TIỂU LUẬN MÔN HỌC Báo hiệu và điều khiển kết nối Đề tài Báo hiệu số 7 trong GSM

Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG

KHOA VIỄN THƠNG I

TIỂU LUẬN MƠN HỌC
Báo hiệu và điều khiển kết nối
Đề tài nhóm 13:
“ Báo hiệu số 7 trong GSM”

Giảng viên

: Nguyễn Thanh Trà

Nhóm mơn học

: Nhóm 03

Sinh viên thực hiện
Nguyễn Minh Hiếu

: B18DCVT154

Hà Minh Huy

: B18DCVT194

Dương Thành Long

: B18DCVT250

Nguyễn Đức Đại

: B18DCVT076

Hà Nội,tháng 10/2021
1
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

Lời nói đầu
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của Khoa học kỹ thuật, Công nghệ thông tin không
ngừng lớn mạnh, mạng lưới được mở rộng và hiện đại hoá. Hàng loạt các công nghệ tiên tiến
trên thế giới như tổng đài điện tử số PDH&SDH trên các sợ quang và vi ba, thông tin di động số
GSM… cùng các dịch vụ gia tang của nó đã được đưa vào áp dụng trong mạng Viễn thơng.
Trong đó Báo hiệu kênh chung số 7 đã được triển khai và áp dụng trên toàn mạng.
Hệ thống Báo hiệu số 7 đã được đưa ra năm 1980 là kết tinh các ưu điểm của các hệ thống
báo hiệu trước đó. Các ưu điểm nổi bật của SS7: tốc độ báo hiệu cao, dung lượng lớn, độ tin cậy
cao, mang tính kinh tế và linh hoạt.
Ứng dụng SS7 rất đa dạng. Nó có thể sử dụng trong nhiều mạng viễn thông khác nhau như
mạng điện thoại, mạng đa dịch vụ ISDN, mạng thông minh IN, mạng di động số GSM…
Ngày nay GSM với những ưu điểm nổi bật như: dung lượng lớn, chất lương kết nối tốt, bảo
mật cao,… đã có chỗ đứng vững chắc trên thị trường Viễn thơng Việt Nam.
Mục đích của bài tiểu luận này là nghiên cứu về ứng dụng của SS7 trong mạng GSM.

2
HVCNBCVT

Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

Mục Lục
Lời nói đầu .........................................................................................................2
Danh mục viết tắt ..............................................................................................5

Danh mục hình vẽ ............................................................................. 7
CHƯƠNG I.GIỚI THIỆU VỀ GSM............................................... 8
1.1.Định nghĩa .................................................................................. 8
1.2.Hệ thống thơng tin di động tồn cầu (GSM) .......................... 8
1.2.1.Trạm di động (MS) ............................................................ 8
1.2.2.Hệ thống trạm gốc (BSS) ................................................... 9
1.2.3.Hệ thống mạng (NS) .......................................................... 9
CHƯƠNG II. BÁO HIỆU SỐ 7 ....................................................... 10
2.1.Kiến trúc hệ thống .................................................................... 10
2.2.Thành phần ................................................................................ 10
2.2.1.Phần chuyển giao bản tin (MTP) ..................................... 10
2.2.1.1.Liên kết dữ liệu báo hiệu (MTP-1) ............................. 11
2.2.1.2.Liên kết báo hiệu (MTP-2) .......................................... 11
2.2.1.3.Mạng báo hiệu (MTP-3) .............................................. 11
2.2.2.Phần điều khiển kết nối báo hiệu (SCCP) ....................... 11
2.2.2.1.Chức năng ..................................................................... 11
2.2.2.2.Ứng dụng ...................................................................... 12
2.2.3.Phần người dùng ................................................................ 12
2.2.3.1.Phần người dùng ISDN (ISUP) .................................. 12
2.2.3.2.Phần người sử dụng điện thoại (TUP) ....................... 12
2.2.4.Phần ứng dụng khả năng giao dịch (TCAP) ................... 12
3
HVCNBCVT

Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG III.BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG GSM ............................ 13
3.1.Phần ứng dụng di động (MAP)................................................ 14
3.2.Phần ứng dụng hệ thống trạm di động (BSSAP) ................... 15
3.2.1.BSSMAP tại BSS ................................................................. 16
3.2.2.DTAP tại BSS ...................................................................... 17
3.3.Báo hiệu giữa MS và BTS ........................................................ 18
3.3.1.Lớp báo hiệu 1 ..................................................................... 18
3.3.2.Lớp báo hiệu 2 ..................................................................... 19
3.3.3.Lớp báo hiệu 3 ..................................................................... 19
3.4.Báo hiệu giữa BTS và BSC....................................................... 20
3.5.Báo hiệu giữa BSC và MSC ..................................................... 21
Kết luận .............................................................................................. 23
Tài liệu tham khảo ............................................................................ 23

4
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

Danh mục viết tắt
Từ viết tắt
AUC
ASE
ADC
AIN

BSC
BCCH
BSS
BTS
BSSAP
BSSMAP

Nghĩa tiếng Anh
Authentication Center
Application Service Element
Analog-Digital Converter
Artificial intelligence Network
Base Station Controller
Broadcast Channel
Base Station Subsystem
Base Transceiver Station
BSS Application Part
Base Station Subsystem Management
Application Part

CCBS

Completion of Call to Busy Subscriber

CCS
CC
CRC

Common Channel Signaling
Call Control

Cyclic Redundancy Check

CSPDN

Circuit Switch Public Data Network

CM

Communication Management

DTAP

Direct Transfer Application Part

EIR
FEC

Equipment Identity
Forward Error Correction

GSM

Global System for Mobile Communication

HLR
ISDN
ISUP

Home Location Register
Intergrated Service Digital Network

ISDN User Part

IMSI

International Mobile Subscriber Identity

IMEI

International Mobile Subscriber Indentity

LNP
LAPD
MAP

Lolcal Number Portability
Link Access Procedures on D Channel
Mobile Application Part

MSC

Mobile Switching Central

Nghĩa tiếng Việt
Trung tâm nhận thực
Phần tử dịch vụ ứng dụng
Bộ chuyển đổi Analog-Số
Mạng thông minh
Bộ điều khiển trạm gốc
Kênh quảng bá
Phân hệ trạm gốc

Trạm thu phát gốc
Phần ứng dụng BSS
Phần ứng dụng quản lý hệ
thống trạm gốc
Hoàn thành cuộc gọi tới thuê
bao bận
Báo hiệu kênh chung
Điều khiển cuộc gọi
Kiểm dư chu trình
Mạng số liệu cơng cộng
chuyền mạch kênh
Quản lý nối thông
Phần ứng dụng chuyển giao
trực tiếp
Bộ ghi nhận dạng
Sửa lỗi trước
Hệ thống thơng tin di động
tồn cầu
Đăng ký vị trí nhà
Mạng số đa dịch vụ
Phần người dùng ISDN
Nhận dạng thuê bao di động
quốc tế
Nhận dạng thiết bị trạm di
động quốc tế
Di động số nội hạt
Thủ tục truy nhập kênh D
Phần ứng dụng di động
Trung tâm chuyển mạch di
động

5

HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

MSU
MS
MT
MM
MTP
NCR
NSP

Message Signaling Unit
Mobile Station
Mobile Termination
Mobile Management
Message Transfer Part
Noncircuit-Related
Network Service Data Unit

NSS

Network Switching Subsystem

OMC

Operation System Interconnection

OMAP

Operation Maintaince Application Part

OSI
PAGCH

Open System Interconnection
Packet Access Grant Channel

PSTN

Public Swtich Telephone Network

PLMN

Public Identification Number

TCAP

Transation Capability Application Part

TUP
UA
RR
SS
SS7
SSN
SAP

Telephone User Part
Unnumered Acknowledment
Reply Requested
Switching System
Signaling System 7
Signaling Point Code
Service Advertising Protocol

SABM

Set Asynchronous Balanced Mode

SCCP

Signalling Connection Telephonge Network

SMS
VLR

Short Message Services
Visitor Location Register

Đơn vị báo hiệu bản tin
Trạm di động
Kết cuối di động
Quản lý di động
Phần chuyển giao bản tin
Liên quan không mạch
Đơn vị số liệu dịch vụ mạng

Hệ thống chuyển mạch
mạng
Liên kết các hệ thống mở
Phần ứng dụng vạn hành
bảo dưỡng
Hệ thống giao tiếp mở
Kênh cấp quyền truy cập gói
Mạng điện thoại chuyển
mạch công cộng
Số dạng cá nhân
Phần quản trị khả năng
phiên dịch
Phần người dùng điện thoại
Xác nhận không đánh số
Yêu cầu phản hồi
Hệ thống chuyển mạch
Hệ thống báo hiệu 7
Mã điểm báo hiệu
Giao thức dịch vụ quảng cáo
Chế độ cân bằng không
đồng bộ
Phần điều khiển kết nối báo
hiệu
Dịch vụ tin nhắn ngắn
Đăng ký định vị khách

6
HVCNBCVT

Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

Danh mục hình vẽ
Hình
1.1
2.1
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8

Tên
Sơ đồ cấu trúc cơ bản GSM
Kiến trúc SS7
Cấu trúc báo hiệu số 7 ứng với mơ hình OSI
Mơ hình SS7 trong GSM sắp xếp theo mơ hình OSI
Mơ hình MAP
Chuyển bản tin RR
Chuyển các bản tin MM và CM
Báo hiệu giữa MS và BTS
Báo hiệu giữa BTS và BSC
Báo hiệu giữa BSC và MSC

Trang
8
10

13
14
15
16
17
18
20
21

7
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG I.GIỚI THIỆU VỀ GSM

Chương 1. GIỚI THIỆU VỀ GSM

Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc cơ bản GSM
1.1.Định nghĩa
GSM: The Global System for Mobile Cpommunication ( mạng di động toàn cầu)
GSM là chuẩn chung cho các thuê bao di động di chuyển giữa các vị trí địa lý khác nhau
trên thế giới mà vẫn có thể liên lạc với nhau
1.2.Hệ thống thơng tin di động toàn cầu (GSM)
Cấu trúc của GSM 3 phần:
- Trạm di động
- Hệ thống trạm gốc
- Hệ thống mạng
1.2.1.Trạm di động (MS) được thuê bao mang theo gồm:

8
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG I.GIỚI THIỆU VỀ GSM

Là 1 thiết bị đầu cuối di động, là phương tiện giữa người và mạng có chức năng vô tuyến
chung và chức năng sử lý để truy cập mạng qua gao diện vô tuyến
MS thực hiện chức năng:
- Hiện thị số bị gọi
- Chọn mạng PLMN( mạng mặt đất công cộng Public land mobile network)
- Hiện thị và xác nhận các thông tin nhắn
1.2.2.Hệ thống trạm gốc (BSS) điều khiển kết nối vô tuyến với trạm di động:
Thực hiện giám sát các đường ghép nối vô tuyến, thực hiện đấu nối các MS với tổng đâì
và nhờ vậy đấu nối những người dùng trạm di động với người dùng viễn thông khác
BSS thực hiện:
- Điều khiển sự thay đổi tần số vô tuyến của đường ghép nối với sự thay đổi cơng suất
- Phát vơ tuyến
- Mã hóa kênh và mã hóa thoại, phối hợp tốc độ truyền tin
- Bảo mật kênh vơ tuyến
BSS gồm 3 phần chính:
- Trạm thu phát BTS( Base Tranceiver Station)
- Phân hệ điều khiển tramh gốc BSC(Base Station Controller)
- Bộ chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU(Transcode Rate Adaption Unit)
1.2.3.Hệ thống mạng (Network Subsystem)
Bộ phận chính là Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di dộng (MSC), thực hiện việc chuyển
mạch cuộc gọi giữa các thuê bao di động và giữa các thuê bao di động với thuê bao mạng cố
định.

9
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG II.BÁO HIỆU SỐ 7

Chương 2. BÁO HIỆU SỐ 7
2.1.Kiến trúc hệ thống

Hình 2.1: Kiến trúc SS7
Mơ hình kiến trúc chức năng của hệ thống báo hiệu số 7 được tham chiếu tới mơ hình
OSI gồm 4 lớp. Các dịch vụ từ lớp 1 đến lớp 3 của OSI được cung cấp bởi các phần chuyển
tải bản tin MTP và phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP. Từ lớp 4 đến lớp 7 tương ứng
với mức 4 - phần người dùng trong SS7. Mỗi giao thức sử dụng trong SS7 đều có những ứng
dụng riêng biệt và được sử dụng tương ứng với mạng mà nó cung cấp dịch vụ.
Kiến trúc hệ thống báo hiệu số 7 được chia thành hai phần chính: phần truyền bản tin
MTP và phần người dùng UP. Phần chuyển giao bản tin (MTP) là hệ thống vận chuyển
chung để truyền các bản tin báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu SP. MTP truyền các bản tin báo
hiệu giữa các phần người dùng UP khác nhau và hoàn toàn độc lập với nội dung các bản tin
được truyền. MTP chịu trách nhiệm chuyển chính xác bản tin từ một UP này tới một UP
khác. Điều này có nghĩa là bản tin báo hiệu được chuyển sẽ được kiểm tra chính xác trước
khi chuyển cho UP. Điều này có nghĩa là bản tin báo hiệu được chuyển sẽ được kiểm tra
chính xác trước khi chuyển cho UP. Phần người sử dụng thực chất là một số định nghĩa phần
người sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào kiểu sử dụng của hệ thống báo hiệu. UP là phần tạo
ra và phân tích bản tin báo hiệu. Chúng sử dụng MTP để chuyển thông tin báo hiệu đến một
UP khác cùng loại.
2.2.Thành phần

2.2.1.Phần chuyển giao bản tin (MTP)
10
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG II.BÁO HIỆU SỐ 7

Các thành phần phân lớp MTP gồm 3 lớp: liên kết dữ liệu báo hiệu, liên kết báo
hiệu và mạng báo hiệu.
2.2.1.1.Liên kết dữ liệu báo hiệu (Kênh báo hiệu – MTP 1)
Lớp liên kết dữ liệu báo hiệu thực chất là lớp đường truyền vật lý, lớp này không
quan tâm tới nội dung thông tin đang mang mà chỉ quan tâm tới tính chất và tình
trạng kênh truyền. Kênh báo hiệu là đường truyền dẫn hai chiều và có thể là số hay
tương tự. Lớp liên kết dữ liệu báo hiệu xác định các tính chất vật lý và đặc điểm
chức năng của kênh báo hiệu.
2.2.1.2.Liên kết báo hiệu (Đường báo hiệu – MTP 2)
Các chức năng lớp liên kết báo hiệu là điều khiển việc nhận và gửi các bản tin
báo hiệu giữa các điểm báo hiệu một cách tin cậy và chính xác khơng có lỗi và
không bị trùng lặp. Về mặt chức năng, lớp liên kết báo hiệu thực hiện các nhiệm vụ:
đồng bộ cờ hiệu và định dạng giới hạn các bản tin; phát hiện và sửa các bản tin lỗi;
đồng bộ ban đầu; điều khiển ngừng hoạt động bộ xử lý khi xảy ra sự cố và điều
khiển luồng dữ liệu lớp 2.
2.2.1.3.Mạng báo hiệu (MTP – 3)
Lớp mạng báo hiệu trong phần chuyển giao bản tin MTP được chia thành hai
phần chức năng chính: Phần xử lý bản tin báo hiệu và quản lý mạng báo hiệu. Phần
xử lý bản tin báo hiệu gồm hai chức năng: nhận dạng và phân phối bản tin báo hiệu;
định tuyến bản tin báo hiệu. Phần quản lý mạng báo hiệu gồm 3 phần quản lý: lưu
lượng báo hiệu; kênh báo hiệu; tuyến báo hiệu. Ngồi ra cịn có chức năng kiểm thử

và bảo dưỡng mạng báo hiệu. Các chức năng định tuyến và thủ tục thiết lập cuộc
gọi qua hệ thống báo hiệu số 7 được trình bày trong mục tiếp theo.
2.2.2. Phần điều khiển kết nối báo hiệu (SCCP)
2.2.2.1.Chức năng
SCCP cung cấp các chức năng lớp mạng bổ sung để cung cấp truyền thông tin báo hiệu
liên quan đến không mạch (NCR), các thủ tục quản lý ứng dụng và các phương pháp định
tuyến thay thế và linh hoạt hơn. Sự kết hợp của MTP và SCCP được gọi là Phần Dịch vụ
Mạng (NSP). NSP tn theo các ngun tắc của mơ hình tham chiếu OSI. Như vậy, nó cung
cấp một tập hợp con của các dịch vụ lớp 3.
Bởi vì SCCP tuân thủ OSI Lớp 3, về lý thuyết, nó có thể được truyền qua bất kỳ mạng
nào tương thích OSI. Bởi vì MTP ban đầu được thiết kế để chuyển các thông điệp điều khiển
cuộc gọi đến từ Phần Người dùng Điện thoại (TUP), do đó, nó được thiết kế để chỉ truyền tín
hiệu liên quan đến mạch. Kết hợp với MTP, SCCP có thể chuyển các thơng điệp khơng liên
quan đến mạch. Các tin nhắn này được sử dụng để hỗ trợ các dịch vụ như gọi điện thoại
miễn phí, Khả năng chuyển số nội hạt (LNP) và Hoàn thành cuộc gọi tới thuê bao bận
(CCBS) trong Mạng thông minh và tính di động, chuyển vùng và SMS trong mạng di động.
11
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG II.BÁO HIỆU SỐ 7

SCCP cung cấp các khả năng bổ sung sau trên MTP:
- Tăng cường MTP để đáp ứng OSI Lớp 3.
- Cơ chế định tuyến mạnh mẽ và linh hoạt.
- Nâng cao khả năng truyền, bao gồm phân đoạn / lắp ráp lại khi tin nhắn quá lớn để
vừa với một Đơn vị Tín hiệu Tin nhắn (MSU).
- Dịch vụ truyền dữ liệu định hướng và không kết nối.

- Quản lý và giải quyết các hệ thống con (chủ yếu là các ứng dụng hướng cơ sở dữ
liệu).
2.2.2.2.Ứng dụng
SCCP được sử dụng rộng rãi trong các mạng di động. Phần ứng dụng di động của hệ
thống con trạm gốc (BSSMAP) và phần ứng dụng truyền trực tiếp (DTAP) sử dụng nó để
truyền các thơng điệp liên quan đến vơ tuyến trong Hệ thống toàn cầu dành cho liên lạc di
động (GSM). Cùng với Phần Ứng dụng Khả năng Truyền (TCAP), SCCP cũng được sử
dụng trong toàn bộ Hệ thống Con Chuyển mạch Mạng GSM (NSS) để vận chuyển tín hiệu
Phần Ứng dụng Di động (MAP) giữa các thành phần GSM cốt lõi để cho phép thuê bao di
động nhắn tin văn bản (SMS) trong số các mặt hàng khác.
2.2.3. Phần người dùng
2.2.3.1. Phần người dùng ISDN (ISUP)
Phần người dùng ISDN (ISUP) xác định giao thức và thủ tục được sử dụng để thiết lập,
quản lý và giải phóng các mạch trung kế thực hiện các cuộc gọi thoại và dữ liệu qua PSTN.
ISUP được sử dụng cho cả cuộc gọi ISDN và không phải ISDN. Các cuộc gọi kết thúc trong
cùng một công tắc không sử dụng báo hiệu ISUP.
2.2.3.2 Phần người sử dụng điện thoại (TUP)
Phần người sử dụng điện thoại (TUP) xác định chức năng báo hiệu điện thoại cần thiết ở
hệ thống báo hiệu số 7 cho lưu lượng điện thoại quốc gia cũng như quốc tế. Nó cung cấp
cùng một tính chất cho báo hiệu của điện thoại cũng như các hệ thống báo hiệu khác của
CCITT. Trong mạng báo hiệu, các tín hiệu điện thoại được chuyển giao dưới dạng các đơn vị
báo hiệu, với nội dung nằm ở trường SIF trong Đơn vị bản tin báo hiệu (MSU).
2.2.4. Phần ứng dụng khả năng giao dịch (TCAP)

12
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG III.BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG GSM

Phần Ứng dụng Khả năng Giao dịch (TCAP) cho phép triển khai các dịch vụ mạng thông
minh tiên tiến (AIN) bằng cách hỗ trợ trao đổi thông tin giữa các điểm báo hiệu bằng SCCP.
Bản tin TCAP được chứa trong phần SCCP của Đơn vị tín hiệu bản tin (MSU). Thông báo
TCAP bao gồm một phần giao dịch và một phần thành phần.
SSP sử dụng TCAP để truy vấn SCP nhằm tìm ra số định tuyến cho số 800, 888 hoặc
900. Thẻ gọi điện được xác thực bằng cách sử dụng thông báo phản hồi và truy vấn TCAP.
Các thuê bao di động chuyển vùng đến một khu vực trung tâm chuyển mạch di động mới
(MSC) khiến Đăng ký Vị trí Khách (VLR) tích hợp yêu cầu hồ sơ dịch vụ từ các thuê bao
Đăng ký Vị trí Nhà (HLR) bằng cách sử dụng thơng tin Phần Ứng dụng Di động (MAP) có
trong tin nhắn TCAP.

Chương 3. BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG GSM
Báo hiệu trong mạng di động phức tạp hơn rất nhiều so với báo hiệu trong mạng điện
thoại thơng thường vì các MS thường xuyên di động nên thường xuyên phải cập nhật vị trí
địa lý tương đối của nó thêm 1 u cầu nữa là phải có tín hiệu báo hiệu lúc MS di chuyển
sang ô bên cạnh , từ các điều này yêu cầu phải có 1 hệ thống báo hiệu nhanh và chính xác.

Hình 3.1:Cấu trúc báo hiệu số 7 ứng với mơ hình OSI
Mạng thơng tin di động GSM sử dụng mạng báo hiệu số 7 và cải tiến nó. Nên các giao
thức trong mạng báo hiệu GSM được dựa trên mơ hình OSI 7 lớp.
13
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG III.BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG GSM

Hình 3.2: Mơ hình SS7 trong GSM sắp xếp theo mơ hình OSI
Chức năng lớp
- MTP: thiết lập nối thơng giữa MS và BTS. Đó bà báo hiệu lớp 1, thử tục thâm nhập
đường truyền trên kênh D, trên kênh Dm. truyền dẫn , định tuyến , đánh địa chỉ
- SCCP: trợ giúp đấu nối logic, hỗ trợ định tuyến và đánh địa chỉ . MTP và SCCP tạo
nên phần phục vụ mạng tương ứng các lớp 1,2,3 của OSI
- TCAP: có chức năng thơng tin báo hiệu xa
- MAP:là phần ứng dụng riêng cho di động GSM trong phân hệ SS. TCAP và MAP là
thủ tục tương ứng trong OSI 7 lớp
- CM: thủ tục quản lý kết nối , phục vụ điều khiển , quản lý cuộc gọi và các dịch vụ bổ
sung
- MM: thủ tục quản lý di động , quản lý vị trí và tính bảo mật của MS. Trong MSC có
sự biến đổi bản tin ISUP vào ư
,MAP,MM
- BSSAP: thủ tục về phần ứng dụng trạm gốc, phục vụ gửi bản tin liên quan đến MS
CM,MM,RR được truyền trong suốt qua BTS
3.1.Phần ứng dụng di động MAP( mobile application part)
MAP cung cấp các thủ tục báo hiệu cần thiết cho việc trao đổi thông tin giữa các thực thể
trong mạng GSM. MAP chủ yếu sử dụng báo hiệu không nối thông. Trong MAP có : TCAP,
SCCP và MTP

14
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG III.BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG GSM

Hình 3.3: Mơ hình MAP

MAP được chia thành 5 thực thể ứng dụng (AE: application entity) là : MAP-MSC,
MAP-HLR, MAP-VLR, MAP-EIR, MAP-AUC. Tất cả các thực thể này mỗi cái được phân
định một số phân hệ (SSN) . Các SSN được SCCP sử dụng để định địa chỉ một thực thể nào
đó trong GSM . Mỗi thực thể ứng dụng bao gồm các phần tử dịch vụ ứng dụng ASE (
application server element) các phần tử này hỗ trợ việc hòa mạng của các thành phần ứng
dụng để thông tin với nhau giữa các nút. Mỗi AE bao gồm một số các phần tử ứng dụng
ASE. Các ASE được nhóm lại như là các ASE chung và các ASE đặc biệt. TCAP là một
ASE chung và luôn luôn chứa các MAP – ASE.
Các thủ tục được thực hiện trong MAP là :
- Cập nhật vị trí
- Hủy bỏ vị trí
- Quản lý các thơng tin của thuê bao
- Điều khiển , quản lý, thu thập các dịch vụ thuê bao
15
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG III.BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG GSM

- Chuyển các số liệu bảo mật
- Điều khiển các dịch vụ phụ
- Thực hiện chuyển ô
Trong GSM khi một ASE chỉ có thể liên lạc được với một ASE đồng cấp tương đương
3.2.Phần ứng dụng hệ thống trạm di động BSSAP
BSSAP là giao thức phát triển cho giao diện A . BSSAP sử dụng báo hiệu số 7, được hỗ
trợ các bản tin được tuyền giữa MSC và BSC/BTS và các bản tin phát trong suốt MSC đến
MS.
BSSAP gồm 2 phần:

- Phần ứng dụng chuyển giao trực tiếp (DTAP)
- Phần ứng dụng quản lý BSS(BSSMAP)
3.2.1.BSSMAP tại BSS.

Hình 3.4: Chuyển bản tin RR
Với BSSMAP trong BSS. RR trong BSS liên quan đến việc phân bổ,mã hóa và phát hành
các kênh radio chuyên dụng và trong quá trình truyền và nhận các bản tin RR trên các kênh
vô tuyến điều khiển chung. BSSMAP tại BSS và MSC xử lý việc chuyển các bản tin
16
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG III.BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG GSM

BSSMAP liên quan đến RR. Tại một BSS, RR và BSSMAP giao tiếp với nh(Hình 12.7-3)
minh họa một một số tương tác RR-BSSMAP. Ví dụ 1, một MS gửi một bản tin RR trên
RACH để yêu cầu một kênh radio chuyên dụng. RR tại BSS sau đó phân bổ một kênh trả về
một thơng báo cho RR trên PAGCH bao gồm danh tính của và thơng báo cho BSSMAP của
nó, sau đó sẽ soạn một tin nhắn thơng báo MSC và gửi nó đến BSSMAP tại MSC. Ví dụ 2,
MSC gửi một Bản tin BSSMAP yêu cầu truyền bản tin RR trên kênh vô tuyến điều khiển
chung. Bản tin RR được yêu cầu có thể là một bản tin phân trang, sau đó được BSS truyền
trên PAGCH hoặc một bản tin quảng bá, truyền trên BCCH.
3.2.2.DTAP tại BSS

Hình 3.5: Chuyển các bản tin MM và CM
DTAP tại BSS là minh bạch (không được BSS xử lý) chuyển MM và Các bản tin CM,
nhận được trên các kênh vô tuyến chuyên dụng, tới liên kết dữ liệu SS7, liên kết này sẽ vận
chuyển chúng đến MSC (xem Hình 12.7-4.) Ngồi ra, tin nhắn cho một MS nhận được từ

DTAP tại MSC được chuyển sang kênh vô tuyến hiện đang dành riêng cho MS. Việc chuyển
các thông điệp BSSMAP và DTAP liên quan đến SCCP và MTP trong MS và BSS . SCCP ở
cuối gửi thêm một tham số phân biệt cho các tin nhắn, cho biết liệu tin nhắn đó thuộc về
BSSMAP hay DTAP và được sử dụng bởi SCCP ở đầu nhận để gửi thông điệp tới thực thể
thích hợp

17
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG III.BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG GSM

3.3.Báo hiệu giữa MS và BTS

Hình 3.6: MS và BTS
3.3.1.Lớp báo hiệu 1: physical layer
Đây là lớp vật lý trình bày các chức năng cần thiết để truyền các luồng bit trên các kênh
vật lý ở môi trường vô tuyến. Ở giao diện này các bản tin được gửi đi liên quan đến ấn định
kênh vật lý và các thông tin hệ thống của lớp vật lý bao gồm:
- Sắp xếp các kênh logic trên các kênh vật lý
- Mã hóa kênh để sửa lỗi trước FEC
- Mã hóa kênh để phát hiện lỗi CRC
- Mật mã hóa
- Chọn ơ ở chế độ rỗi
- Thiết lập các kênh vật lý dành riêng
- Đo cường độ trường của các kênh dành riêng và cường độ trường của trạm gốc xung
quanh.
18

HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG III.BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG GSM

- Thiết lập định trước thời gian và công suất theo sự điều khiển của mạng. Các cổng mà
qua đó lớp này cung cấp dịch vụ cho lớp 2 được gọi là các điểm thâm nhập dịch vụ SAP.
Các cổng này tồn tại dưới dạng khác nhau cho các bản tin ngắn và cho các bản tin của lớp
đường truyền
3.3.2.Lớp báo hiệu 2: data link layer
Lớp này sẽ ứng dụng các dịch vụ của lớp báo hiệu 1, với mục đích là cung cấp đường
truyền tin cậy thuê bao và mạng. Giao thức của lớp này là LAPDm, được xây dựng trên cơ
sở giao thức LAPD của ISDN. Tuy nhiên LAPDm có một vài thay đổi so với giao thức
LAPD để phù hợp với môi trường truyền dẫn vô tuyến và đạt được hiệu suất lớn hơn trong
việc tiết kiệm phổ tần như:
Trong lớp 2 không sử dụng phần kiểm tra tổng, vì mã hóa kênh ở lớp 1 đã thực hiện chức
năng này rồi. Trong lớp 2 thì lại có một số khung điều khiển mang thông tin về lớp 3 như:
SABM và UA. Do đó tiết kiệm được thời gian truyền dẫn và phổ của tín hiệu
3.3.3.Lớp báo hiệu 3: message layer
Đây là lớp cao nhất của MS đảm bảo các thủ tục báo hiệu giữa MS và mạng và được chia
thành 3 lớp con: Quản lý tiềm năng vô tuyến RR, quản lý di động MM và quản lý nối thông
CM.
- Quản lý tiềm năng vô tuyến RR: Các bản tin của lớp này được đặt bên trong BSC và
được truyền trong suốt qua BTS. Bao gồm các chức năng cần thiết để thiết lập, duy trì và
giải phóng đấu nối các tiềm năng trên các kênh điều khiển dành riêng:
+ Thiết lập chế độ mật mã.
+ Thay đổi kênh dành riêng khi vẫn ở ô như cũ.
+ Chuyển giao từ một ô này đến một ô khác.

+ Định nghĩa lại tần số sử dụng cho nhảy tần.
- Quản lý di động MM: Lớp con này chứa các chức năng liên quan đến tính di động
của một thuê bao như: Nhận thực, ấn định lại IMSI và nhận dạng trạm di động bằng cách yêu
cầu IMSI hay IMEI.
- Quản lý nối thông CM: Lớp này gồm có 3 phần tử sau: Điều khiển cuộc gọi CC,
đảm bảo các dịch vụ bổ sung SS và đảm bảo các dịch vụ bản tin ngắn.
+ Điều khiển cuộc gọi CC (Call Control): Cung cấp các chức năng và các thủ tục để
điều khiển cuộc gọi ISDN, các chức năng và các thủ tục này đã được cải tiến để phù hợp với
môi trường truyền dẫn vô tuyến. Việc thiết lập lại cuộc gọi hay thay đổi trong quá trình gọi
các dịch vụ mạng như: Thay đổi từ tiếng tới số liệu và ngược lại là hai thủ tục đặc biệt mới
trong CC, hay báo hiệu giữa các thuê bao.

19
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG III.BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG GSM

+ Phần tử đảm bảo các dịch vụ bổ sung SS (Suppliment Service): Xử lý các dịch vụ
bổ sung không liên quan đến cuộc gọi như: Chuyển hướng cuộc gọi khi khơng có trả lời, đợi
gọi…
+ Phần tử đảm bảo dịch vụ bản tin ngắn SMS (Short Message Service): Cung cấp
các giao thức lớp để truyền tải các bản tin ngắn giữa mạng và thuê bao.
3.4.Báo hiệu giữa BTS và BSC

Hình 3.7: BTS và BSC
Giao tiếp giữa bộ điều khiển trạm cơ sở và trạm thu phát cơ sở (BTS) được gọi là giao
tiếp A-bit.

Có 2 loại kênh thông tin giữa BSC và BTS
- Kênh lưu lượng: Mang tiếng và dữ liệu cho các kênh vô tuyến.
- Kênh báo hiệu: Mang thông tin báo hiệu cho chính BTS hoặc cho các MS
Giao thức sử dụng để vận chuyển những tin báo hiệu giữa BSC và BTS là LAPD
nằm ở lớp 2 và LAPD cung cấp 2 tín hiệu :
- Chuyển giao thơng tin khơng được thừa nhận , không đảm bảo phân phát khung thông
tin đến địa chỉ thành công
- Chuyển giao thông tin được thừa nhận, tín hiệu được cơng nhận và hệ thống khẳng
định khung tới thành công
20
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG III.BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG GSM

Bản tin quản lý tiềm năng vơ tuyến RR chủ yếu là thiết lập, duy trì và giải phóng nối
thơng các tiềm năng vơ tuyến ở các kênh điều khiển dành riêng. Hầu hết các bản tin ở giao
thức RR được truyền đi trong suốt, nhưng cũng có một số bản tin liên quan mật thiết với
BTS thì sẽ được xử lý tại BTS bởi giao thức quản lý BTS (BTSM) như: Bản tin mật mã thì
khóa mật mã chỉ gửi đến BTS mà khơng gửi đến MS.
3.5. Báo hiệu giữa BSC và MSC

Hình 3.8: BSC và MSC
Giao tiếp giữa BSC và MSC là giao diện A. Nó được sử dụng để tuyền các bản tin giữa
MSC với BSC và MS. Các bản tin MSC và BSC sử dụng các giao thức sau:
- Giao thức quản lý nối thông CM: Giao thức này được dử dụng để điều khiển thiết
lập, giám sát và giải phóng các cuộc gọi và quản lý các dịch vụ bổ sung, bản tin ngắn
- Giao thức quản lý di động MM: Được sử dụng để quản lý vị trí cũng như tính bảo

mật của trạm di động
Giao thức CM & MM thuộc lớp 3 và được đặt bên trong MSC. Thay cho việc sử dụng
các bản tin ISDN-UP. Chúng được sắp xếp ở bản tin MAP trong MSC.
- BSSAP là giao thức được sử dụng để truyền bản tin CM&MM, để điểu khiển trực
tiếp BSS như khi MSC yêu cầu BSC ấn định kênh. BSSAP sử dụng giao thức MTP và
SCCP để tuyền các bản tin sau:
+ BSSMAP : Phần ứng dụng hệ thống con trạm gốc, dùng để gửi các bản tin liên quan
đến MS giữa BSC và MSC
21
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

CHƯƠNG III.BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG GSM

+ DTAP : Phần ứng dựng truyền trực tiếp, đưuọc dùng cho các bản tin tới MS ở chế độ
định hướng theo nối thông
+ Chức năng phân phối dùng để phân lại các bản tin BSSMAP và DTAP.

22
HVCNBCVT


Bài tập Báo hiệu và điều khiển kết nối

Kết luận
Báo hiệu là 1 thực thể không thể thiếu trong các hệ thống thơng tin nói chung và mạng di
động GSM nói riêng. Hệ thống càng hiện đại và phức tạp thì càng phải có hệ thống báo hiệu
mạnh và chính xác. Báo hiệu kênh chung ngày càng được sử dụng rộng rãi trong thực tế và

cho thấy những ưu điểm vượt trội so với báo hiệu kênh kết hợp. Bài tiểu luận này là nghiên
cứu của nhóm về “Báo hiệu số 7 trong GSM”.
Để hoàn thành tốt đề tài tiểu luận môn học Báo hiệu và điều khiển kết nối, chúng em đã
nhận được những lời góp ý quý giá của cơ. Do kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh
được một số sai sót, mong cơ xem xét, đánh giá để giúp chúng em hoàn thiện hơn.

Tài liệu tham khảo :
1) />2) Signaling in Telecommunication ( Chapter 12: Signaling in Cellular Mobile
Telecommunications (12.7 Introduction to the GSM Cellular System))

23
HVCNBCVT