Đề tài: Hệ thông thông tin di động GSM potx

Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM

TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG


ĐỒ ÁN ĐTVT
Hệ thông thông tin di động GSM
Giáo viên hướng dẫn :
Sinh viên thực hiện : Vũ Ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3
Nam Định, 10 - 2010
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
1
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
Lới Nói Đầu
Một trong những phát minh vĩ đại nhất của con người trong thời
gian khoảng thập niên 80 là việc con người đã phát minh ra điện thoại
di động. Điện thoại di động đem lại lợi ích vô cùng lớn cho con người,
trong mọi lĩnh vực thông tin liên lạc, nó giúp con người xích lại gần
nhau không phân biệt khoảng cách xa gần, xóa bỏ khoảng cách
không gian về địa lý mọi người đều có thể trực tiếp nói chuyện với
nhau điều này góp phần to lớn trong việc trao đổi buôn bán giao lưu
kinh tế nó tham gia một cách tích cực vào cuộc sống của con người
.kể từ khi điện thoai di động ra đời nó đã trở thành thiết bị mang tính
chuyên biệt rồi trở thành vật dụng thiết yếu đối với mỗi con người

trong cuộc sống và sinh hoạt. Qua II thập kỷ gần đây với sự phát triển
không ngừng của khoa học công nghệ nói chung và công nghệ di
động nói riêng đã có những bước tiến đáng kể nó đã đáp ứng được rất
nhiều các dịnh vụ mà con người cần thiết
Chính sự quan trọng của công nghệ di động đối với cuộc sống và sự
đam mê đối với nghành công nghệ còn khá mới mẻ này. Là một sinh
viên khoa điện tử viễn thông em đã quyết định chọn đề tài “hệ thống
thông tin di động mang GSM” để nghiên cứu.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
2
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
Chương I: Cấu trúc mạng GSM

1. Tổng quan mạng mạng GSM
11. Cấu trúc mạng GSM
Hình 1.1. CẤU TRÚC MẠNG GSM
Trong đó:
SS: Swithching system – hệ thống chuyển mạch
AUC: Trung tâm nhận thực
VLR: Bộ ghi định vị tạm trú
HLR: Bộ ghi định vị thường trú
EIR: Equipment Identifed Reader – Bộ ghi nhận dạng thiết bị
MSC: Mobile Switching Central –trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động
BTS: Base station system –hệ thống trạm gốc
BSC: Base station Control – Đài điều khiển trạm gốc
MS: Máy di động
OSS: Operating and surveilance System –Hệ thống khai thác và giám sát.
OMC: Operating and Maintaining Central –trung tâm khai thác và bảo dưỡng

Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
3
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
ISDN: Mạng số liên kết đa dịch vụ
PSTN: Mạng điện thoại mặt đất công cộng
CSPDN: Mạng chuyển mạch số công cộng theo mạch
PLMN: Mạng di động mặt đất công cộng
MS: Máy di động.
Hệ thống GSM được chia thành hệ thống chuyển mạch (SS hay NSS) và
hệ thống trạm gốc (BSS). Hệ thống được thực hiện như một mạng gồm nhiều ô
vô tuyến cạnh nhau để cùng đảm bảo toàn bộ vùng phủ sóng của vùng phục vụ.
Mỗi ô có một trạm vô tuyến gốc BTS làm việc ở một tập hợp các kênh vô tuyến.
Các kênh này khác với các kênh được sử dụng ở các ô lân cận để tránh giao thoa
nhiễu. Một bộ điều khiển trạm gốc BSC điều khiển nhóm BTS. BSC điều khiển
các chức năng như một trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động MSC điều
khiển một số trạm BTS. MSC điều khiển các cuộc gọi đến và từ mạng chuyển
mạch điện thoại công cộng PSTN, mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN, mạng di
động mặt đất công cộng PDN, và có thể là các mạng riêng. Ở mạng cũng có một
số các cơ sở dữ liệu để theo dõi như:
- Bộ đăng ký định vị thường trú HLR chứa thông tin về thuê bao như các dịch vụ
bổ xung các thông số nhận thực và thông tin về vị trí của MS.
- Trung tâm nhận thực AUC được nối đến HLR. Chức năng của AUC là cung cấp
cho HLR các thông số nhận thực và các khóa mật mã để sử dụng cho các khóa
bảo mật.
- Bộ ghi định vị tạm trú VLR : là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS
hiện đang phục vụ của vùng MSC, Mỗi MSC có một VLR.
- Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR được nối với MSC qua một đường báo hiệu nó
cho phép MSC kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị,chuyển giao, điều khiển công suất.

1.2. Cấu trúc địa lý của mạng
Mọi mạng điện thoại đều có một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc
gọi đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi. Trong mạng di động
cấu trúc này rất quan trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng.
Về mặt địa lý một mạng di động bao gồm :
- Vùng mạng.
- Vùng phục vụ.
- Vùng định vị.
- Ô (Cell).
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
4
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
Hình 1.2. Ví dụ về phân cấp cấu trúc địa lý của
mạng di động cellular (GSM)
a. Vùng mạng
Các đường truyền giữa mạng GSM/PLMN và mạng PSTN/ISDN khác hay các
mạng PLMN khác sẽ ở mức tổng đài trung kế quốc gia hay quốc tế. Trong một
mạng GSM/PLMN tất cả các cuộc gọi kết cuối di động đều được định tuyến đến
một tổng đài vô tuyến cổng (GMSC). GMSC làm việc như một tổng đài trung kế
vào cho GSM/PLMN. Đây là nơi thực hiện chức năng hỏi định tuyến cuộc gọi cho
các kết cuối di động
Hình 1.3 Vùng mạng GSM/PLMN
b. Vùng phục vụ: MSC/VLR
Vùng phục vụ là bộ phận của mạng được MSC quản lý. Để định tuyến cuộc
gọi đến thuê bao di động, đường truyền qua mạng sẽ được nối đến MSC ở vùng
phục vụ MSC nơi thuê bao đang ở.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến

5
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
Vùng phục vụ là bộ phận của mạng được định nghĩa như một vùng mà ở
đó có thể đạt đến một trạm di động nhờ việc trạm MS này được ghi lại ở một bộ
ghi tạm trú, một vùng mạng GSM/PLMN được chia thành một hay nhiều vùng
phục vụ MSC/LVR.
c. Vùng định vị (LA: Location Area )
Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị. Vùng
định vi là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR mà ở đó một MS có thể chuyển
động tự do mà không cần cập nhật thông tin về vị trí tổng đài MSC/VLR. Hệ thống
có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng vùng đinh vị LAI.
Vùng định vị hệ thống sử dụng để tìm một thuê bao Đang ở trạng thái hoạt động.
d. Ô (Cell)
Vùng định vị được chia thành một số ô. Ô là một vùng bao phủ vô tuyến
được mạng nhận dạng bằng nhận dạng ô toàn cầu (CGI –Cell Global Identity).
Trạm di động tự nhận dạng ô bằng cách sử dụng mã nhận dạng trạm gốc
(BISC Base station Identity Code ).
Các vùng ở GSM có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Mối quan hệ giữa các
vùng của GSM (được thể hiện ở hình 1.3).
1.3. Hệ thống chuyển mạch (ss- swictching subsytem)
Hệ thống 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 của mạng GSM với nhau và với mạng khác.
a. Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động (MSC –Mobile service
switching centre)
Ở SS chức năng chính 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 BSC giao tiếp với hệ thống con BSS, mặt khác giao tiếp với

mạng ngoài được gọi là MSC cổng. Việc giao tiếp với mạng ngoài để đảm bảo
thông tin cho những người sử dụng mạng GSM đòi hỏi cổng thích ứng. SS cũng
cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng các khả năng truyền tải của các mạng
này cho việc truyền tai số liệu của người sử dụng hoặc báo hiệu giữa các phần tử
của mạng GSM. Chẳng hạn SS có thể sử dụng mạng báo hiệu kênh chung số 7
(CCS7), mạng này bảo đảm hoạt động tương tác giữa các phần tử của SS trong
nhiều hay một mạng GSM. MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý
một số các bộ điều khiển trạm gốc BSC. Một tổng đài MSC thích hợp cho một
vùng đô thị và ngoại ô có dân cư vào khoảng một triệu (với mật độ thuê bao trung
bình).
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 bao gồm một số thiết bị để thích ứng giao tiếp truyền dẫn.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
6
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
Nó cho phép kết kết nối với các mạng: PSTPDN (Packet swictched public dât
network: Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói) hay CSPDN (Circuit siched
public daat network: Mạng số liệu chuyển mạch công cộng chuyển mạch theo
mạch), 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 giao tiếp giữa MSC và IWF được để mở.
b. Bộ ghi định vị thường trú ( HLR –Home Location Register)
Ngoài MSC, SS bao gồm các cơ sở dữ liệu. Các thông tin liên quan đến
việc cung cấp các dịch vụ viễn thông được lưu giữ ở HLR không phụ thuộc vào vị
trí hiện thời của thuê bao. HLR cũng chứ các thông tin liên quan đến vị trí hiện
thời của thuê bao. Thường HLR là một máy tính đứng riêng không có khả năng
chuyển mạch nhưng có khả năng quản lý hàng trăm thuê bao. Một chức năng con

của HLR là nhận dạng trung tâm nhận thực AUC mà nhiêm vụ của trung tâm này
là quản lý an toàn số liệu của các thuê bao được phép.
c. Bộ ghi định vị tạm trú (VRL-Lisitor –location register)
VRL là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng GSM. Nó được nối với một hay
nhiều MSC và có nhiện 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
vị trí của các thuê bao nói trên ở mức độ chính sác hơn HLR. Mỗi MSC có một
HLR. Ngay khi MS lưu động vào một vùng MSC mới, VLR liên kết với MSC sẽ yêu
cầ số liệu về MS này từ HLR. Đồng thời HLR sẽ thông báo là MS đang ở vùng
phục vụ nào. Nếu sau đó MS muốn thực hiện một cuộc gọi, VRL sẽ có tất cả
thông tin cần thiết để thiết lập cuộc gọi mà không cần hỏi HLR. Có thể coi VLR
như một HLR phân bố.
- Dữ liệu bổ xung được lưu giữ ở HLR gồm:
+ Tình trạng của thuê bao (bận, rỗi, không trả lời…)
+ Nhận dạng vùng định vị (LAI).
+ Nhận dạng của thuê bao di động tam thời (TMSI).
+ Số lưu động của trạm di động (MSRN).
Các chứ năng VLR thường được liên kết với chức năng MSC.
d. Tổng đài di động cổng (GMSC – Gate MSC)
SS có thể chứa nhiều MSC, VLR, HLR. Để thiết lập một cuộc gọi đến
người sử dụng GSM, trước hết cuộc gọi phải được định tuyến đến tổng đài cổng
được gọi là GSMC mà không cần biết 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 hết các tổng đài cổng phải dựa trên số danh bạ của thêu bao để tìm đúng
HLR cần thiết và hỏi HLR này. Tổng đài cổng có một giao diện với một mạng bên
ngoài thông qua giao diện này nó làm nhiệm vụ cổng để kết nối các các mạng bên
ngoài với mạng GSM. Ngoài ra tổng đài này cũng có giao diện báo hiệu đường
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến

7
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
dây số 7 (CCS7) để có thể tương tác với các phần tử khác của SS. Về phương
diện kinh tế không phải bao giờ tổng đài cũng đứng riêng mà thường được kết
hợp với MSC.
e. Trung tâm nhận thực (AUC-Authentication Center)
Trung tâm nhận thực AUC có chức năng cung cấp cho HLR các thông số
nhận thực và các khóa mật mã. Trung tâm nhận thực liên tục cung cấp các bộ ba
cho từng thuê bao. Các bộ ba này được coi như là số liệu liên quan đến thuê bao.
Một bộ ba (RAND, SRES, khóa mật mã (Ks) được sử dụng để nhận thực một
cuộc gọi để tránh trường hợp Card thuê bao (card thông minh) bị mất. Ít nhất phải
luôn có bộ ba mới (cho một thuê bao) ở HLR để luôn có thể cung cấp bộ ba này
theo yêu cầ của MSC/VLR. AUC chủ yếu chứa một số các máy tính cá nhân gọi là
PC- AUC để tạo ra các bộ ba và cung cấp chúng đến HLR.
PC- AUC được coi như thiết bị vào/ra (I/O).
Trong AUC các bước sau đây để tạo ra bộ ba:
- Một số ngẫu nhiên không thể đoán trước được (RAND) được tạo ra.
- RAND và Ki được sử dụng để tính toán trả lời được mật hiệu (SRES) và khóa
mật mã (Kc) bằng hai thuật toán:
SRES = A3(RAND, Ki)
Kc = A8 (RAND, Ki)
- RAND, SRES và Kc cũng được đưa đến HLR như một bộ ba.
- Qúa trình nhận thực sẽ luôn diễn ra mỗi lần thuê bao truy cập vào mạng của hệ
thống.
Qúa trình nhận thực diễn ra như sau:
VLR có tất cả thông tin yêu cầu để thực hiện quá trình nhận thực (Kc, SRES,
RAND). Nếu các thông tin này không sẵn có ở VLR thì VLR sẽ yêu cầu chúng từ
HLR/AUC.
1. Bộ ba (Kc, SRES, RAND) được lưu giữ nó trong VLR.

2. VLR gửi RAND qua MSC và BSS tới MS ( không được mã hóa).
3 . MS sử dụng các thuật toán A3 và A8 và tham số Ki được lưu giữ trong
SIM card của MS, cùng với RAND nhận được từ VLR, sẽ tính toán các giá trị
của SRES và Kc.
4. MS gửi SRES không mã hóa tới VLR.
5. Trong VLR giá trị của SERS được so sánh với SRES mà nhận được từ máy
di động. Nếu hai giá trị này là phù hợp thì nhận thực là thành công.
6. Máy di động tính toán Kc từ RAND và Ki (Ki ở trong SIM) bằng thuật toán A8.
7. Dùng Kc, thuật toán A5 và số siêu siêu khung sự mã hóa giữa MS và BSS
bây giờ có thể xảy ra qua giao diện vô tuyến.
f. Chức năng tương tác (IWF –Interworking function)
IWM cung cấp chức năng để đảm bảo hệ thống GSM có thể giao tiếp với nhiều
dạng khác nhau của mạng số liệu tư nhân và công cộng đang được sử dụng.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
8
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
Các đặc điển cơ bản của IEM gồm:
- Sự thích hợp tốc độ dữ liệu.
- Sự chuyển đổi giao thức.
Một số hệ thống yêu cầu nhiều khả năng của IWM hơn các hệ thống khác,
điều này phụ thuộc vào mạng mà IWM được nối tới.
CCS7 phụ thuộc quy định của từng nước, một hãng khai thác GSM có thể
có mạng báo hiệu CCS7 riêng hay chung. Nếu hãng khai thác có mạng báo hiệu
này thì riêng các điểm chuyển giao báo hiệu (STP) có thể là một bộ phận của SS
và có thể được thực hiện ở các điểm nút riêng hay trong cùng một MSC tùy thuộc
vào hoàn cảnh kinh tế. Tương tự, một nhà khai thác GSM cũng có thể có quyền
thực hiện một mạng riêng để định tuyến các cuộc gọi giữa GMSC và MSC hay
thậm chí định tuyến cuộc gọi ra đến điểm gần nhất trước khi sử dụng mạng cố

định. Lúc này các tổng đài quá giang có thể sẽ là một bộ phận của mạng GSM và
có thể được thực hiện như một nút đứng riêng hay kết hợp với MSC.
1.4. Hệ thống trạm gốc BSS.
Có thể nói BSS là một hệ thống các thiết bị đặc thù riêng cho các tính chất
tổ ong vô tuyến của GSM. BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động (MS)
thông qua giao diện vô tuyến. Vì thế nó bao gồm các thiết bị phát và thu đường
truyền vô tuyến và quản lý các chức năng này. Mặt khác BSS thực hiện giao diện
với các tổng đài SS. Tóm lại BSS thực hiện đấu các MS với tổng đài và nhờ vậy
đấu nối những người sử dụng các trạm di động với những người sử dụng viễn
thông khác. BSS cũng phải được điều khiển và ít vậy nó được đấu nối với OSS.
BSS bao gồm hai loại thiết bị: BTS giao diện với MS và BSC giao diện với
MSC.
a. Trạm thu phát gốc (BTS –Base transceiver station)
Một BTS bao gồm các thiết bị thu phát, anten và xử lý tín hiệu đặc thù cho
giao diên 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. TRAU là thiết
bị mà ở đó quá trình mã hóa và giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM được tiến
hành, ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ truyền, 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.
Các chức năng chính của BTS là :
- Biến đổi truyền dẫn (dây dẫn –vô tuyến).
- Các phép đo vô tuyến.
- Phân tập anten.
- Mật mã.
- Nhảy tần.
- Truyền dẫn không liên tục.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
9

Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
- Đồng bộ thời gian.
- Giám sát và kiểm tra.
Mỗi BTS có thể có tối đa 4 bộ thu phát (TRX –Transceiver). Bộ thu phát cho
phép đấu nối 16 TRX trên cùng một anten. Có thể đấu nối 32 TRX đến cùng một
trạm anten thu.
b. BSC
BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều
khiển từ xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng kênh vô
tuyến và quản lý chuyển giao (Handover). Một phía BSC được nối với BTS còn
phía kia được nối với MSC của SS. Trong thực tế BSC là một tổng đài nhỏ có khả
năng tính toán đáng kể. Vai trò chủ yếu của nó là quản lý các kênh ở giao diện vô
tuyến và chuyển giao. Một BSC trung bình có thể quản lý tới vài chục BTS phụ
thuộc vào lưu lượng của các BTS này. Giao diện giữa BSC với MSC được gọi là
giao diện A, còn giao diện giữa nó với BTS được gọi là giao diện Abis.
BSC có các chức năng chính sau:
- Giám sát các trạm vô tuyến gốc.
- Quản lý mạng vô tuyến.
- Điều khiển nối thông đến các máy di động.
- Định vị và chuyển giao.
- Quản lý tìm gọi.
- Khai thác bảo dưỡng của BSS.
- Quản lý mạng truyền dẫn.
- Chức năng chuyển đổi máy (gồm cả ghép 4 kênh lưu thông GSM toàn bộ tốc
độ vào một kênh 64kbit/s).
- Mã hóa tiếng (giảm tốc độ bít xuống 13kbit/s) sẽ được thực hiện ở BSC. Vì vậy
một đường PCM có thể truyền được 4 cuộc nối tiếng.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến

10
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
1.5. 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 thiết bị đặt trong ô tô hay thiết bị xách tay
hay cầm tay. Loại thiết bị nhỏ cầm tay sẽ là thiết bị trạm di động phổ biến nhất.
Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và sử lý giao diện vô tuyến, MS
còn phải cung cấp giao diện với người sử dụng (như mic, loa, màn hình, bàn phím
để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với một số thiết bị khác như giao diện với máy
tính cá nhân, fax… Hiện nay người ta đang cố gắng sản suất các thiết bị đầu cuối
gọn nhẹ để đấu nối với trạm di động. Việc lựa chọn các thiết bị đầu cuối hiện để
mở cho các nhà sản suất. Ta có thể liệt kê ba chức năng chính:
- Thiết bị đầu cuối thực hiện các chức năng không liên kết qua mạng GSM.
- 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. 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 – modem.
Cấu trúc của một máy di động:
Máy di động gồm thiết bị di động ME (Mobile equipment) và modun nhận
dạng thuê bao SIM.
Modun nhận dạng thuê bao:
SIM là một modun tháo rút được để cắm vào mỗi khi thuê bao muốn sử
dụng MS và rút ra khi MS không có người hoặc lắp đặt ở MS khi ban đầu đăng ký
thuê bao. Có hai phương án được đưa ra:
- SIM dạng card IC.
- SIM dạng cắm.
a) SIM dạng card IC: Là một modun để có một giao tiếp với bên ngoài theo các
tiêu chuẩn ISO về các card IC. SIM có thể là một bộ phận của card đa dịch vụ

trong đó viễn thông di động GSM là một trong số các ứng dụng.
b) SIM dạng cắm: Là một modun riêng hoàn toàn được tiêu chuẩn hóa trong hệ
thống GSM. Nó được dự định lắp đặt bán cố định ở ME . Các khai thác mạng
GSM là các khai thác khi thiết lập, hoạt động xóa một cuộc gọi. Khi sử dụng ở ME,
SIM đảm bảo các chức năng sau nếu nó nằm trong khai thác của mạng GSM:
- Lưu giữ thông tin bảo mật liên quan đến thuê bao (như IMSI) và thực hiện các
cơ chế nhận thực và tạo khóa mật mã.
- Khai thác PIN người sử dụng (nếu cần mã PIN) và quản lý.
- Quản lý thông tin liên quan đến thuê bao di động chỉ được thực hiện khai thác
mạng GSM khi SIM có một IMSI đúng.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
11
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
- SIM phải có khả năng sử lý một số nhận dạng cá nhân (PIN), kể cả khi không
bao giời sử dụng nó. PIN bao gồm 4 đến 8 chữ số. Một PIN ban đầu được nạp
bởi bộ hoạt động dịch vụ ở thời điểm đăng ký. Sau đó người sử dụng có thể thay
đổi PIN cũng như độ dài PIN tùy ý. Người sử dụng cũng có thể sử dụng chức
năng PIN hay không bằng một chức năng SIM-ME được gọi là chức năng cấm
PIN. Việc cấm này giữ nguyên cho đến khi người sử dụng cho phép lại kiểm tra
PIN. Nhân viên được phép của hãng khai thác có thể chặn chức năng cấm PIN
khi đăng ký thuê bao, nghĩa là thuê bao khi bị chặn chức năng cấm PIN không còn
lựa chọn nào khác là sử dụng PIN. Chặn SIM nghĩa là đặt nó vào trạng thái cấm
khai thác mạng GSM, có thể dùng khóa giải tỏa chặn cá nhân để giải tỏa chặn.
Ngoài ra SIM phải có bộ nhớ không mất thông tin cho một số khối thông tin
như:
- Số seri: Là số đơn vị xác định SIM và chứa thông tin về nhà sản suất, thế hệ
điều hành, số SIM,…
- Trạng thái SIM (chặn hay không).

- Khóa nhận thực.
- Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI).
- Khóa mật mã.
- Số trình tự khóa mật mã.
- Nhận dạng số thuê bao di động tạm thời (TMSI).
- Loại điều khiển thâm nhập thuê bao.
- Số nhận dạng cá nhân (PIN).
1.6. Hệ thống vận hành khai thác và bảo dưỡng OSS
OSS thực hiện ba chức năng chính sau:
- Khai thác và bảo dưỡng mạng.
- Quản lý thuê bao và tính cước.
- Quản lý thiết bị di động.
Dưới đây ta xét tổng quát các chức năng nói trên:
a. Khai thác và bảo dưỡng mạng
Khai thác là hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của
mạng như: tải của hệ thống, mức độ chậm, số lượng chuyển giao (handover) giữa
hai ô…, nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ vật chất của dịch vụ
mà họ cung cấp cho khách hàng và kịp thời sử lý sự cố. Khai thác cũng bao gồm
việc thay đổi cấu hình để giảm những vấn đề suất hiện ở thời điểm hiện thời, để
chuẩn bị tăng lưu lượng trong tương lai, để tăng vùng phủ. Việc thay đổi mạng có
thể được thực hiện “mềm” qua báo hiệu, hoặc thực hiện cứng đòi hỏi sự can
thiệp tại hiện trường. Ở hệ thống viễn thông hiện đại khai thác được thực hiện
bằng máy vi tính và được tập trung ở một trạm.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
12
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
Bảo dưỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị, sữa chữa các sự cố và hỏng
hóc. Nó có một số quan hệ với khai thác. Các thiết bị hiện đại của mạng viễn

thông có khả năng tự phát hiện một số sự cố hay dự báo sự cố thông qua tự kiểm
tra. Trong nhiều trường hợp người ta dự phòng cho thiết bi để khi có sự cố có thể
thay thế bằng thiết bị dự phòng. Sự thay thế này có thể được thực hiện bằng điều
khiển từ xa. Bảo dưỡng cũng bao gồm các hoạt động tại hiện trường nhằm thay
đổi thiết bị có sự cố.
Hệ thống khai thác và bảo dưỡng có thể được thực hiện 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 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 máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp người máy. Theo tiêu
chuẩn GSM hệ thống được gọi là OMC.
b. Quản lý thuê bao
Bao gồm các hoạt động đăng ký quản lý thuê bao. Nhiệm vụ đầu tiên là
nhập và xóa thuê bao khỏi mạng. Đăng ký thuê bao cũng rất phức tạp, bao gồm
nhiều dịch vụ và tính năng bổ sung. Nhà khai thác phải có thể thâm nhập vào tất
cả các thông số nói trên. Một nhiệm vụ quan trọng khác của nhà khai thác là tính
cước các cuộc gọi. Cước phí phải được tính và gửi đến thuê bao. Quản lý thuê
bao ở mạng 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. SIM card cũng đóng vai trò như một bộ phận của hệ thống quản lý thuê
bao.
c. Quản lý thiết bị di động
Quản lý thiết bị di động được đăng ký nhận dạng thiết bị EIR (Equiment
Identity Register) thực hiện. EIR lưu giữa tất cả các dữ liệu liên quan đến trạm di
động MS. EIR Chứa số liệu phần cứng của của thiết bị đó là nhận dạng thiết bị di
động quốc tế ( IMEI). IMEI là duy nhất đối với một thiết bị di động (ME) nhưng nó
không phải là duy nhất đối với thuê bao mà đang sử dụng nó thiết lập hay nhận
một cuộc gọi. EIR được nối với MSC qua một đường báo hiện. Nó cho phép MSC
kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị, bằng cách này có thể cấm một MS có dạng không

được chấp thuận. Cơ sở dữ liệu của EIR chứa danh sách của các IMEI được tổ
chức như sau:
- Danh sách trắng: Chứa các IMEI mà được dùng để ấn định trước sự hợp lệ của
thiếp bị di động.
- Danh sách đen: Chứa các IMEI của MS mà được thông báo là bị mất cắp hay bị
từ chối phục vụ vì một số lý do khác.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
13
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
- Danh sách sám: Chứa các IMEI của MS mà có vấn đề (ví dụ: lỗi phần mềm).
Tuy nhiên chúng chưa đủ lý do xác đáng để đưa vào danh sách đen.
d. Trung tâm quản lý mạng
OMC cung cấp khả năng phân phối việc quản lý mạng được phân vùng
hóa theo phân cấp của một hệ thống GSM hoàn chỉnh. NMC chịu trách nhiệm cho
khai thác và bảo dưỡng ở mức mạng. NMC nằm ở đỉnh của cấu trúc mạng và
vùng cấp mạng quản lý toàn cầu.
e. Trung tâm khai thác và bảo dưỡng
OMC cung cấp một điển trung tâm mà từ đó điều khiển và giám sát các
thực thể khác của mạng (như: các trạm cơ sở, các chuyển mạch, cơ sở dữ liệu
…) cũng như giám sát chất lượng dịch vụ mà được cung cấp.

Có hai loại OMC là:
- OMC (R): điều khiển BSS.
- OMC (S): điều khiển NSS.
OMC cung cấp các chức năng sau: - Quản lý, cảnh báo sự kiện.
- Quản lý việc thực hiện.
- Quản lý cấu hình.
- Quản lý an toàn

Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
14
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
Chương II : Các giao diện và thông tin trong hệ
thống GSM
2.1. Các giao diện nội bộ mạng.
Hình 2.1. hệ thống các giao diện của mạng GSM
2.2. Giao diện vô tuyến Um (MS – BTS).
Giao diện vô tuyến là giao diện giữ BTS và thiết bị thuê bao di động MS.
Đây là giao diện quan trọng nhất của GSM, đồng thời nó quyết định lớn nhất
đến chất lượng dịch vụ.
Trong GSM, giao thức vô tuyến sử dụng phương thức phân kênh theo thời gian
và phân kênh theo tần số: TDMA, FDMA, GSM sử dụng băng tần 900MHz và
1800MHz. Ở đây ta xét GSM900.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
15
SS
VLR
AUC
HLR
BSS

ISDN
SSSD
N

ISDN

SSSD
N

ISDN
SSSD
N

ISDN
SSSD
N

ISDN
SSSD
N
VLR
MSC
EIR
BTS
BSC
MS
OMC
C
Ngoại vi
Ngoại vi
DDD
D
U
F
B
C

E
Abits
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
Mỗi kênh được đặc trưng bở một tần số sóng mang gọi là kênh tần số
RFCH
(Radio Frequency Channel) cho mỗi hứng thu phát, các tần số này cách nhau
200KHz.Tại mỗi tần số, TDMA lại chia thành 8 khe thời gian hay 8 khe thời
gian được truyền bởi một sóng mạng. Trong tương lai khi ứng dụng GSM pha
2 hay tốc độ “Half-rate” (bán tốc) thì số khe sẽ là 16. Trong GSM900, mỗi kênh
vật lý là một khe thời gian ở một sóng mạng vô tuyến được chỉ định
Dải thông tần một kênh vật lý là 200KHz, dải tần ở biên cũng rộng 200KHz.
Với GSM900 có 124 kênh tần số RFCH (890 ÷ 915)Mhz cho đường lên và
RFCH (935 ÷ 960)Mhz cho đường xuống.
Ta có thể tính được tần số trung tâm cho đường lên và dường xuống ở mỗi dải
theo công thức sau:
Đường lên: FL(n) =890 + 0,2.n ( MHz)
Đường xuống: FU(n) = FL(n) + 45MHz ( MHz)
Trong đó n là số lượng dải thông tần 1 ≤ n ≤ 124.
Mỗi kênh vật lý chứa một cặp kênh tần số RFCH cho mỗi hướng thu, phát.
Một kênh được dùng để truyền một nhóm kênh nhất định thông tin được gọi là
kênh logic. Mỗi kênh vật lý có thể gán cho một hoặc một số kênh logic.
Kênh logic được phân thành 2 loại: kênh lưu lượng TCH (Trafic Channel) và
kênh điều khiển CCH (Control Channel).
 Kênh lưu lượng TCH mang thông tin thoai hoặc số liệu. Có 2 loại kênh lưu
lượng:
• Kênh toàn tốc TCH/F: 22,8Kb/s
• Kênh bán tốc TCH/H:11,4Kb/s
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến

16
Đường xuống
960MHz
935MHz
915MHz
890MHz
45MHz
Đường lên
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
Kênh điều khiển CCH được dùng để truyền các thông tin quản lý giao diện Um
(truyền kết quả đo cường độ trường từ MS đến BTS) hoặc các gói số liệu (như
dịch vụ bản tin ngắn SMS: (Short Message Service). kênh điều khiển có 3 loại:
• Kênh điều khiển quảng bá BCCH (Broadcast Control Channel).
• Kênh điều khiển chung CCCH (Common Control Channel).
• Kênh điều khiển chuyên dụng DCCH (Dedicate Control Channel).
Kênh điều khiển quảng bá BCCH: Phát thông tin quảng bá liên quan đến vùng
định vị và các thông tin về hệ thống. BCCH chỉ dùng cho tuyến xuống
(BTS→ MS):
- Kênh hiệu chỉnh tần số FCCH (Frequency Correction Channel): Hiệu chỉnh tần
số trong MS với tần số hệ thống (BTS→ MS)
- Kênh đồng bộ SCH (Synchronous Channel): SCH mang thông tin đồng bộ
khung TDMA giữa MS vớ tần số hệ thống. MS luôn luôn đo đạc cường độ
trường ở 6 cell lân cận để thông báo về hệ thống thông qua kênh FACCH.
Các thông tin đồng bộ được lưu trữ để khi MS chuyển giao xang cell khác thì
nó được tái đồng bộ.
Kênh điều khiển chung CCCH: Bao gồm các kênh phục vụ cho quá trình thiết
lập cuộc gọi hoặc tìm gọi cũng như quảng bá các bản tin trong tế bào. CCCH làm
việc cho cả hướng lên và hướng xuống:
- Kênh điều khiển truy cập ngẫu nhiên RACH (Random Access Channel) MS

dùng để truy cập và hệ thống để yêu cầu một kênh dành riêng SDCCH
- Kênh tìm gọi PCH (Paging Channel): Mang thông tin để xác định một MS
trong vùng định vị thông qua số nhận dạng IMSI để tìm trạm di động
- Kênh cho phép truy nhập AGCH (Access Grant Channel): chỉ được dùng ở
đườnng xuống. AGCH được dùng để gán tài nguyên để chỉ định một kênh
dành riêng SDCCH cho MS.
- Kênh quảng bá cell CBCH (Cell Broadcast Channel): CBCH được dùng để
truyền bản tin quảng bá tới tất cả MS trong ô (cell) như thông tin về lưu lượng,
sử dụng kênh vật lý như kênh SDCCH.
Kênh điều khiển chuyên dụng DCCH: DCCH được gán cho MS để thiết lập
cuộc gọi và hợp thức hoá thuê bao. DCCH bao gồm :
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
17
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
- Kênh điều khiển chuyên dụng đơn lẻ SDCCH: (Stand alone Dedicate
Channel):dùng cho cả hướng lên và hướng xuống, phục vụ cập nhật và quá
trình thiết lập cuộc gọi trước khi một kênh lưu lượng TCH được chỉ định.
- Kênh điều khiển liên kết chậm SACCH (Slow Assocated Control Channel):
Mỗi kênh SACCH liên kết với một kênh SDCCH hoặc một kênh TCH để mang
thông tin về điều khiển công suất hoặc chỉ thị cường độ trường thu được.
- kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH (Fast ACCH): FACCH mang thông tin
về cập nhật hoặc chuyển giao, FACCH liên kết nhanh với TCH ở chế độ lấy
cắp “Stealing mode”. Bằng cách thay đổi lưu lượng tiếng hay số liệu bằng báo
hiệu.
- Phương thức báo hiệu trên giao diện vô tuyến sử dụng giao thức lớp 2 trong
mô hình OSI là LAPDm không có chức năng báo hiệu, sửa sai, bản tin LAPD
m
phải đặt vừa vào các cụm. Còn lớp 3 (Lớp ứng dụng), giao thức được phân

thành nhiều loại tuỳ thuộc vào chức năng mạng:
2.3.Giao diện AbitS để điều khiển BTS (BSC BTS) .
AbitS là giao diện giữa BTS và BSC, đặt cách xa trên 10m (cấu hình đặt xa)
được sử dụng để trao đổi thông tin tức thuê bao (thoại, số liệu,) và thông tin điều
khiển (đồng bộ). AbitS sử dụng đường truyền chuẩn PCM32 (2Mb/s) với mã sửa
sai CRC4 của CCITT, G732. Giao thức báo hiệu theo chuẩn CCITT là LAPD.
2.4. Giao diện A (BSC MSC) .
Giao diện A là giao diện giữa BSC và MSC qua bộ chuyển đổi mã TRAU có thể
được gắn liền hay tách rời với BSC. Cũng giống như diao diện AbitS, giao diện A
sử dụng các luồng chuẩn PCM32 (2Mb/s) với mã sửa sai CRC4 của CCITT,
G703, báo hiệu trên giao diện là CCS7.
Các hệ thống có TRAU đặt tại BSC thì kênh lưu lượng tới MSC là 64kb/s.
- Quản lý tài nguyên vô tuyến RR (Radio Resource Menagement): Xử lý việc
thiết lập, duy trì, kết thúc cuộc nối của dịch vụ di động.
- Quản lý di động MM ( Mobile Menagement): Nhiệm vụ chính của quản
lý di động MM là thực hiện nhận thực và cập nhật vị trí, cấp phát lai TMSI và
bảo mật của trạm di động
- Quản lý nối thông CM (Interconnection Menagement): quản lý nối thông là lớp
con cao nhất trong các lớp con ở lớp 3. Việc này trao đổi các mẩu tin giữa
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
18
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
mạng với thuê bao chủ gọi cũng như thuê bao bị goi được sử lý ở lớp con
này. Quản lý nối thông được chia thành 3 phần:
+ Điều khiển cuộc gọi (Call Control).
+ Hỗ trợ các dịch vụ dặc thù SSS (Subplementery Service Support).
+ Dịch vụ bản tin ngắn SMS (Short Messsage Service).
2.5. TRUYỀN SÓNG TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM.

Trong thông tin di động, để truyền thông tin và mạng PLMN GSM người ta sử
dụng thiết bị vô tuyến . Bất cứ ai đi lại bằng xe và đồng thời nghe đài truyền thanh,
nghe điện thoại, chắc chắn nhận thấy rằng chất lượng của tín hiệu thu được thay
đổi theo thời gian và vận tốc di chuyển của xe. Đây là sự việc gây khó chiu mà ta
cần xét đến trong lĩnh vực thông tin vô tuyến.
Trong chương này ta sẽ xét đến một số vấn đề chính xẩy ra ở lĩnh vực thông
tin vô tuyến tổ ong cùng với các biện pháp giải quyết vấn đề này.
2.5.1. suy hao đường truyền và pha đinh.
Suy hao đường truyền là quá trình mà ở đó tín hiệu thu yếu dần do khoảng
cách giữ máy di động và trạm gốc ngày càng tăng. Đối với không gian tự do: Là
không gian giữ anten phát T(x) và anten thu R(x) không có vật cản, với một anten
cho trước thì mật độ công suất thu tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách (d)
giữa T(x) và R(x).
Suy hao không gian tự do:
Ls ≈ d
2
. f
2
.
Hay: L
s
= 32,4 + 20logf + 20logd (dB)
Trong đó: L
s
: Suy hao trong không gian tự do.
f: Tần số làm việc (MHz).
d: Khoảng cách giữa anten thu và anten phát (km).
Do mặt đất không lý tưởng, cường độ tín hiệu trung bình giảm tỷ lệ với đại
lượng nghịch đảo của khoảng cách luỹ thừa bậc 4 (d
4

). Tuy nhiên vấn đề này
không gây trở ngại đối với hệ thống vô tuyến tổ ong, vì khi mất liên lạc ta phải thiết
lập một đường truyền mới qua một trạm gốc khác.
Trong thực tế, giữa trạm di động và trạm gốc thường có chứa trướng ngại vật
như: đồi núi, toà nhà….Điều nay dẫn đến hiệu ứng che khuất làm giảm cường độ
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
19
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
tín hiệu thu. Khi di động cùng với máy di động cường độ tín hiệu giảm và tăng cho
dù giữa anten T(x) và R(x) có hay không có trướng ngại vật. Đây là một loại pha
đinh. Các chỗ “giảm” được gọi là chỗ trũng pha đinh. Loại pha đinh do hiệu ứng
che tối gây ra được gọi là pha đinh chuẩn loga.
Do vậy độ thuê bao ở các thành phố lớn, đòi hỏi phải có nhiều trạm thu phát
gốc. Việc sử dụng trạm di động ở thành phố gây ra hiệu ứng nhiều tia và được gọi
là pha đinh nhiều tia hay pha đinh Raileght. Hiệu ứng này sẩy ra khi tín hiệu
truyền nhiều đường từ anten phát đến anten thu do tín hiệu bị phản xạ nhiều
đường. Điều này nghĩa là tín hiệu thu có thể là tổng của nhiều tín hiệu giống nhau
nhưng khác pha. Khi ta cộng các tín hiệu này như là cộng các vectơ, có thể có
vectơ gần bằng không, nghĩa là cường độ tín hiệu gần bằng không, đây là chỗ
trũng pha đinh nghêm trọng.
Khoảng thời gian giữa hai chỗ trống pha đinh phụ thuộc cả vào tốc độ chuyển
động cũng như tần số phát.
Độ nhạy máy thu là mức tín hiệu thấp nhất mà máy thu có thể thu được. Do
pha đinh sẩy ra trên đường truyền nên để đường truyền dẫn không bị gián đoạn
thì giá trị trung bình chung phải lớn hơn độ nhạy máy thu một lượng (dB) bằng
chỗ trũng pha đinh mạnh nhất, chẳng hạn Y(dB). Khi đó ta cần dự trữ pha đinh Y
(dB).
2.5.2. Các phương pháp phòng ngừa suy hao truyền dẫn do pha đinh.

2.5.2.1.Phân tập anten.
Phân tập tập sử dung đồng thời hai anten thu (hoặc nhiều hơn) chịu ảnh
hưởng pha đinh độc lập, ý niệm này dẫn đến hai anten R(x) độc lập thu cùng
một tín hiệu. Vì thế chúng chịu tác động của các đường bao pha đinh khác
nhau. Tuy nhiên khoảng cách giữa các anten phải đủ lớn để tương tác giữa
các tin hiệu ở hai anten là nhỏ.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
20
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
2.5.2.2. Nhảy tần.
Như đẵ nói ở trên mẫu pha đinh phụ thuộc vào tần số. điều này nghĩa là chỗ
trũng pha đinh sẽ xẩy ra các vị trí khác nhau đối với các tần số khác nhau.
Vì vậy ta có thể lợi dụng hiện tượng này bằng cách thay đổi tần số sóng mang
trong một số các tần sô. SFH dùng một bộ tổng hợp tần số có khả năng thay đổi
tần số một lần trong một khung. Nhảy tần là một mode tuỳ lựa chon về phía BSC
mà MS phải tuân theo. MS được báo về danh sách các tần sô sẽ được dùng để
nhải tần. Các kênh logic căn bản không có nhảy tần: FCCH, SCH, BCCH. Có 217
lần nhảy tần trong 1 giây tức là 1200bit/1bước nhảy.
2.5.2.3.Mã hoá kênh.
Ở truyền dẫn, người ta thường đo chất lượng của tín hiệu đường truyền bằng
số lượng các bit thu được chính xác. Nó được biểu diễn bằng tỷ số lỗi bit BER
(Bit Error Rate) BER càng nhỏ thì càng tốt.
Tuy nhiên do đường truyền dẫn luôn thay đổi nên ta không thể giảm hoàn
toàn xuống không nghĩa là phải cho phép một lượng lõi nhất định và có khả
năng khôi phục lài thông tin này hay ít nhất có thể phát hiện các lỗi để không
thể sử dụng thông ti này vì nhầm nó là đúng. Điều này đặc biệt quan trọngkhi
phát đi số liệu.
Bằng mã hoá kênh ta có thể phát hiện và sửa lỗi ở luồng bit thu. Nghĩa là có

một loại dư thừa giữa các bit, ta mở rộng thông tin từ một số bit thành một số
lượng bit lớn hợn, tuy nhiên ta phải gửi đi nhiều bit hơn. Ta đã biết đầu ra CODEC
là dòng số 260bit/20ms, 260bit này được phân cấp theo tầm quạn trọng. Các cấp
khác nhau được bảo vệ khác nhau để cho việc bảo vệ hiệu quả nhất.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
21
Lớp Ia Lớp Ib Lớp II
50bit 132bit 78bit
Lớp Ia Lớp Ib
50bit 132bit
Các bit mã hoá(378bit) 78bit
3
4
Mã hoá khối của các bit
lớlow Ia+3bit CRC
Mã hoá vòng xoắn
R=1/2, k=5
Các bit cấp II
không cần bảo
vệ
Hình 2.2. Mã hoá khối và mã hoá vòng xoắn đối với kênh thoại
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
CRC (Cyclic Redundancy Check): Mã kiểm tra theo chu kỳ.
3bit CRC để mã hoá khối cho các bit cấp Ia.
4bit “o” để khởi tạo lại bộ mã hoá
- Cấp Ia: 50bit hệ số bộ lọc, biên độ nhóm, thông số LTP.
- Cấp Ib: 132bit con trỏ RPE, xung RPE, thông số LTP.
- Cấp II: 78bit xung RPE, thông số bộ lọc.

Mã hoá kênh được thực hiện qua hai bước mã hoá khối (block Code) và mã
hoá vòng xoắn (Convolutional Code). Mã khối là một mã chu kỳ để phát hiện lỗi
cho 50bit cấp Ia. Nếu thêm vào 3bit CRC thì có thể huỷ bỏ toàn bộ cửa sổ sét và
bộ ngoại suy sẽ lấp lỗ trống này.
Mã hoá vòng xoắn cho phép sửa sai lỗi và được phép áp dụng cho các bit cấp
Ia, Ib. ở mã hoá xoắn bộ mã hoá tạo ra khối các bit mã hoá 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 khối bản tin trước.
Cả hai phương pháp trên đều được sử dụng ở GSM. Trược hết một số bit
thông tin được mã hoá khối để tạo nên một khối thông tin các bit chẵn lẻ (kiểm
tra). Sau đó các bit này được mã xoắn để tạo nên các bit được mã hoá. Cả hai
bước trên đều áp dụng cho cả thoại và số liệu, mặc dù sơ đồ mã hoá cho chúng
khác nhau. Lý do sử dụng mã hoá kép là vì ta muốn sửa lỗi nếu có thể (mã hoá
xoắn) và sau đó có thể nhận biết (mã hoá khối) xem liệu thông tin bị lỗi có dùng
được hay không.
2.5.5.4. Quá trình chuyển giao:
Khi một trạm di động đang ở trạng thái bận và đang chuyển động ra xa dần
BTS mà nó đang được nối ở đường vô tuyến bằng các kênh TCH và SACCH thì
tín hiệu thu giảm dần. Lúc này MS quét và đo đạc tín hiệu mà MS nhận từ BTS và
các BTS lân cận. Các BTS lân cận cũng đo đạc cường độ tín hiệu mà MS xét phát
đến. Khi đó MSC có quyết định chuyển giao hay không khi sử lý các tin tức báo
cáo nói trên.Để chất lượng cuộc gọi được đảm bảo thì mạng phải chuyển giao
sang cell lân cận có tín hiệu mạnh hơn. Có hai trường hợp chuyển giao sau:
- Chuyển giao bên trong ô (Intracell Handover).
- Chuyển giao giữa các ô (Intercell Handover).
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
22
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM

Handover trong cùng một BSC:
1. Trong quá trình gọi MS luôn luôn đo cường độ trường và chất lượng ở kênh
TCH của mình và cường độ trường của các ô lân cận. MS lấy giá trị trung
bình kết quả đo. Hai lần trong một giây nó gửi kết quả đo đến BTS cùng với
kết quả đo của các ô lân cận tốt nhất.
2. BTS bổ sung thêm kết quả đo được ở chính kênh TCH và gửi báo cáo về
BSC. ở BSC chức năng định vị được tích cực để quết định có cần chuyển
giao cuộc gọi đến ô khác do nhiễu, chất lượng sấu hay không.
Hình 2.3. Chuyển giao cuộc gọi trong BSC.
3. Trường hợp chuyển giao BSC sẽ lệnh cho BTS ở ô mới được chọn tích cực
một kênh TCH
4. Lệnh cho BTS này gửi bản tin đến MS thông báo về tần số và khe thời gian
cần chuyển đến.
5. MS điều chỉnh tần số mới và gửi bản tin thâm nhập chuyển giao (HO). MS
không sử dụng sự định thời trức nào cả, Vậy HO ngắn chỉ có 8bit.
6. MS nhận công suất sử dụng ở kênh FACCH lấy cắp từ kênh tiếng.
7. BSC nhận thông tin từ BTS là chuyển giao thành công khi MS gửi bản tin hoàn
thành chuyển giao.
8. Đường tiếng trong chuyển mạch nhóm thay đổi vầ BTS cũ ra lệnh tháo gỡ
TCH cũ cùng với kênh liên kết SACCH.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
23
BSC
MS
BTS
2
4
1
7

3
8
4
5
6
7
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
2.5.5.5. Quá trình cuộc gọi.
Cuộc gọi đến MS sẽ được định tuyến đến MSC/VLR nơi MS đăng ký. Khi
đó MSC/VLR sẽ gửi một thông báo tìm gọi đến MS. Thông báo này được phát
quảng bá trên toàn vùng định vị LA, nghĩa là tất cả các trạm thu phát gốc BTS
trong LA sẽ gửi thông báo tìm gọi đến MS. Khi chuyển động ở LA và “Nghe”
thông tin CCCH, MS sẽ nghe thấy thông báo tìm gọi và trả lời ngay lập tức.
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
24
Khoa - ĐTVT Hệ thống thông tin
di động GSM
Chương III : Tổng quan về báo hiệu số 7
3.1.Giới thiệu về mạng báo hiệu số. (CCS7)
Trong mạng viễn thông thì báo hiệu được coi là phương tiện để truyền thông
tin và chỉ thị từ một điểm này tới một điểm khác hay từ một thiết bị đầu cuối này
đến thiết bị đầu cuối khác. Trong đó các thông tin và chỉ thị đều có thể liên quan
đến thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi.
Tập đường truyền
Báo hiệu
:Kết nối tiếng
:Đường truyền báo hiệu
Các ký hiệu:

SP: Signalling Point = Điểm báo hiệu
STP: Signalling Transfer Point = Điểm truyền báo hiệu
Hình 3.1. Mạng báo hiệu.
Hệ thống báo hiệu nói chung được chia làm hai loại sau:
- Báo hiệu đường dây thuê bao (Subcriber Signalling).
- Báo hiệu liên tổng đài (Interswitching).
Lớp : Đ4LT – ĐTVT3 SV: Vũ ngọc Oánh
Vũ Văn Tiến
25
STP
S
P
S
P
Tổng đài B
Tổng đài C
Tổng đài A