GSM – GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION Kiến trúc hệ thống và các giao thức

GSM – GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE
COMMUNICATION
Kiến trúc hệ thống và các giao thức
Nhóm sinh viên:
Trần Xuân Bách
Nguyễn Tiến Đạt
Đỗ Trung Đức


Các bước phát triển của GSM


Các bước phát triển của GSM


Kiến trúc hệ thống

Mobile Station (MS)

Mobile Equipment (ME)
Subscriber Identity Module (SIM)

Base Station Subsystem (BBS)

Base Transceiver Station (BTS)
Base Station Controller (BSC)

Network Subsystem

Mobile Switching Center (MSC)
Home Location Register (HLR)

Visitor Location Register (VLR)
Authentication Center (AUC)
Equipment Identity Register (EIR)


ME (Mobile Equipment)
ME là các thiết bị mà người dùng sử dụng nó để thơng tin với nhau. ME có thể là
các thiết bị cầm tay như điện thoại di động, máy tính cá nhân, máy Fax ...)

ME cung cấp các giao diện với người dùng giúp cho việc khai thác các dịch
vụtrong mạng.


Các chức năng chính của ME:

Thiết bị đầu cuối thực hiện các chức năng không liên qua đến mạng GSM, FAX ...
Kết cuối trạm di động thực hiện các chức năng liên quan đến truyền dẫn ở giao
diện vô tuyến.

Bộ thích ứng đầu cuối làm việc như một cửa nối thông thiết bị đầu cuối với kết
cuối di động.


Modul nhận dạng thuê bao SIM (Subscriber Identuty Module)

Hệ thống GSM sử dụng một khoá nhận dạng thuê bao được cất trong một bộ
nhớ nhỏ gọn gọi là SIM-CARD.

Được cắm vào máy di động để thông tin trực tiếp với VLR và gián tiếp với HLR.

Base Station Subsystem (BSS)

Trạm thu phát cơ sở BTS (Base Transceiver Station)


Base Station Subsystem (BSS)

Trạm thu phát cơ sở BTS (Base Transceiver Station)

Bao gồm các bộ thu phát và xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vơ tuyến.
Kết nối với trạm di động thông qua giao diện Abis.
Giống như một Modem vơ tuyến phức tạp có bộ chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ
TRAU.

TRAU thực hiện việc mã hoá và giải mã tiếng đặc thù cho hệ thống di động, việc thích
ứng tốc độ cho việc truyền dữ liệu.

TRAU là một bộ phận của BTS nhưng trên thực tế nó có thể đặt cách xa BTS và có thể
đặt ở giữa BSC và MSC.


Base Station Subsystem (BSS)

Bộ điều khiển trạm gốc BSC (Base Station controller)

Quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa của BTS và MS. Các lệnh này
chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vơ tuyến và quản lý chuyển giao.

Có vai trò chủ yếu là quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển giao.

BSC và BTS cũng có thể kết hợp trong một trạm gốc.


Network Subsystem

Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động Mobile Switching Center
(MSC)


Network Subsystem

Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động Mobile Switching Center
(MSC)
Là trung tâm chuyển mạch chính của mạng GSM.
Nhiệm vụ điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến các người sử dụng mạng thông tin di động một mặt giao diện
với BSC.

Giao diện với mạng ngồi thơng qua GMSC.
Khi thực hiện việc kết nối MSC với mạng ngoài cần phải thích ứng các đặc điểm truyền dẫn. IWF là một
thiết bị thích ứng giao thức và truyền dẫn sẻ làm việc đó.


Network Subsystem

Bộ ghi định vị thường trú Home Location Registers (HLR)

Là thiết bị lưu cơ sở dữ liệu của mạng, các thông tin liên quan đến việc cung
cấp các dịch vụ viễn thông.

Chứa các thông tin liên quan đến vị trí hiện thời của th bao, nhưng khơng phụ

thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao.

Thường là một máy tính khơng có khả năng chuyển mạch mà chỉ có khả năng
quản lý hàng trăm ngàn thuê bao. Một chức năng con của HLR là nhận dạng
trung tâm nhận thực AUC.


Network Subsystem

Bộ ghi định vị tạm trú Visitor Location Registers (VLR)

Là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng.
Được nối với một hay nhiều MSC và có nhiệm vụ lưu tạm thời số liệu của
thuê bao dang nằm trong vùng phục vụ của MSC tương ứng và đồng thời
lưu giữ số liệu về vị trí hiện thời của thuê bao nói trên ở mức độ chính xác
hơn HLR.

Giống như chức năng của bộ nhớ Catche.


Network Subsystem

Quản lý thuê bao và trung tâm nhận thực Authentication Center (AUC)

Quản lý việc hoạt động đăng ký thuê bao như nhập hay xố th bao ra khỏi mạng.
Tính cước cuộc gọi. Cước phí phải được tính và gữi tới thuê bao.
AUC quản lý thuê bao thông qua một khố nhận dạng bí mật duy nhất được lưu trong
HLR, AUC cũng được giữ vĩnh cữu trong bộ nhớ SIM-CARD.

Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị Equipment Identity Register (EIR)

Quản lý thiết bị di động, là nơi lưu giữ tất cả dữ liệu liên quan đến trạm di động MS.
Được nối với MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra sự được phép của thiết bị, một
thiết bị không được phép sẻ bị cấm.


Kiến trúc hệ thống


Giao thức báo hiệu mạng GSM
 Nhiệm vụ chính của báo hiệu là để thiết lập và xoá kết nối cuộc gọi.
 Các giao diện: A, Abis, Air được thể hiện trong hình vẽ


Giao thức báo hiệu mạng GSM
Giao diện A

 Giao diện A là giao diện giữa BSC và MSC, nó được xây dựng trên chuẩn giao tiếp đang tồn tại là hệ
thống báo hiệu SS7 được sử dụng khắp trong NSS.

Giao diện Abis

 Giao diện Abis kết nối BTS với BSC

Giao diện Air/Um

 Giao diện khơng khí là giao diện vơ tuyến giữa MS và BTS. Giao diện này là giao diện mở rất nhạy
cảm với sự xâm nhập từ ngoài hơn là với cable, nhưng đổi lại được băng thông lớn

Xử lý cuộc gọi & kết thúc cuộc gọi


Xử lý tín hiệu thoại


Mã hóa tín hiệu thoại

Giải mã tín hiệu thoại


Mã hóa kênh


CÀI XEN


Các tính năng cơ bản được cung cấp bởi GSM

Chờ cuộc gọi

 Thơng báo có cuộc gọi đến trong khi trên các thiết bị cầm tay

Giữ cuộc gọi


Giữ lại một cuộc gọi để thực hiện một cuộc gọi khác

Chặn cuộc gọi

 Tất cả các cuộc gọi, cuộc gọi đi, hoặc cuộc gọi đến

Chuyển tiếp cuộc gọi

 Các cuộc gọi có thể được gửi đến các số khác nhau được xác định bởi người sử dụng

 Multi Party Call Conferencing
 Liên kết nhiều cuộc gọi cùng nhau


Tính năng nâng cao cung cấp bởi GSM

 Nhận dạng đường dây gọi

 Hiển thị số điện thoại gọi đến

 Dịch vụ thay thế đường dây

 Một cho các cuộc gọi cá nhân
 Một cho các cuộc gọi kinh doanh

 Nhóm người sử dụng khép kín

 Gọi bằng cách quay số cuối cùng cho các số

 Lời khuyên của Charge

 Kiểm đếm chi phí thực tế của các cuộc gọi điện thoại

 Fax & dữ liệu

 Virtual Office / Văn Phịng Chun Nghiệp

 Chuyển vùng

 Dịch vụ và tính năng có thể theo dõi khách hàng