đề này cân phải căn cứ vào các vị trí cân đối giữa MS và BTS bởi vì mỗi vị
trí dù là cách nhau không lớn thì có thể C/R cách nhau rất lớn.
* Nhiễu đồng kênh:
Nhiễu giao thoa đồng kênh là nhiễu do tín hiệu thu không mong muốn có
cùng tần số và tín hiệu thu mong muốn. Tỉ số giữa mức sóng mang không mong
muốn là tỉ số nhiễu giao thoa đồng kênh (C/I). Tỉ số này phụ thuộc vào những yếu
tố như:
+ Mẫu sử dụng lại tần số: khoảng cách giữa hai Cell cùng tần số ảnh hưởng
lẫn nhau.
+ Vị trí địa hình.
+ Các vùng phản xạ địa phương.
+ Kiểu Angten, tính định hướng, chiều cao Angten.
+ Các sóng gây nhiễu địa phương có cùng tần số.
Tỉ số này gây ảnh hưởng rất mạnh đến chất lượng tín hiệu, dẫn đến sai tín
hiệu, giải mã sai gây nên sót cuộc gọi hoặc thất bại trên đường nối vô tuyến. Tiêu
chuẩn GSM cho phép C/I nhỏ nhất là 10. Ngoài ra trong thông tin vô tuyến tín
hiệu còn bị ảnh hưởng các kênh lân cận là các kênh gần tần số với tín hiệu thu, dải
tần của chúng trùng lên nhau ở mức lớn. Trong trường hợp này cũng gây nhiếu gọi
là nhiễu giao thoa kênh lân cận (C/A) trong thực tế các tần số của các BTS cùng vị
trí thường gây ảnh hưởng cho nhau.
Tín hiệu thu được khi đo đạc thường gồm rất nhiều loại tín hiệu và nhiễu
như đã kể trên. Khi đo đạc ta có thể xác định tỉ số C/(I+R+A), đánh giá mức độ
hoặc lỗi có thể xác định được tỉ số này phải nhờ đến các máy đo chuyên dụng
14
BÁO CÁO THỰC TẬP
2.1.3. Các phương pháp phòng ngừa suy hao truyền dẫn do phađinh

Để cải thiện máy thu và chất lượng của tín hiệu thu, có 4 phương án để thực
hiện như sau:
Phân tập anten (phân tập không gian):
Do 2 anten thu ít có nguy cơ bị chỗ trũng phađinh sâu cùng một lúc, nên ta
sử dụng 2 anten Rx độc lập thu cùng tín hiệu rồi kết hợp các tín hiệu này lại ta sẽ
có một tín hiệu ra khỏi bộ kết hợp ít bị phađinh hơn. Khoảng cách giữa hai anten
phải đủ lớn để tương quan giữa các tín hiệu ở hai anten nhỏ.
Nhảy tần:
Với pha đinh raile, mẫu phađinh phụ thuộc vào tần số nghĩa là chỗ trũng
phađinh xảy ra ở các vị trí khác nhau đối với các tần số khác nhau. Như vậy ta có
thể thay đổi tần số sóng mang trong một số tần số khi cuộc gọi đang tiến hành, khi
gặp chỗ trũng phađinh chỉ một phần thông tin bị mất.
Mã hoá kênh:
Ở truyền dẫn số người ta đo chất lượng của tín hiệu được chủ yếu bằng số
lượng các bit thu được chính xác, dẫn đến biểu diễn tỷ số bit lỗi BER. BER không
15
BTS
0
0
1
1
Phân tán thời gian
21
Tín hiệu 1 Tín hiệu 2
CĐTH
SS
Anten
BÁO CÁO THỰC TẬP
thể bằng không do đường truyền dẫn luôn luôn thay đổi. Nghĩa là ta phải cho phép
một lưọng lỗi nhất định và có khả năng khôi phục thông tin này hoặc có thể phát

hiện tránh sử dụng thông tin lỗi. BER quan trọng với phát số liệu hơn Voice.
Ở phương pháp mã hoá kênh ta phải phát đi một lượng thông tin có số bit
lớn hơn nhưng sẽ đạt độ an toàn chống lỗi cao hơn. Mã hoá kênh có thể phát hiện
và sửa lỗi ở từng bit thu.
Ví dụ: Khi muốn gửi một bit “0” hay “1” để được bảo vệ ta bổ xung thêm ba bit
như sau:
Thông tin
0
1
Bổ xung
000
111
Gửi đi
0000
1111
Khối mã 0000 sẽ đúng với 0 và 1111 sẽ đúng với 1. Tỷ lệ là 1:4, bảo vệ sẽ
xảy ra như sau:
Thu được : 0000 0010 0110 0111 1110
Quyết định: 0 1 0 x 1
Riêng cụm 0110 không xác định được cụ thể, trạm 0111 và 1110 được phát
hiện là lỗi.
Mỗi kênh kiểm tra lỗi được chia thành mã khối và mã xoắn. Ở mã khối,
một số bit kiểm tra được bổ xung vào một số bit thông tin nhất định. Các bit kiểm
tra chỉ phụ thuộc vào các bit thông tin ở khối bản tin. Ở mã hoá xoắn, bộ mã hoá
tạo ra khối các bit mã không chỉ phụ thuộc vào các bit của khối bản tin hiện thời
được dịch vào bộ mã hoá mà còn phụ thuộc vào các bit của khối trước.
Mã hoá khối thường được sử dụng khi có báo hiệu định hướng theo khối và
sử dụng để phát hiện lỗi khi thực hiện “Yêu cầu tự động phát” ARQ. Mã hoá xoắn
liên quan nhiều hơn đến sửa sai lỗi. Cả hai mã này được sử dụng ở GSM. Hai
bước mã hoá được dùng cho cả tiếng và số liệu.

Ghép xen:
Các lỗi bit thường xảy ra theo từng cụm do các chỗ trũng phađinh lâu làm
ảnh hưởng nhiều bit liên tiếp. Để giải quyết hiện tượng lỗi bit quá dài ta dùng
phương pháp ghép kênh xen để tách các bit liên tiếp của một bản tin sao cho các
bit này gửi đi không liên tiếp.
16
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
Các khối bán tin
ghép xen
Các khối bán tin
được ghép xen
Một khung
BÁO CÁO THỰC TẬP
Khi truyền dẫn khung 2 có thể mất nếu không ghép xen toàn bộ khối bản
tin sẽ mất nhưng ghép xen sẽ đảm bảo chỉ thị thứ hai ở từng khối là bị mắc lỗi:
1 x 3 4 1 x 3 4 1 x 3 4 1 x 3 4
Mã hoá kênh có thể khôi phục lại thông tin của tất cả các khối. Ở GMS bộ
mã hoá kênh cung cấp 456 bit cho từng 20ms tiếng và đựoc ghép xen để tạo ra các
khối 57bit.
2.1.4. Phương pháp chống phân tán thời gian
Mô hình truyền dẫn:
Máy thu tối ưu là máy thu hiểu rõ kênh. Ta lập mô hình toán học của kênh
và điều chỉnh máy thu đến mô hình. Kênh được xét như một bộ lọc và được kích
thích bởi một tín hiệu biết trước. So sánh đầu ra với đầu vào ta có đáp ứng xung
của bộ lọc. Đáp ứng xung của bộ lọc cho ta biết được tín hiệu ra đối với tín hiệu
vào, như vậy ta có thể tìm được đáp ứng xung của kênh và lập mô hình kênh khi
phân tích một tín hiệu thu được. Đáp ứng xung khi không có phản xạ (a) và có một
phản xạ (b).
Xét nguyên lý làm việc của một bộ cân bằng: Sau khi lập mô hình kênh ta

sẽ phải tạo ra tất cả các chuỗi bit có thể có rồi đưa chúng qua mô hình kênh chuỗi
đầu vào mà từ đó nhận được chuỗi đầu ra giống nó nhất gọi là chuỗi nguyên thuỷ
hay chuỗi phát. Theo quy định của GMS, một bộ cân bằng cần có khả năng xử lý
một tín hiệu phản xạ trễ đến 14,8s tương ứngvới thời gian của 4bit. Lúc này ngay
17
Máy phát
Máy thu
tối ưu
Kênh
(a) Không có phản xạ (b) có một phản xạ
0
∆(t)
tt
BÁO CÁO THỰC TẬP
cả tín hiệu phản xạ cũng bị ảnh hưởng bởi phađinh raile, nhưng do tín hiệu này có
mẫu phađinh độc lập so với tín hiệu đi thẳng nên nó được lợi dụng để đạt hiệu quả
cao hơn. Vậy với các tín hiệu phản xạ trễ dưới 15µs nó cho ta thêm năng lượng để
cải tạo tín hiệu thu.
Trên thực tế độ dài chuỗi N thường lớn lên phải được thực hiện nhiều so
sánh và mất nhiều thời gian tính toán gây một sự chậm trễ không cho phép. Để
khắc phục khó khăn này người ta phải sử dụng đến thuật toán Viterbi mà ở đó
không cần phải thử tất cả các chuỗi. Nguyên lý là khi tính toán ta loại bỏ các tổ
hợp không có khả năng là tín hiệu vào nhờ đó giảm được số lượng tính toán cần
thiết.
2.1.5. Truyền dẫn số và tín hiệu tương tự
Trong trường hợp truyền tiếng nói là dạng sóng liên tục khác với truyền số
liệu ta phải thực hiện lấy mẫu tín hiệu tương tự, lượng tử và mã hoá tín hiệu ở
dạng số “1” và “0”. Các mẫu tương tự được trình bày bằng một tập hợp hữu hạn
các mức được xác định bởi số các bit ta cần sử dụng để trình bày một mẫu.
Ở hệ thống viễn thông số chọn số mức rời rạc hoá =256 mức (8bit) với mỗi

mẫu ta trình bày giá trị tương tự bằng một giá trị đã được lượng tử hoá ở 8bit. Với
tốc độ lấy mẫu 8kHz ta có tốc độ bit: 8000mẫu/s x 8bit = 64kb/s. Quá trình này
được gọi là điều chế xung mã PCM gồm 3 bước:
Ta đặt nhiều kênh trên cùng một đường truyền PCM (ghép kênh) để tránh
lãng phí. Nếu ghép 32 kênh trên một đường truyền PCM thì tốc độ bit của nó là
32x64kb/s=2,048Mb/s. Thiết bị ghép kênh điều khiển việc gán các khe thời gian
0,1 gửi đi ở khe 1, Trong 32 kênh truyền thì kênh 0 dùng cho đồng bộ, kênh 16
dùng cho báo hiệu còn 30 kênh còn lại dùng cho tiếng thoại. Phần trình bày trên là
ví dụ về đa thâm nhập phân chia theo thời gian TDMA.
Một phương pháp khác với TDMA là FDMA (đa thâm nhập phân chia tần
số) được dùng ở quảng bá vô tuyến, mỗi kênh được dành cho một băng tần riêng.
Kỹ thuật này được sử dụng ở hệ thống di động tổ ong tương tự, mỗi cuộc gọi ở
một ô sử dụng một băng tần (hai băng khi truyền song công). Sau đây là so sánh
giữa TDMA và FDMA:
18
Lượng tử Lấy mẫu Mã hoá
Đường truyền
PCM 64 kb/s
FDMA
0 1 2 3 4 5 6 7
MS
1
MS
2
MS
2
MS
5
TDMA
BÁO CÁO THỰC TẬP

Đồng bộ thời gian:
Khi sử dụng TDMA ở vô tuyến, mỗi trạm di động sử dụng khe thời gian Ts
của mình nhưng khi khoảng cách giữa MS và BS tăng lên gây trễ thời gian truyền
tín hiệu và trễ này lớn quá thì thông tin phát đi từ MS ở khe Ts n sẽ trùng với tín
hiệu thu được của BS tại khe Ts n+1 của MS khác. Để kiểm tra thời gian đến và
các lệnh được gửi đến MS ta có quá trình định trước thời gian mỗi khi MS di
chuyển ra xa.
Mã hoá tiếng:
Ở một số hệ thống di động tổ ong FDMA khoảng cách giữa các kênh là
25kHz (NMT, TACS) và ở GMS khoảng cách này bằng 200kHz. So sánh TDMA
200kHz và FDMA 25kHz ta có hiệu quả sử dụng tần số như nhau. Khi sử dụng
phương pháp điều chế pha tối thiểu Gauss (GMSK) độ rộng băng thông bị chiếm
sẽ rất lớn. Để đảm bảo băng tần cho phép ta giảm tối thiểu tốc độ bit cho từng
kênh tiếng bằng cách mã hoá tiếng (Vocodes) và mã hoá theo dạng sóng.
Mã hoá theo kiểu phát âm Vocodes giúp ta nhận biết được tiếng nói nhưng
rất “tổng hợp” và ta khó nhận ra ai phát âm.
Sử dụng mã hoá sóng (mã hoá PCM đồng đều) thông tin trực tiếp chính
thực dạng sóng được phát đi với tốc độ đòi hỏi cao và cho ta một chất lượng cũng
rất cao. Tốc độ bit ở bộ mã hoá dạng sóng thay đổi gần từ 16kb/s đến 64kb/s đối
với bộ mã hoá PCM đồng đều.
Ngoài ra ta còn có các bộ mã hoá cho phép được mô tả như một sự pha trộn
giữa Vocodes và mã hoá dạng sóng. Các bộ mã hoá lai ghép lấp kín chỗ trống giữa
các bộ mã hoá Vecodes và dạng sóng với tốc độ bit từ 5kb/s, chất lượng theo tốc
độ bit. GMS sử dụng bộ mã hoá ghép lai gọi là mã hoá tiền định tuyến tính-Tiền
định thời gian dài-kích thích xung đều: bộ LPC-LPT-RPE.
2.2. Nguyên tắc khi chia kênh theo khe thời gian
2.2.1. Khái niệm kênh
Mạng GSM/PLMN dành 124 sóng mang song công ở dải tần:
- Đường lên (MS – BTS): 890 – 915Mhz
- Đường xuống (BTS – MS): 935 – 960Mhz

19


Hình 2. Tổ chức khung, đa khung
BÁO CÁO THỰC TẬP
Khoảng cách giữa sóng mang 200Khz, trên mỗi sóng mang thực hiện ghép
kênh theo thời gian ứng với mỗi khung TDMA, mỗi khung gồm 8 khe thời gian
(Time Slot). Số kênh ở GSM là 124x8(khe) =922kênh.
2.2.1.1. Kênh vật lý
Một khe thời gian ở một tần số vô tuyến dành để truyền tải thông tin ở
đường vô tuyến của GSM. Mỗi một kênh tần số vô tuyến được tổ chức thành các
khung TDMA dài 4,62ms gồm có 8 khe thời gian (mỗi khe dài 577µs). Tại BTS,
các khung TDMA ở các kênh tần số ở cả đường lên và đường xuống đều được
đồng bộ, tuy nhiên khung đường lên trễ 3 khe so với khung đường xuống. Nhờ có
trễ này mà có thể sử dụng một khe thời gian có cùng số thứ tự ở cả đường lên lẫn
đường xuống để truyền tin bán song công.
Về mặt thời gian, các kênh vật lý ở một kênh tần số được tổ chức theo cấu
trúc khung, đa khung, siêu đa khung, siêu siêu khung như sau:
Một siêu siêu khung = 2048 siêu khung = 2715648 khung (3h28′53″760ms)
0 1 2 3 4 5 2042 2043 2045 2046 2047
1 siêu khung = 1326 khung TDMA (6,12s)


1đa khung = 26 khung(120ms) 1 đa khung = 51 khung(235ms)


1 khung = 8 khe

0 1 2 3 47 48 49 50
0 1 24 25

0 1 24 25 0 1 49 50
0 1 2 3 4 5 6 7
20
BÁO CÁO THỰC TẬP
Một siêu siêu khung được chia thành 2048 siêu khung với thời gian là 6,12s. Siêu
khung lại được chia thành các đa khung, có hai loại đa khung:
- Đa khung 26 khung chứa 26 khung TDMA. Đa khung này được sử dụng
để mang TCH (và SACCH cộng FACCH). 51 đa khung này tạo nên một siêu
khung.
- Đa khung 51 khung chứa 51 khung TDMA. Đa khung này sử dụng để
mang BCH và CCH. 26 đa khung này tạo nên một siêu khung.
2.2.1.2 Kênh logic
Các kênh logic được đặc trưng bởi thông tin truyền giữa BTS và MS. Kênh
logic được chia làm hai loại:
Kênh lưu thông (TCH): mang tiếng được mã hoá hoặc số liệu của người
sử dụng, gồm hai dạng kênh:
- Bm hay kênh toàn tốc TCH mang thông tin ở tốc độ 22,8Kbps.
- Lm hay kênh bán tốc TCH mang thông tin ở tốc độ 11,4Kbps.
Các kênh điều khiển: mang tín hiệu báo hiệu hay số liệu đồng bộ, gồm ba
loại sau:
- Các kênh quảng bá (BCH):
+ Kênh hiệu chỉnh tần số (FCCH): mang thông tin để hiệu chỉnh tần
số của MS.
+ Kênh đồng bộ (SCH): mang thông tin để đồng bộ khung (số khung
TDMA) của MS và nhận dạng BTS (BSIC).
+ Kênh điều khiển quảng bá (BCCH): phát quảng bá thông tin chung
trên cơ sở một kênh cho một BTS.
- Các kênh điều khiển riêng (DCCH):
+ Kênh điều khiển riêng đứng một mình (SDCCH): được sử dụng để
báo hiệu hệ thống khi thiết lập một cuộc gọi trước khi ấn định một TCH. Kênh

đường lên/xuống, điểm đến điểm.
+ Kênh điều khiển liên kết chậm (SACCH): liên kết với một TCH
hay một SDCCH, là kênh số liệu liên tục mang thông tin liên tục như các thông
báo đo đạc từ trạm di động về cường độ tín hiệu thu từ ô hiện thời và các ô lân
cận. Thông tin này cần cho chức năng chuyển giao. Kênh này cũng được sử dụng
để điều chỉnh công suất của MS và để đồng bộ thời gian. Kênh đường lên/xuống,
điểm đến điểm.
+ Kênh điều khiển liên kết nhanh (FACCH): là kênh liên kết với
TCH. FACCH làm việc ở chế độ lấy cắp bằng cách thay đổi lưu lượng tiếng hay
số liệu bằng báo hiệu.
- Các kênh điều khiển chung (CCCH):
+ Kênh tìm gọi (PCH): được sử dụng để tìm gọi MS.
+ Kênh thâm nhập ngẫu nhiên (RACH): MS sử dụng kênh này để
21
BÁO CÁO THỰC TẬP
yêu cầu dành SDCCH hoặc để trả lời tìm gọi, hoặc để thâm nhập khi khởi đầu,
hoặc đăng ký cuộc gọi MS.
+ Kênh cho phép thâm nhập (AGCH): được sử dụng để dành một
SDCCH hay trực tiếp một TCH cho một MS.
2.2.2. Cụm
Cụm là mẫu thông tin ở một khe thời gian trên kênh TDMA, cứ 8 khe thời
gian một lần ở kênh TDMA được phát đi thì có 1 cụm của một loại thông tin.
- Cụm bình thường ( NB): mang thông tin ở TCH và các kênh điều khiển
trừ RACH, SCH và FCCH.
+ Các bit được mật mã gồm 57bit số liệu hay tiếng và một “cờ lấy cắp”.
+ Chuỗi hướng dẫn là mẫu bit biết trước để bộ cân bằng có thể thành lập
một mô hình kênh.
+ Các bit đuôi TB luôn là “0,0,0” giúp bộ cân bằng xác định đầu và cuối
mẫu bit.
+ Khoảng bảo vệ GP là một khoảng trống cho phép máy phát dịch lên hay

dịch xuống trong giới hạn do khuyến nghị GMS qui định.
- Cụm hiệu chỉnh tần số(FB): Điều chỉnh tần số của MS, nó tương đương
sóng mang chưa bị điều chế. Lặp lại của một cụm gọi là FCCH.
- Cụm đồng bộ (SB): Dùng để đồng bộ thời gian của MS

+ Khối đồng bộ dài dễ dàng nhận biết và mang thông tin số khung
TDMA cùng mã nhận dạng trạm cơ sở BS. Lặp lại của cụm gọi là SHC.
Số khung TDMA giúp MS biết loại kênh lôgíc nào đang được truyền ở
kênh điều khiển. Một chu trình đánh số khung là 3,5 giờ với mỗi khung TDMA
thời gian là 6,615ms.
TB
3
Các bit được mật mã
58
Chuỗi hướng dẫn
26
Các bit được mật mã
58
TB
3
GP
8,25
0,577 ms
156,25 bit
TB
3
TB
3
GP
8,25

0,577 ms
156,25 bit
Các bit cố định “0”
142
TB
3
Các bit được mật mã
39
Chuỗi đồng bộ
64
Các bit được mật mã
39
TB
3
GP
8,25
22
BÁO CÁO THỰC TẬP
- Cụm thâm nhập (AB): Sử dụng để thâm nhập ngẫu nhiên và có GP để
dành cho phát cụm từ trạm di động.
- Cụm giả: Được phát đi từ BTS và không chứa thông tin khuôn mẫu giống
như cụm bình thường với các bit mật mã được thay bởi các bit hỗn hợp có mẫu bit
xác định.
2.2.3. Chia kênh logic theo khe thời gian
Xét một BTS với n sóng mang (song công) ký hiệu là C
0
, C
1
,…, C
n

, mỗi
sóng mang có 8 khe thời gian lần lượt là Ts
0
, Ts
1
,…, Ts
7
.
Các kênh logic được sắp xếp ở C
0
như sau:
- Các kênh điều khiển BCCH, FCCH, SCH, PCH, AGCH được sắp xếp
trên Ts
0
đường xuống, còn kênh RACH ở Ts
0
đường lên. Chu kỳ lặp 51 Ts.
- Ts
1
được sử dụng để sắp xếp các kênh điều khiển riêng SDCCH và
SACCH, chu kỳ lặp 102 Ts.
- Từ Ts
2
đến Ts
7
là các kênh lưu thông TCH, chu kỳ lặp 26Ts.
Các sóng mang khác (C
1
– C
n

): chỉ được sử dụng cho kênh lưu lượng TCH,
nghĩa là Ts
0
đến Ts
7
đều là TCH.

0 1 2 … 7 0 1 2 … 7 0 1 2 …


F S B C F S C C F S C C F S C C
BCH CCCH đường xuống
Hình 3. Ghép các BCH và CCCH ở Ts
0
F (FCCH): tại đây trạm di động đồng bộ tần số của mình
S (SCH): trạm di động đọc số khung TDMA và BSIC
B (BCCH): trạm di động đọc các thông tin chung về ô này
C (CCCH): có thể tìm gọi một trạm di động và dành một SDCCH
0 1 2 … 7 0 1 2 … 7 0 1 2 …


R R R R R R R R R ……
23
Các khung
TDMA
51 khung liên tiếp
TB
3
Chuỗi đồng bộ
41

Các bit được mật mã
36
TB
3
GP
8,25
BÁO CÁO THỰC TẬP
RACH đường lên

Hình 4. Ghép RACH ở Ts
0
Các Ts 2-7 của C
0
sử dụng cho các kênh lưu thông TCH được sắp xếp ở các
kênh vật lý như hình 5. Hình vẽ TS2, đường xuống ở C
0
. Thông tin ở Ts 2 tạo
thành một TCH.
Tất cả có 26 Ts. Sau Ts để trống lại bắt đầu lại.
T (TCH): chứa tiếng hay số liệu được mã hoá.
A (SACCH): nằm ở Ts 13, là báo hiệu điều khiển.
0 1 2 …. 7 0 1 2 …. 7 0 1 2 ….

T T T T … T A T T . . .
Hình 5. Ghép TCH
Cấu trúc đường lên cũng tương tự như đường xuống. Điểm khác nhau duy
nhất là sự dịch về mặt thời gian, Ts2 ở đường xuống không xảy ra ở cùng thời gian
như Ts2 ở đường lên. Thời gian dịch là ba khe thời gian.

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 …

0 1 45Mhz

0 1

Hình 6. Dịch giữa TCH đường lên và xuống.
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 …
24
đường
xuống


đường
lên
Số khung TDMA
Các khung

TDMA
26 TS
TCH đường
xuống
BÁO CÁO THỰC TẬP
CHƯƠNG 3. NGUYÊN TẮC SỬ DỤNG TẦN SỐ
CÁC TRƯỜNG HỢP VÀ THỦ TỤC THÔNG TIN
3.1. Nguyên tắc sử dụng tần số theo chia ô
3.1.1. Sử dụng tần số
Thông tin di động bị hạn chế về tần số, vì vậy sử dụng hiệu quả tần số vô
tuyến là yếu tố quan trọng nhất để phục vụ càng nhiều thuê bao càng tốt. Người ta
đã đưa ra các phương pháp sau để sử dụng hiệu quả tần số:
- Giảm độ rộng băng tần của một kênh càng nhiều càng tốt.
- Sử dụng hiệu quả các kênh vô tuyến bằng cách tạo ra khả năng cho nhiều

đầu cuối sử dụng chung nhiều kênh vô tuyến trong một ô vô tuyến.
- Sử dụng lại tần số đã dùng trong một ô vào một ô vô tuyến bằng cách giữ
các ô này cách nhau lớn hơn một khoảng cách nhất định.
- Cực tiểu hoá kích thước ô.
25