kiến trúc giao thức của gsm và gprs

Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay mạng GSM với những ưu điểm nổi bật như: dung lượng lớn, chất lượng
kết nối tốt, tính bảo mật cao … , đã có một chỗ đứng vững chắc trên thị trường Viễn
thông thế giới. Ở Việt Nam, khi chúng ta bắt đầu có những máy điện thoại di động sử
dụng công nghệ GSM 900MHz đầu tiên vào những năm 1993 đã đánh dấu một bước phát
triển vượt bậc về công nghệ Viễn thông của đất nước. Các thuê bao di động tại Việt Nam
sử dụng dịch vụ thoại truyền thống với tốc độ bit là 13kbit/s và truyền số liệu với tốc độ
9,6 kbit/s.
Các nhà khai thác GSM trên thế giới đang đứng trước một số giải pháp để có được
dịch vụ số liệu truyền tốc độ cao qua mạng thông tin di động hiện có của họ và đang
nghiên cứu kế hoạch để chuyển đổi lên công nghệ 3G. Có hai hướng để lựa chọn : một là
có thể nâng cấp mạng của họ lên thẳng CDMA (Code Division Multiple Access - Đa truy
nhập phân chia theo mã) hay nâng cấp lên để có dịch vụ GPRS (General Packet Radio
Service – Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp), E – GPRS (Enhanced GPRS – Dịch vụ GPRS
nâng cao) và sau đó thì sẽ đầu tư, nâng cấp để loại dần công nghệ GSM tiến lên công
nghệ W-CDMA (Đa truy nhập phân kênh theo mã băng rộng).
Đối với các nhà khai thác, không thể có được việc nâng cấp thẳng lên công nghệ
W-CDMA với các giải pháp đơn giản và chi phí chấp nhận được. Quá trình nâng cấp là
một quá trình phức tạp, yêu cầu các phần tử mạng mới và các máy đầu cuối mới. Do vậy,
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 1
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
vấn đề cần cân nhắc ở đây chính là các khía cạnh về kinh tế và kỹ thuật cho việc nâng
cấp, buộc các nhà khai thác phải suy tính. Chính vì vậy, GPRS là sự lựa chọn của các nhà
khai thác GSM như một bước chuẩn bị về cơ sở hạ tầng kỹ thuật, để tiến lên công nghệ
thông tin di động thế hệ thứ 3.
Giải pháp GPRS cho hệ thống GSM đã trở thành hiện thực năm 1999. Giống như
HSCSD, GPRS cung cấp các dịch vụ số liệu tốc độ cao hơn cho người sử dụng di động.
Tuy nhiên dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, GPRS phù hợp với bản chất bùng nổ đột

ngột cao của hầu hết các ứng dụng số liệu hơn công nghệ chuyển mạch kênh HSCSD, nó
lý tưởng hơn cho các dịch vụ truy nhập cơ sở dữ liệu và thư điện tử, ví dụ những người
sử dụng không muốn trả cước phí cuộc gọi cao cho các bản tin ngắn. GPRS cũng cho
phép người sử dụng nhận các cuộc gọi số liệu. Các tin nhắn cũng được phân phát trực
tiếp đến điện thoại của người sử dụng, thậm chí không cần kết nối từ đầu cuối đến đầu
cuối một cách liên tục. Khi bật máy điện thoại, người sử dụng nhận được một thông báo
là họ đang có một tin nhắn. Họ có thể chọn các thông báo tải về ngay lập tức hay cất đi
để xem sau.
GPRS cũng cung cấp việc thiết lập cuộc gọi nhanh hơn HSCSD và kết nối với
mạng sử dụng giao thức IP hiệu quả hơn, bao gồm các mạng Intranet của công ty và các
mạng LAN, cũng như Internet. Thông qua việc kết hợp các khe thời gian TDMA khác
nhau, GPRS có thể điều khiển tất cả các kiểu truyền dẫn từ các mẫu tin ngắn tốc độ thấp
đến các tốc độ cao hơn cần cho việc xem xét các trang Web. GPRS cung cấp tốc độ số
liệu gói cao hơn 100 kbit/s. Tốc độ tối đa là 171,2 kbit/s qua 8 kênh 21,4 kbit/s (sử dụng
mã hoá CS-4).
Nhóm chúng em chọn chuyên đề “ Kiến Trúc Giao Thức Của GSM và GPRS ”
để tìm hiểu sâu hơn về kiến trúc giao thức của hai mạng. Được sự hướng dẫn chỉ bảo của
thầy Ths Nguyễn Viết Đảm, chúng em đã hoàn thành chuyên đề đã chọn. Nhưng với thời
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 2
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
gian tìm hiểu chuyên đề ngắn, tầm hiểu biết hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu
sót. Nhóm em rất mong sự góp ý của thầy để chuyên đề hoàn thiện hơn!
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI
ĐỘNG GSM VÀ GPRS
1.1 Giới Thiệu Về Mạng Thông Tin Di Động GSM
GSM trước đây được biết như Groupe Spécial Mobile (nhóm di động đặc biệt), là
nhóm đã phát triển nó, được thiết kế từ sự bắt đầu như một dịch vụ tế bào số quốc tế.
Giao tiếp vô tuyến của GSM dựa trên công nghệ TDMA. Ý định ban đầu là các thuê bao
GSM có khả năng di chuyển qua các biên giới quốc gia sẽ nhận được các dịch vụ di động
và các tính năng đi theo cùng với họ.

Kiểu GSM của Châu Âu hiện nay hoạt động ở tần số 900MHz cũng như tần số
1800MHz. Ở Bắc Mỹ, GSM sử dụng cho dịch vụ PCS 1900 tại vùng đông bắc California
và Nevada. Do PCS 1900 sử dụng tần số 1900MHz, nên các điện thoại không có khả
năng kết nối hoạt động với điện thoại GSM hoạt động trong các mạng ở tần số 900MHz
hay 1800MHz. Tuy nhiên vấn đề này có thể khắc phục được với các máy điện thoại đa
băng hoạt động trong nhiều tần số.
Vào đầu năm 1980, thị trường hệ thống điện thoại tế bào tương tự đã phát triển rất
nhanh ở Châu Âu. Mỗi một nước đã phát triển một hệ thống tế bào độc lập với các hệ
thống của các nước khác. Sự phát triển không được hợp tác của các hệ thống thông tin di
động quốc gia có nghĩa là sẽ không có khả năng cho thuê bao sử dụng cùng một máy di
động cầm tay khi di chuyển trong Châu Âu. Không chỉ các thiết bị di động bị hạn chế
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 3
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
khai thác trong biên giới quốc gia, mà còn có một thị trường rất hạn chế đối với mỗi kiểu
thiết bị, vì thế tiết kiệm chi phí có thể không thực hiện được. Ngoài một thị trường trong
nước đầy đủ với các mẫu chung, có thể không có một nhà chế tạo nào cạnh tranh được
trên thị trường thế giới. Hơn nữa, chính phủ các nước nhận thức rõ là các hệ thống thông
tin không tương thích có thể cản trở tiến trình để đạt được một tầm nhìn chiến lược của
họ về một Châu Âu với nền kinh tế thống nhất.
Với những cân nhắc nêu trên, hội nghị điện thoại điện báo gồm 26 quốc gia Châu
Âu (CEPT) đã thành lập một nhóm nghiên cứu gọi là Groupe Spécial Mobile vào năm
1982 để nghiên cứu và phát triển một hệ thống thông tin liên Châu Âu. Đến năm 1986
tình hình trở nên khả quan hơn vì một số mạng tế bào tương tự hiện tại có thể sử dụng hết
dung lượng vào năm 1990. CEPT khuyến nghị rằng hai khối tần số trong băng tần
900MHz được dự trữ cho hệ thống mới. Tiêu chuẩn GSM chỉ rõ các băng tần từ 890 đến
915MHz cho băng thu và từ 935 đến 960MHz cho băng phát với mỗi băng được chia
thành các kênh 200KHz.
Hệ thống thông tin di động được CEPT đưa ra đã đáp ứng được các tiêu chuẩn
như sau:
- Cung cấp âm thoại chất lượng cao.

- Hỗ trợ chuyển vùng quốc tế.
- Hỗ trợ các thiết bị đầu cuối cầm tay.
- Hỗ trợ một loạt các dịch vụ và các thiết bị mới.
- Cung cấp hiệu quả phổ tần số.
- Cung cấp khả năng tương thích với ISDN.
- Cung cấp với chi phí dịch vụ và đầu cuối thấp.
Vào năm 1989, việc phát triển các đặc tính kỹ thuật của GSM đã được chuyển từ
CEPT đến Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI). ETSI được thành lập vào năm
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 4
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
1988 để thiết lập các tiêu chuẩn viễn thông cho Châu Âu và hợp tác với các tổ chức tiêu
chuẩn khác, các lĩnh vực liên quan đến truyền hình và công nghệ thông tin văn phòng.
ESTI đã ấn bản các đặc tính kỹ thuật giai đoạn 1 của GSM vào năm 1990. Dịch vụ
thương mại đã bắt đầu vào giữa năm 1991. Đến năm 1993 đã có 36 mạng GSM tại 22
nước, và thêm 25 nước đã lựa chọn hoặc bắt đầu GSM. Từ đó, GSM đã được chấp nhận ở
Nam Phi, Úc, và rất nhiều nước vùng Trung Đông và Viễn Đông. Tại Bắc Mỹ, GSM
được dùng để thực hiện PCS. Đến cuối năm 1998 đã có 323 mạng GSM ở 118 nước phục
vụ cho 138 triệu thuê bao, đến nay đã có hơn 2 tỉ người dùng trên 212 quốc gia và vùng
lãnh thổ. Hệ thống GSM được gọi là hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System
for Mobile communications).
Mạng thông tin di động GSM là mạng thông tin di động số Cellular gồm nhiều ô
(cell). Cell là đơn vị nhỏ nhất của mạng, có hình dạng (trên lý thuyết) là một tổ ong hình
lục giác. Trong mỗi cell có một đài vô tuyến gốc BTS (Base Transceiver Station) liên lạc
với tất cả các trạm di động MS (Mobile Station) có mặt trong cell. Khi MS di chuyển ra
ngoài vùng phủ sóng của cell, nó phải được chuyển giao sang làm việc với BTS của cell
khác.
Đặc điểm của hệ thống thông tin di động Cellular là việc sử dụng lại tần số và diện
tích của mỗi cell khá nhỏ. Mỗi cell sử dụng một nhóm tần số kênh vô tuyến. Các chữ cái
A, B, C, vừa là tên của cell, vừa biểu thị một nhóm xác định các tần số vô tuyến được sử
dụng trong cell đó. Nhóm tần số được sử dụng nhiều lần cho các cell với khoảng cách đủ

lớn, công suất phát đủ nhỏ để nhiễu lẫn nhau không đáng kể.
Thông thường, một cuộc gọi di động không thể kết thúc trong một cell nên hệ
thống thông tin di động cellular phải có khả năng điều khiển và chuyển giao (handover)
cuộc gọi từ cell này sang cell lân cận mà cuộc gọi được chuyển giao không bị gián đoạn.
1.2 Giới Thiệu Chung Về GPRS
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 5
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
GPRS (General Packet Radio Service) là dịch vụ truyền tải mới cho hệ thống
GSM, nó cải thiện một cách hiệu quả việc truy nhập vô tuyến tới các mạng truyền số liệu
như X.25, Internet…bằng cách áp dụng nguyên lý gói vô tuyến để truyền số liệu của
người sử dụng một cách hiệu quả giữa máy điện thoại di động tới các mạng truyền số
liệu. Các gói tin có thể truyền trực tiếp từ máy di động GPRS tới các mạng chuyển mạch
số liệu.
Người sử dụng GPRS được lợi từ việc thời gian truy nhập ngắn hơn cũng như tốc
độ truyền số liệu cao hơn. Trong hệ thống GSM thông thường việc thiết lập kết nối diễn
ra trong vài giây và tốc độ truyền số liệu hạn chế ở 9,6 Kbit/s. GPRS cho phép thời gian
thiết lập dưới một giây và tốc độ truyền số liệu tối đa đạt trên 115 Kbit/s.
Chuyển mạch kênh không thích hợp cho lưu lượng lớn, vì người sử dụng phải trả
tiền cho toàn bộ thời gian chiếm dụng kênh mặc dù có những thời điểm không có gói tin
nào được gửi đi. Trái lại với công nghệ chuyển mạch gói (GPRS), khách hàng có thể sẽ
chỉ phải trả tiền cho số các gói tin được chuyển đi, điều này thuận lợi cho người sử dụng
khi kết nối trực tuyến một thời gian dài với mạng.
Tóm lại, GPRS cải thiện việc sử dụng tài nguyên vô tuyến, tốc độ truyền số liệu
cao hơn, khách hàng chỉ phải trả tiền cho số gói tin gửi và nhận, ngoài ra thời gian truy
nhập cũng ngắn hơn.
Công nghệ GPRS được viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu EISI phát triển và
chuyển hoá cho dữ liệu gói trong các hệ thống GSM. Tại Mỹ, GPRS cũng được Hiệp hội
Công nghiệp Viễn thông TIA chấp thuận như là tiêu chuẩn dữ liệu gói cho các hệ thống
TDMA/IS – 136. Hiện đã được tiến hành triển khai tại một số nước trên Thế giới.
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 6

Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
CHƯƠNG II: KIẾN TRÚC MẠNG GSM
2.1 Cấu Trúc Mạng GSM
Hình 1 : Cấu trúc mạng GSM
SS (Switching System): Hệ thống chuyển mạch
SIM (Subscriber Identity Module): Thẻ nhận dạng thuê bao
ME (Mobile Equipment): Thiết bị di động
AuC (Authentication Center): Trung tâm nhận thực
VLR (Visitor Location Register): Bộ ghi định vị tạm trú
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 7
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
HLR (Home Location Register): Bộ ghi định vị thường trú
EIR (Equipment Identified Reader) : Bộ ghi nhận dạng thiết bị
MSC (Mobile Switching Central): Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động
BSS (Base Station System ): Đài điểu khiển trạm gốc
BSC (Base Station Controller): Bộ điều khiển trạm gốc
BTS (Base Transceiver Station): Trạm thu phát gốc
MS (Mobile Station): Trạm di động
OSS (Opersting and Surveilance System): Hệ thống khai thác và giám sát
ISDN (Intergrated Services Digital Network): Mạng số tích hợp đa dịch vụ
PSTN (Public Switched Telephone Network): Mạng chuyển mạch điện thoại công
cộng
CSPDN (Circuit Switched Public Data Network): Mạng dữ liệu công cộng chuyển
mạch theo mạch
PSPDN (Packet Switched Public Data Network): Mạng dữ liệu công cộng chuyển
mạch theo gói
2.2 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:
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 8
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
- 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)
2.2.1 Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động MSC
Ở SS chức năng chính chuyển mạch chính được MSC thực hiện, nhiệm vụ 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 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 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 tải 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 số 7
(CCS7), mạng này đảm bảo hoạt động tương tác giũa 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 và khoảng một triệu ( với mật độ thuê bao trung bình).
Để kết nói MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyền dẫn
của GSM với các mạng này. Các thích úng này được gọi là các chức năng tương tác. IWF
bao gồm một số thiết bị để thích ứng giao tiếp 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
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 9

Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
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 cung chức năng MSC hay cá thể ở thiết bị riêng,
ở trường hợp hai giao tiếp giữa MSC và IWF được mở.
2.2.2 Bộ ghi định vị tạm trú VLR ( Visitor Location Register)
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 vị trí của các
thuê bao nói trên ở mức độ chính xác hơn HLR. Mỗi MSC có một VLR. Ngay khi MS
lưu động và một vùng MSC mới, VLR liên kiết với MSC sẽ yêu cầu số liệu về MS này từ
HLR. Đồng thời HLR sẽ được thông báo là MS đang ở vùng phục vụ nào. Nếu sau đó
MS muốn thực hiên một cuộc gọi, VLR sẽ có tất cả các thông tin cần thiết để lập cuộc
gọi mà không cần hỏi HLR. Có thể coi VLR như một HLR phân bố.
Dữ liệu bổ sung 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 tạm thời ( TMSI ).
• Số lưu động của trạm di động ( MSRN ).
Các chức năng VLR thường được liên kết với chức năng MSC.
2.2.3 Bộ ghi định vị thường trú HLR ( Home Location Register)
Ngoài MSC mạng thông tin di động bao gồm cả các cơ sở dữ liệu. Các thông tin
liên quan đến việc cũng cấp các dich vụ viễn thông được lưu giữ ở HLR (Home Location
Registes) không phụ thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao. Các thông tin lưu trữ trong
HLR gồm: MSISDN, IMSI, VLR hiện thời, trạng thái thuê bao, khoá nhận thực và chức
năng nhận thực, số lưu động trạm di động MSRN.
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 10
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
Thường HLR là một máy tính đứng riêng không có khả năng chuyển mạch và có
khả năng quản lý hàng trăm thuê bao. Một chức năng con của HRL là nhận dạng trung
tâm nhận thực AUC, nhiệm vụ cảu trung tâm này quản lý an toàn số liệu của các thuê bao

được phép.
2.2.4 Trung tâm nhận thực AuC ( Authentication Center )
Quản lý thuê bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao. Nhiệm vụ đầu tiên
là nhập vào, xóa thuê bao khỏi mạng. Đăng ký thuê bao cũng có thể rất phúc tạp, bao
gồm nhiều dịch vụ và các tính năng bổ xung. Nhà khai thác phải truy nhập được tất cả
các thông tin số nói trên, Một nhiệm vụ quan trọng khác của khai thác là tính cước cuộc
gọi. Cước phí phải được tính và gửi đến thuê bao. Quản lý thuê bao ở mạng thông tin di
động chỉ liên quan đến HRL và một số thiết bị OS riêng chẳng hạn mạng nối HRL với
các thiết bị giao tiếp người máy ở cả trung tâm giao dịch với thuê bao. Việc quản lý thuê
bao được thực hiện thông qua một khóa nhận dạng bí mật duy nhất cho từng thuê bao.
AuC (Authentication Center) quản lý các thông tin nhận thực và mật mã liên quan đến
từng cá nhân thuê bao dựa trên khóa bí mật này. AuC có thể được đặt trong HRL hay
MSC hay độc lập với cả hai. Khóa này cũng được lưu giữ vĩnh cửu và bí mật trong bộ
nhớ MS. Ở GSM bộ nhớ này có dạng SIM-CARD có thể rút ra và cắm lại được.
2.2.5 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(Equiprnent Identity Register). 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. (Lưu ý: khác với thiết bị, sự cho phép của thêu bao được xác nhận bởi AuC).
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 11
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
2.2.6 Tổng đài di động cổng (GMSC – Gate MSC)
SS có thể chứa nhiều MSC, VLR, HLR. Để thết lập một cuộc gọi đến người sử
dụng GSM, trước hết cuộc gọi phải được định tuyến đến một tổng đài cổng được gọi là
GMSC 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 hiện thời ( MSC tạm trú ). Để vậy, trước hết các tổng đài cổng phải dựa trên số
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. Ngoài ra tổng đài này cũng có giao
diện báo hiệu số 7 ( CCS 7 ) để có thể tương tác với các phần tử khác của SS. Về phương
diện kinh tế không phải bao giờ tổng đài cổng cũng đứng riêng mà thường được kết hợp
với MSC.
2.3 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 (chế độ Remote). Một BSC có
thể quản lý nhiều BTS theo cấu hình hỗn hợp của 2 loại trên.
2.3.1 Trạm thu phát gốc BTS
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 12
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
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
2.3.2 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.
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 13
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
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.
2.3.3 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 đặt ở BTS đến TRAU.
2.4 Trạm di động MS
Thuê bao sẽ sử dụng MS để gọi và nhận cuộc gọi qua mạng GSM. MS gồm 2
phần có chức năng khác nhau là module nhận dạng thuê bao (SIM) và thiết bị di động
(ME). SIM là thẻ thông minh tháo lắp được, chứa các thông tin liên quan đến thuê bao cụ

thể, còn ME chính là bản thân điện thoại di động (không có SIM).
ME có thể chia thành 3 khối chức năng. Thứ nhất là thiết bị đầu cuối (TE), thực
hiện chức năng riêng cho dịch vụ cụ thể ví dụ máy fax. TE không xử lí một chức năng
nào liên quan đến hệ thống GSM. Khối chức năng thứ 2 là đầu cuối di động (MT), thực
hiện mọi nhiệm vụ liên quan đến truyền thông tin trên giao diện vô tuyến GSM. Cuối
cùng khối chức năng thứ 3 là bộ phối hợp đầu cuối (TA) dùng để bảo đảm sự tương thích
giữa MT và TA. Ví dụ cần TA để tạo giao diện giữa MT tương thích - ISDN và TA có
giao diện modem.
SIM: là thẻ thông minh có kích thước thẻ tín dụng hoặc nhỏ hơn, được thuê bao sử
dụng để “cá nhân hóa” ME. Lưu ý rằng trong GSM, MS luôn là tổ hợp của SIM và ME.
SIM có vùng bộ nhớ cố định để nhớ thông tin liên quan đến thuê bao (gồm cả IMSI). Số
này dùng để nhận dạng từng thuê bao trong mạng GSM và dài không quá 15 chữ số thập
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 14
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
phân. Ba chữ số đầu tiên là mã nước di động (NMC), dùng để nhận dạng nước mà thuê
bao đăng kí. Hai chữ số tiếp theo là mã mạng di động (MNC) dùng để nhận dạng mạng
PLMN thường trú của thuê bao trong nước. Các chữ số còn lại của IMSI là số nhận dạng
thuê bao di động (MSIN) dùng để xác định duy nhất từng thuê bao trong mạng PLMN.
SIM còn chứa chìa khóa nhận dạng mật thuê bao, Ki, thuật toán nhận dạng A3 và thuật
toán tạo chìa khóa mật mã A8. Tất cả các khoản này (bắt buộc phải có) đều được lưu
trong SIM và được bảo vệ rất chặt chẽ. Ngoài ra SIM còn có thể chứa 1 số chức năng tùy
chọn khác như quay số tắt, danh bạ v.v Cũng nhờ có SIM mà thuê bao có thể dễ dàng
thay đổi các ME khác nhau, ví như khi phải sửa chữa ME. Một trong những động lực
chính phía sau sự phát triển của hệ thống GSM là cho phép thuê bao lưu động tự do khắp
châu Âu mà vẫn giữ nguyên khả năng gọi và nhận cuộc gọi bằng cùng một MS. Điều này
chỉ có thể khi tồn tại các mạng tương thích nhau tại mỗi nước. SIM đã đưa ra khái niệm
“lưu động SIM” tức là thuê bao có thể lưu động giữa các mạng khác nhau không tương
thích với nhau bằng cách thuê ME thích hợp và cắm SIM vào. Điều này trở nên đặc biệt
hấp dẫn khi nước Mỹ giới thiệu hệ thống PCS1900 (thường gọi là GSM1900).
2.5 Phân hệ khai thác và bảo dưỡng 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.
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 15
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
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.
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 16
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
2.6 Các giao diện trong mạng GSM
Hình 2 Các giao diện trong mạng GSM
2.6.1 Giao diện A giữa BSS-MSC
Là khả năng cung cấp nhiều dịch vụ cho những người dùng GSM và thuê bao.
Thêm vào đó, giao diện A cho phép cấp phát nhiều tài nguyên phù hợp trong mạng
PLMN, vận hành và bảo quản những tài nguyên này.
Chỉ tiêu kỹ thuật mà giao diện A cho phép là:
- Kết nối của nhiều hãng sản xuất BSS khác nhau tới cùng một MSC và ngược lại.
- Sử dụng cùng một kiểu BSS ( MSC) trong nhiều mạng PLMN.
- Phát triển riêng của MSC và BSS.
- Tiến tới giảm tốc độ mã hóa.
- Hỗ trợ tất cả những dịch vụ
Tập hợp những đặc tính gồm: Những tham số vật lý và điện từ trường, cấu trúc kênh,
tiến trình vận hành mạng, thông tin vận hành và duy trì bảo dưỡng. định nghĩa giao diện
MSC tới BSS giống trong mạng ISDL. Lớp 3 có thêm các thủ tục để điểu khiển tài
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 17
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
nguyện vô tuyến và nhận dạng nhiều sự kiện sử dụng SCCP. Lớp 2 dựa vào báo hiệu SS7
MTP ( Message Transfer Part ), hoặc trong trường hợp vận chuyển vận chuyển báo hiệu
cơ sở IP – M3UA và SCTP. Trong trường hợp SS7 MTP, lớp 1 là số ( ở 2,048 Mbps)
hoặc tương tự thì data vẫn được cho qua vì sử dụng modem. Cụ thể hóa lớp 3 là hai giao
thức giao diện được nhận dạng trong BSS tới MSC là: BSSOMAP, BSSAP
- BSSAP được chia thành BSSMAP và DTAP: DTAP text giúp messages giao diện

không khí ở lớp 3 được đi qua BSS và DTAP text cũng được xử lý ở BSS; BSSMAP chịu
trách nhiệm nhiều khía cạnh của xử lý tài nguyên vô tuyến trong BSS. Text được cấu trúc
như một tệp được định nghĩa và có thể tận dụng bởi nhà khai thác/ nhà sản xuất để phù hợp
với yêu cầu ứng dụng đang dùng. Chính những tiến trình bị điều khiển theo những chế độ
khác nhau phụ thuộc vào tham số đầu vào được nhận từ MSC hoặc được gửi từ OMC.
- BSSOMPA hỗ trợ tất những thông tin O và M cho BSS và MSC hoặc BSS
2.6.2. Giao diện Abis giữa BSC-BTS
Giao diện Abis có khả năng hỗ trợ tất cả những dịch vụ tới người dùng GSM và
nhiều thuê bao. Thêm vào đó, nó cho phép điều khiển thiết bị và cấp phát tần số trong
BTS
Những chỉ tiêu kỹ thuật giao diện Abis cho phép:
- Kết nối của nhiều nhà sản xuất BTS/TRX khác nhau tới cùng một BSC và
ngược lại, tuỳ theo định vị những bộ chuyển mã
- Sử dụng cùng một loại BTS/TRX (BSC) trong nhiều mạng PLMN, tuỳ theo sự
định vị bộ chuyển mã
- Phát triển riêng của BSC và kỹ thuật BTS/TRX
- Tiến tới đổi mới những tiện nghi O & M
- Định vị những bộ chuyển mã trong BSC hay trong BTS
- Giải pháp vật lý khác nhau của thiết bị khác nhau trong BTS
- Hỗ trợ TRX đơn cấu thành BTS
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 18
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
Định nghĩa giao diện Abis tiến tới giống ISDN: Lớp 3 bằng những tiến trình thêm
vào để điều khiển tài nguyên vô tuyến; Lớp 2 dựa vào giao thức LAPD; Lớp 1 là số (ở
tốc độ 2,048Mbps) hoặc tương tự thì data được đi qua bởi modem.
Trường hợp transcoder được đặt bên ngoài BTS, trễ truyền toàn bộ trên 1 đường
giữa điểm kết nối PSTN/ISDN và MS được giới hạn là 1,5ms (xấp xỉ 300km).
Transcoder đặt trong BTS, giới hạn là 6,5ms (xấp xỉ 1300km). Transcoder là một phần
của BSS và có thể được đặt ở bên ngoài BTS (e.g ở MSC-site hoặc ở BSC-site) để có thể
ghép kênh thoại và data trên những đường link trong BSS và trên đường link BSC-BTS.

• TRX (Transceiver): trong mạng GSM PLMN là một phần tử chức năng hỗ trợ 8
kênh vô tuyến cơ sở của TDMA-frame.
• BCF (Base Control Function): là phần tử chức năng xử lý những chức năng điều
khiển chung trong BTS (e.g frequency hopping sequences). Ở nhiều BTS-site, một
trong số những BCF có thể được chọn để thực hiện nhiều chức năng thông thường
(e.g external alarms, power supply, time base).
2.6.3. Giao diện B giữa MSC server – VLR
VLR là cơ sở data định vị và quản lý những thuê bao di động roaming đến khu
vực MSC server mà VLR kết hợp. Bất kỳ khi nào MSC server cần data liên quan tới MS
trong khu vực MSC này, nó sẽ tham chiếu tới VLR. Khi MS roam đến một vùng định vị
khác, nó sẽ updating thông tin location với MSC server ở nơi đó, MSC server lại thông
tin tới VLR để chứa thông tin này. Khi một thuê bao kích hoạt dịch vụ hay giảm bớt một
vài data gắn với dịch vụ, MSC server thông tin (thông qua VLR) tới HLR là nơi chứa
nhiều sửa đổi và updata tới VLR nếu yêu cầu.
2.6.4. Giao diện C giữa HLR và MSC server
GMSC server phải tham chiếu tới HLR thuê bao yêu cầu để thực hiện định tuyến
thông tin cuộc gọi hoặc bản tin ngắn (SMS) tới thuê bao đó.
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 19
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
2.6.5. Giao diện D giữa HLR và VLR
Giao diện D được dùng để trao đổi data định vị MS và quản lý thuê bao. Dịch vụ
chính cung cấp cho thuê bao di động là thiết lập hoặc nhận những cuộc gọi. Để hỗ trợ
điều đó, những danh sách định vị phải trao đổi data. VLR thông tin cho HLR định vị MS
(HLR of location of MS) (khi updating định vị hay thiết lập cuộc gọi) số roaming của MS
đó. HLR gửi tất cả data liệu cần tới VLR để hỗ trợ dịch vụ cho thuê bao di động. Sau đó
HLR chỉ đạo VLR trước đó phải xoá đi đăng ký định vị thuê bao này.
2.6.6. Giao diện E giữa những MSC server
Khi một MS di chuyển từ một MSC này tới một MSC khác trong suốt cuộc gọi,
tiến trình handover phải thực hiện để duy trì thông tin. Do đó, những MSC server phải
trao đổi data để bắt đầu và thực hiện hoạt động.

Khi SMS được dịch chuyển giữa MS và trung tâm dịch vụ SMS, giao diện này có
chức năng dich chuyển message giữa MSC server phục vụ MS và MSC server làm việc
với SC.
2.6.7. Giao diện F giữa MSC server và EIR
Giao diện F dùng để trao đổi data, mục đích để EIR có thể xác nhận tình trạng
IMEI được gửi từ MS.
2.6.8 Giao diện G giữa những VLR
Tiến trình đăng ký định vị sẽ xảy ra khi thuê bao di động di chuyển từ VLR này tới
VLR khác. Tiến trình này gồm việc phục hồi lại IMSI và những tham số xác nhận từ
VLR cũ.
2.6.9 Điểm giao diện Nc giữa MSC server và GMSC server
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 20
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
Trên điểm giao diện Nc, việc điều khiển cuộc gọi cơ sở giữa mạng - mạng được
thực hiện. Ví dụ là ISUP hoặc sự phát triển của ISUP cho điều khiển cuộc gọi độc lập vật
mang (BICC – Bearer Independent Call Control).
Lựa chọn khác dành cho vận chuyển báo hiệu trên Nc là IP. Nc sẽ cho phép sử
dụng bất kỳ giao thức điều khiển cuộc gọi phù hợp (BICC, SIP-T) mà có thể hỗ trợ yêu
cầu lưu lượng.
2.6.10 Giao diện H giữa HLR và AuC
Khi HLR nhận yêu cầu xác nhận và mật mã hoá dữ liệu cho thuê bao di động và
nó cũng không dữ dữ liệu yêu cầu, HLR yêu cầu dữ liệu từ AuC.
CHƯƠNG III. KIẾN TRÚC GPRS
3.1. Tổng quan hệ thống GPRS
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 21
EIR
MSC/
VLR
SMS-GMSC
SMS-IWMSC

HLR/
AuC
MT BSS SGSN
GGSN
Internet
SGSN
Um
Gb
Gf
Gs
Gd
Gr
Gc
GiGn
Gp
M?ng lõi
TE
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
Hình 3 : Cấu trúc mạng GPRS
3.2. Kiến trúc GPRS
3.2.1. MS thiết bị đầu cuối
Trạm di động (MS - Mobile Station) có thể là một máy tính xách tay hay bỏ túi,
một máy điện thoại di động hoặc bất kỳ một thiết bị nào khác có hỗ trợ công nghệ GPRS.
Về mặt chức năng, MS bao gồm hai cấu kiện:
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 22
TE :Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối
MT : Mobile Equipment Thiết bị di động
SGSN : Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS phục vụ
GGSN : Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm

-Thiết bị đầu cuối TE (Terminal Equipment), chẳng hạn như một máy tính xách
tay.
- Đầu cuối di động MT (Mobile Terminal), chẳng hạn như một modem.
- Có 3 loại MS được quy định cho việc sử dụng mạng GPRS hỗ trợ, MS sẽ thông
báo tới mạng về lớp GPRS và tiềm năng đa khe thời gian của nó. Tuỳ thuộc vào loại thiết
bị và vào khả năng mạng, trạm di động sẽ hoạt động theo một trong ba chế độ làm việc.
- Cấp A – hỗ trợ đồng thời sự đăng nhập, sự khởi hoạt (activiation), giám sát báo
khẩn (invocation), lưu lượng cho phép trạm di động cùng một lúc phát đi cả dữ liệu và
tiếng nói, có nghĩa là làm việc đồng thời trong cả mạng GSM lẫn GPRS.
- Cấp B – hỗ trợ đồng thời sự đăng nhập , sự kích hoạt, giám sát. Tuy nhiên, nó chỉ
hỗ trợ thông báo khẩn đồng thời trong giới hạn. Ví dụ như kênh ảo GPRS sẽ không được
giải quyết do sự có mặt của lưu lượng chuyển mạch kênh. Trong trường hợp như vậy, sự
kết nối ảo GPRS sẽ bị bận hoặc treo, đồng thời lưu lượng sẽ không được hỗ trợ bởi MS
cấp B. Thuê bao có thể phát hoặc thu các cuộc gọi của cả 2 dịch vụ GSM và GPRS liên
tiếp nhưng không đồng thời. Sự lựa chọn dịch vụ thích hợp được thực hiện tự động. Nói
cách khác, cấp B cho phép trạm di động phát đi cả tiếng nói cả dữ liệu, nhưng vào các
thời điểm khác nhau, có nghĩa là không đồng thời.
- Cấp C – chỉ hỗ trợ sự đăng nhập không đồng thời. MS loại C chỉ có thể phát
hoặc thu hoặc đồng thời phát và thu các cuộc gọi chỉ từ dịch vụ tự lựa chọn hoặc mặc
định. Trạng thái dịch vụ GSM hoặc GPRS không được lựa chọn bị loại khỏi mạng. Thêm
vào đó, khả năng của MS cấp C để thu và phát bản tin ngắn SMS là tùy chọn. Nhưng đến
hiện nay, cấp C chỉ cho phép trạm di động làm việc trong chế độ GPRS. Khi đấu nối vào
mạng GPRS trạm di động (mà chính xác hơn là thành phần TE) sẽ nhận địa chỉ IP; địa
chỉ này không thay đổi trước thời điểm đấu nối của đầu cuối di động MT; hơn nữa, trạm
di động thậm chí có thể không nghi ngờ về việc nó là di động. Trạm di động thiết lập kết
nối với nút dịch vụ của các thuê bao GPRS, mà sẽ được mô tả ở sau.
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 23
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
3.2.2. Hệ thống trạm gốc BSS (Base Station System)
Trạm gốc BSS (Base Station System) thu tín hiệu vô tuyến từ trạm di động và tuỳ

thuộc vào việc cái gói tin được phát đi (tiếng nói hay dữ liệu) mà nó sẽ chuyển tiếp lưu
lượng:
- tới trung tâm chuyển mạch di động MSC (Mobile Switching Center) vốn là thành
phần tiêu chuẩn của mạng GSM.
- tới nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN- Serving GPRS Support Node) là nơi chịu
trách nhiệm xử lý dữ liệu đến/đi của GPRS.
Thành phần của BSS bao gồm: BSC, PCU và BTS. BSC làm các chức năng sau
trong GPRS:
+ Quản lý mobile GPRS.
+ Xử lý tìm gọi của GPRS.
+ Quảng bá thông tin GPRS. Đây là phần không thể thiếu trong các dịch vụ
GPRS của các mạng di động ở Việt Nam hiện nay.
BTS làm các chức năng sau:
- Tách riêng cuộc gọi giữa chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói trước khi chuyển
đến MSC/VLR và dữ liệu gói khi đến SGSN.
- Giao diên vô tuyến cho dữ liệu gói. Khối điều khiển gói (PCU - Packet Control
Unit). Khối PCU được bổ sung vào cơ sở hạ tầng của GSM, có thể coi đây là sự nâng cấp
phần mềm cho BSC, PCU có quan hệ với các giao thức vô tuyến lớp thấp, nó xử lý lưu
lượng dữ liệu và tách ra khỏi lưu lượng thoại GSM. Ngoài ra, PCU còn thêm chức năng
tạo gói và điều khiển động liên kết vô tuyến. Điều này cho phép nhiều người sử dụng có
thể truy cập tới nguồn tài nguyên vô tuyến giống nhau theo những phương pháp truy
nhập riêng và giải phóng kênh truyền khi không sử dụng.
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 24
Chuyên đề vô tuyến truyền thông GVHD:Ths.Nguyễn Viết Đảm
PCU làm các chức năng sau:
- Chịu trách nhiệm quản lý tài nguyên vô tuyến dữ liệu gói trong BSS.
- PCU chịu trách nhiệm xử lý lớp MAC và PLC của giao diện vô tuyến, lớp
BSSGP và NS của giao diện Gb.
- Truyền dữ liệu gói.
3.2.3. Nút phục vụ các thuê bao GPRS ( SGSN)

Nút phục vụ thuê bao SGSN là thành phần chủ yếu của mạng GPRS. Nó có nhiệm
vụ chuyển tiếp các gói IP mà trạm di động gửi đi và nhận được.
Về thực chất nó cũng là một trung tâm chuyển mạch giống như MSC trong GSM,
nhưng có khác ở chỗ nó chuyển mạch cho các gói chứ không phải các kênh. Thông
thường, nút này được xây dựng trên cơ sở OC Unix và có địa chỉ IP riêng của nó. Từ
quan điểm an toàn, SGSN có thể có các chức năng:
* Kiểm tra sự cho phép các thuê bao sử dụng các dịch vụ được mã hoá
(authentication). Cơ chế chứng thực của GPRS giống với cơ chế tương tự trong GSM.
* Giám sát các thuê bao đang hoạt động.
* Mã hoá các dữ liệu. Thuật toán mã hoá trong công nghệ GPRS(GEA1, GEA 2,
GEA 3) khác với các thuật toán mã hoá trong GSM (A5/1, A5/2, A5/3), nhưng được xử
lý trên cơ sở các thuật toán đó.
3.2.4. GGSN (Gateway GPRS Support Node) - Nút định tuyến của GPRS
Nút định tuyến GGSN (Gateway GPRS Support Node) cũng là một thành phần
quan trọng của công nghệ GPRS và chịu trách nhiệm thu và phát các dữ liệu từ các mạng
bên ngoài, chẳng hạn như Internet hay mạng của các nhà khai thác GPRS khác. Nói cách
khác, nếu như từ phía các mạng gói IP bên ngoài thì GGSN hoạt động như 1 bộ định
tuyến cho các địa chỉ IP của mọi thuê bao được phục vụ bởi mạng GPRS. Từ quan điểm
Nhóm 12 – L11CQVT07-B 25