khảo sát hệ thống thông tin di động gsm

Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
CHƯƠNG I
TỔNG QUÁT HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
I.1 .GIỚI THIỆU CHUNG
I.1.1 Lịch sử phát triển của thông tin di động GSM
Điện thoai di động ra đời ở những năm 1920 khi đó điện thoại di động chỉ dùng
như những phương tiện thông tin liên lạc giữa các đơn vị cảnh sát Mỹ . Mãi đến
năm 1980 người ta nhận thấy rằng các hệ thống tổ ong tương tự không loại bỏ được
các hạn chế cố hữu của các hệ thống này. Giải pháp duy nhất để loại bỏ những hạn
chế trên là phải chuyển sang sử dụng kỹ thuật thông tin số cho thông tin di động
cùng với các kỹ thuật đa truy nhâp mới .
Hệ thống thông tin di độnh số sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời
gian (TDMA) đầu tiên trên thế giới được ra đời ở châu Âu và có tên giọi là GSM.
Ban đầu hệ thông này gọi là “nhóm đặc trách di động “ (Group Special Mobile).
Sau đó để tiện cho việc thương mại hoá GSM được gọi là “hệ thống di động toàn
cầu” (GSM:Global System for Mobile communication ). Hệ thống thông tin di động
GSM bắt đầu phát triễn từ năm 1982 khi các nước Bắc Âu gửi đề nghị đến CEPT
(Conference of European Postal and Telecommunications - Hội nghị các cơ quan
(quản lý viễn thông và bưu chính Châu Âu ) để quy định một dịch vụ viễn thông
chung ở Châu Âu ở tần số 900MHZ. Năm 1985 người ta quyết định xây dựng hệ
thống thông tin di động kỹ thuật số . Đến năm 1986 tại Pari mới hoàn thành việc
đánh giá định hướng các giải pháp của các nước khác nhau để tiến tới lựa chọn
phương án công nghệ TDMA băng hẹp.
Để phát triễn, nghiên cứu và nhằm nâng cao mạng lưới dịch vụ thông tin di
động GSM, đầu năm 1992 một số nước Châu Âu đã thành lập hiệp hội GSM MOU
nhằm trao đỗi, hợp tác trong kinh doanh và bảo vệ quyền lợi cho các nhà khai thác
GSM trên toàn thế giới.
Tháng 5/1987, 13 nước Châu Âu đã ký GSM MOU để hứa hẹ lẫn nhau về về
việc hoàn thiện các chỉ tiêu kỹ thuật, nhằn cùng nhau hợp tác mở rộng thị trường
rộng lớn cho GSM và thoả thuận mỗi nước sẽ có một mạng GSM hoạt động
01/7/1991. Song vì một số nguyên nhân, cuối năm 1992 mới có 13 thành viên của

mạng GSM của nước và đến nay đã có 253 thành viên mạng GSM của 109 nước
Ở Việt Nam, GPC và VMS hiện nay đang khai thác hai mạng thông tin di động
số VinaPhone và MobiFone theo tiêu chuẩn GSM.
I .1.2.Một số tính năng đạt được ở thế hệ hai cộng (GSM)
- Các dịch vụ mạng mới và cải thiện các dich vụ liên quan đến truyền số liệu
như nén số liệu của ngườisử dụng, số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao,
dịch vụ vô tuyến gói chung và số liệu 14,4kbps.
- Các tính năng liên quan đến dịch vụ tiếng như: Codec đa tốc độ thích ứng và
khai thác tự do đầu cuối các Codec tiếng.
- Các dich vụ bổ sung như: chuyển hướng cuộc gọi, hiện tên chủ cuộc goi
chuyển giao cuộc gọi và các dịch vụ cấn gọi mới.
- Cải thiện liên quan đến dịch vụ bản tin ngắn (SMS: Short Message Service)
như: móc nốicác SMS, mở rộng bảng chữ cái, mở rộng tương tác giữa các
SMS.
- Các công việc liên quan đến tính cước như: các dich vụ trả tiền thoại trước,
tính cước nóng và hổ trợ cho ưu tiên vùng gia đình.
- Tăng cường công nghệ SIM.
- Dịch vụ mạng thông minh như CAMEL
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 1
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
- Các cải thiện chung như: chuyển mạng GSM-ASMP, các dịch vụ định vị
tương tác với các hệ thống thông tin di động vệ tinh và hổ trợ định tuyến tối
ưu.
I.2 CẤU TRÚC MẠNG GSM
I.2.1 Sơ đồ mạng GSM

Truyền dẫn tin tức.
Kết nốicuộc gọivà truyền dẫn tin tức
Hình I.1.Sơ đồ giới thiệu chung hệ thống thông tin di độngGSM
Các ký hiệu chung :

SS : Hệ thống chuyển mạch
AUC : Trung tâm nhận thực
VLR : Bộ ghi định vị tạm trú
HLR : Bộ định vị thường trú
EIR : Thanh ghi nhận dạng thường trú
MSC : Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động
(goi tắt là tổng đài vô tuyến )
BSS : Hệ thống trạm gốc
BTS : Đài vô tuyến
BSC : Đài điều khiển trạm gốc
MS : Máy di động
OMC : Trung tâm khai thác và bảo dưỡng
ISDN : Mạng số liên kiết đa dịch vụ
PSPDN : Mạng chuyển mạch công cộng theo gói
CSPDN : Mạng chuyển mạch số công cộng theo mạch
PSTN : Mạng chuyển mạch điện thoạicông cộng
PLMN : Mạng di động mặt đất công cộng
I.2.2. Giới thiệu các thành phần của mạng di động GSM
Hệ thống GSM được chia thành hệ thống chuyển mạch (SS) và hệ thống trạm
gốc (BSS). Mỗi hệ thống này chứa một số khối chức năng để thực tất cả các chức
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 2
SS
BSS
MS
OMC
BTS
BSC
HLR
AUC
MSC

VLR EIR
ISDN
PSPD
NNNN
NN
CSPDN
N
PST
N
PLM
N
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
năng của hệ thống. Hệ thống được cấu trúc như là một mạng gồm nhiều ô vô tuyến
kề cận nhau để cùng đảm bảo vùng phủ sóng miền phục vụ .
Mỗi ô vô tuyến có một trạm vô tuyến gốc (BTS) làm việc với một tập hợp các
kênh vô tuyến. Các kênh này được sử dụng ở các ô lân cận để tránh nhiễu giao thoa.
Một bộ điều khiển trạm gốc (BSC) điều khiển một nhóm BTS, BSC điều khiển các
chức năng như chuyển giao và điều khiển công suất .
Một trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động MSC phục vụ một số bộ
điều khiển trạm gốc. MSC điều khiển các cuộc gọi đến từ mạng chuyển mạch điện
thoại công cộng PSTN mạng số liệu đa dịch vụ ISDN, mạng di động mặt dất công
cộng PLMN, các mạng số liệu công cộng PSDN và có thể là các mạng riêng .
I.2.2.1. Hệ thống chuyển mạch SS :
Hệ thống chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của GSM
cũng như cơ sở dữ liệu thuê bao và quản lý di động của thuê bao, chức năng chính
của SS là quản lý thông tin giữa những ngưòi sử dụng mạng GSM với nhau và
vớicác mạng khác .
*Trung tâm nhận thức AUC:
Là bộ phận trong phần cứng HLR, trong hệ thống RSM có nhiều biện pháp an
toàn khác nhau được dùng để tránh sử dụng trái phép, cho phép bấm và ghi lại cuộc

gọi. Đường vô tuyến cũng được AUC cung cấp mã bảo mật chống sự nghe trộm,
mã này được thay đỗi riêng biệt cho từng thuê bao. Cơ sở dữ liệu của AUC còn ghi
nhiều thông tin cần thiết khác về thuê bao và phải được bảo vệ chống trộm mọi
thâm nhập trái phép.
*Bộ ghi dịnh vị trí thường trú HLR:
Là cơ sở dữ liệu trung tâm, quan trọng nhất của hệ thống GSM, ở đó lưu dữ
các dữ liệu về thuê bao đăng ký trong mạng của nó và thực hiện một số chức năng
riêng của mạng thông tin di động. Trong đó cơ sở dữ liệu này lưu trữ những số liệu
về trang thái thuê bao, quyền thâm nhập của thuê bao, các dịch vụ mà thuê bao đăng
ký, số liệu động về vùng mà ở đó đang chứa thuê bao của nó (Roaming).Trong
HLR còn tạo báo hiệu số 7 trên giao diện MSC.
*Bộ định vị trí tạm thời VLR:
Được kết hợp trong phần cứng của MSC, trong VLR chứa các thông tin về
tất cả thuê bao di động đang nằm trong vùng phủ sóng của MSC này, gán cho các
thuê bao từ vùng phục vụ MSC/VLR khác tới một số thuê bao tạm thời. VLR còn
thực hiện tao đổi thông tin về thuê bao Roaming với HLR .
*Bộ ghi nhận định thiết bị EIR:
Bảo vệ mạng PLMN khỏi sự thâm nhập của những thuê bao trái phép, bằng
cách so sánh số IMEI(International Mobile Equipment Identity: nhận dạng thiết bị
trạm di động quốc tế ) của thuê bao này gửi tới khi thiết lập thông tin với số IMEI
lưu trữ trong EIR. Nếu không tương xứng thuê bao sẽ không thể truy nhập được .
*Trung tâm chuyển mạc các dich vụ di động MSC:
Ở hệ thống thông tin di đông chức năng chuyển mạch chính được thực hiện
bởi MSC, nhiệm vụ chính của MSC điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến các người
sử dụng mạng thông tin di động. Một mặt giao diện với BSC mặt khác nó giao diện
với mạng ngoài được gọi là MSC cổng. Việc giao diện với mạng ngoài để đảm bảo
thông tin cho người sử dụng mạng thông tin di động đòi hỏi cổng thích ứng
IWE(IWE:Interworking Function-chức năng tương tác ). Mạng thông tin di động
cũng cần giao diện 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 các mạng. Chẳng hạn mạng thông tin di động có thể sử dụng mạng báo hiệu
kênh chung số 7 (CCS 7). MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý
một số các bộ điều khiển trạm gốc (BSC).
I.2.2.2 Hệ thống trạm gốc BSC
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 3
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
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 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 đầu nối MS với các người sử dung viễn thông khác. BSS
cũng phải được điều khiển vì vậy nó phải được đấu nối với OSS các giao diện bên
ngoài của BSS như hình I.2
Luồng điều khiển
Luồng lưu lượng
Hình I.2 các giao diện bên ngoài của BSS
Các ký hiệu :
NSS : Mạng và hệ thống con chuyển mạch
BSS : Hệ thống trạm gốc
OSS : Hệ thống trạm khai thác
MS : Trạm di động
BSS bao gồm hai loại thiết bị : BTS giao diện với MS và BSC giao diện với
MSC
* BTS:
Một BTS bao gồm các thiết bị phát và thu, anten xử lý tín hiệu đặc thù cho
các giao diện vô tuyến, Có thể coi BTS là các modem vô tuyến phức tạp có thêm
một số chức năng khác. Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU (Transcoder
and rate adapterunit: Khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ cao ).TRAU là thiết
bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM được tiến
hành. Ngoài ra TRAU còn thực hiện nhiệm vụ nén /giãn tốc độ các kênh thông tin

sẽ làm cho mạng tiết kiệm được đường truyền dẫn thông tin từ MSC đến BSC và
BTS . Bởi vì một MSC thường có vài BSC và nhiều BTS được phân bố ở những nơi
cách xa nhau mà TRAU thì được đặt gần MSC cho nên khi truyền dẫn giữa MSC
với BSC và BTS ta giản được 4 lần các luồng E1. Mặt khác do các yếu tố kênh
thoại 16 bit/s nên dùng TRAU để nén giãn như vậy là hợp lý.TRAU giao tiếp với
MSC qua giao diện A và BSC qua giao diện Abis.
Hiện nay, ở MSC3/VLR thì bộ thích ứng và chuyển mã có tên là TRAU7 được
đặt ở MSC3/VLR Đà Nẵng .
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 4
OSS
MS BSS NSS
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
* BSC:
BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả các giao diện vô tuyến thông qua lệnh điều
khiển từ xa BSTvà MS. Các lệnh này là các lệnh chủ yếu ấn định, giải phóng kênh
vô tuyến và quản lý chuyển giao (handover). Một phía BSC được nối với BTS còn
phía khác được nối với MSC của SS.Trong thực tế BSC là một tổng đài nhỏ và có
khả năng thanh toán đáng kể. Vai trò chủ yếu của nó quản lý các kênh ở giao diện
vô tuyến và chuyển giao (handover - là sự thay đổi đến một kênh thông tin mới
trong quá trình MS thiết lập cuộc gọi ở trạng thái bận. Mạng sẽ quyết định sự thay
đổi này. MS chỉ gửi các kênh thông tin liên quan đến cường độ tín hiệu và chất
lượng truyền dẫn đến BTS). 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 A bis
Hình I.3 Cấu trúc bên trong của BSS
I.2.2.3. Trạm di động MS
a. Chức năng :
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 5
Nén
4 luồng E1 (2Mbit/s) 1 luồng E1 (2Mbit/s)

32 kênh 64 bit/s 128 kênh 16kbit/s
Giãn
16kbit/s =13kbit/s (voice) +3kbit/s (LAPD)
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
Trạm di động là một máy đầu cuối di động hay Mobile Phone .Về hình thức các
máy di động có thể khác nhau, máy di động cũng có nhiều hình như : (máy cầm tay,
máy xách tay, hay máy đặt trên các ô tô ). 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 xử lý
cho giao diện vô tuyến MS còn phải cung cấp các giao diện cho người sử dụng
(như: micro, loa, màn hiển thị bàn phím để quản lý cuộc gọi ) hoặc giao diện với
một số thiết bị khác (như:giao diện với máy tính cái nhân, FAX). Trạm di động
không hoàn toàn phụ thuộc chặt chẽ vào người sử dụng, mà sự phụ thuộc này thông
qua một thể nhận dạng thuê bao SIM (Subscriber Identity Module: mô đun nhận
dạng thuê bao ) được gắn trên máy di động .Sự nhận thức được kiểm tra bởi mạng,
xét xem liệu thuê bao có hợp với máy di động hay không, sau đó mới được nhập
vào hệ thống .Một mã cá nhân được dùng kèm theo SIM-PIN để tránh sự sử dụng
trái phép thẻ SIM.
b.Cấu trúc của MS:
Máy thuê bao di động gồm hai phần: Modulle nhận dạnh thuê bao SIM
(Subscriber Identity Modulle) và thiết bị thu phát báo hiệu ME (Mobile Equiment).
Trước hết SIM là một cái khoá cho phép MS được dùng, cái khoá này gắn chặt
với người dùng trong vai trò thuê bao duy nhất có thể làm việc với các thiết bị ME
khác nhau, tiện cho việc thuê mượn các ME tuỳ ý thuê bao. SIM có những phần
cứng và phần mền cần thiết với bộ nhớ có thể lưu trữ hai loại tin tức: tin tức có thể
được đọc hoặc được thay đổi bởi người dùng .SIM sử dụng mật khẩu PIN (Peronal
Indentity Number) để bảo vệ quyền sử dụng của người sử dụng hợp pháp .
ME là phần cứng để thuê bao truy cập mạng, ME có số nhận dạng là IMEI
(International Mobile Equipment Indentity). Nhờ khiểm tra MIEI mà ME bị mất
cắp sẽ không được phục vụ .
SIM là một card điện tử thông minh gắn vào ME, dùng để nhận dạng thuê bao

và tin tức về loại dịch vụ mà thuê bao đã dăng ký sử dụng, nhà cung cấp mạng
GSM sẽ bán SIM cho thuê bao đăng ký, GSM thiết lập đường truyền và tính cước
dựa vào ISMI.
ME: thiết bị máy di động và thuê bao chỉ tiếp xúc với ME mà thôi có 3 loại ME.
- Trên xe (lắp đặt trong xe, ăngten ngoài xe ) .
- Xách tay (ăngten không liền tổ hợp cầm tay ) .
- Cầm tay (ăngten liền tổ hợp, toàn bộ máy cầm tay nằm gọn trong lòng bàn tay)
Hình I.4. Chức năng một trạm di động.
I.2.2.4.Hệ thống hổ trợ và khai thác OSS
Hệ thống khai thác OS(Operation system) thực hiện khai thác và bảo dưỡng tập
trung cho mạng thông tin di động .
*Khai thác: Là các hoạt động cho phép của các nhà khai thác mạng theo giỏi
hành vi của mạng như: tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 6
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
(handever) 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 khác hàng và kịp thời sử 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 thời, để chuẩn bị tăng lưu lượng trong tương lai, tăng vùng phủ sóng.Việc
thay đổi mạng có thể thực hiện “mềm” qua báo hiệu (chẳng hạn như thay đổi thông
số chuyển giao để thay đổi biên giới giữa hai ô) hoặc thực hiện cứng đòi hỏi sự can
thiệp tại hiện trường (chẳng hạn bổ sung thêm dung lượng truyền dẫn hay lắp đặt
một trạm mới ).
*Bảo dưỡng: Có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sữa chữa các sự cố, hỏng
hóc. Nó có mối quan hệ với khai thác, các thiết bị ở mạng viễn thông hiện đại 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 bị để thiết bị sự cố có thể thay thế
bằng thiết bị dự phòng .Sự thay thế này có thể thực hiện tự động. Ngoài việc giảm
nhẹ sự cố có thể được thực hiện bởi người khai thác bằng điều khiển từ xa .Bảo
dưỡng cũng bao gồm cả các hoạt động tại hiện trường nhằm thay thế thiết bị, bị 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 mạng 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 truy 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. Hệ thống này thường
được gọi là OMC (Operation and Maintenance Cente- Trung tâm khai thác và bảo
dưỡng).
*Quản lý thuê bao: Bao gồm các hoạt động dăng ký và quản lý thuê bao.
Nhiệm vụ đầu tiên là nhập và xoá 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
cầm phải thâm nhập được tất cả các thông số nói trên, một nhiệm vụ khác của nhà
khai thác là tính cước các cuộc gọi, Quản lý thuê bao ở mạng GSM chỉ liên quan
đến HLR và một số thiết bị OSS chẵng hạn mạng nối HLR với các thiết bị giao tiếp
người và máy của các trung tâm giao tiếp với SIM card cũng đóng vai trò như một
bộ phận của hệ thống thuê bao .
*Quản lý thiết bị di động : Quản lý thiết bị di dộng được bộ đăng ký nhận
dạng thiết bị EIR( thanh ghi nhận dạng thiết bị )thực hiện, EIR, lưu giữ 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.
II.2.3 Nguyên lý hoạt động chung của GSM:
Hình I.1 giới thiệu mô hình của hệ thống thông tin di động GSM. Mô hình này
bao gồm phân hệ chuyển mạch SS và phân hệ trạm gốc BSS, trong mỗi BSS có một
bộ điều khiển trạm gốc BSC điều khiển một nhóm BTS về các chức năng như
chuyển như chuyển giao và điều khiển công suất .Còn trong mỗi SS, một trung tâm
chuyển mạch của PLMN gọi tắt là tổng đài mạng di động MSC, phục vụ nhiều BSC
hình thành cấp quả lý lảnh thổ gọi là vùng phục vụ MSC, bao gồm nhiều vùng định
vị, biểu thị phân cấp cấu trúc địa lý của mạng di động và cell (ô) được hiểu như sau.
Cell: là một đơn vị nhỏ nhất của mạng, có nhiều kiểu cell khác nhau nhưng

cell là hình lục giác đều (cấu trúc tổ ong ) đạt được hiệu quả tối ưu nhất. Trong mỗi
cell có một trạm gốc BTS làm nhiệm vụ liên lạc vô tuyến với tất cả các MS có mặt
trong đó.
Tuỳ theo lưu lượng các cuộc gọi trong cell mà người ta sử dụng một hay và tần số
trong một cell và cứ cách một khoảng nhất định nào đó thì ta có thể sử dụng lại các
tần số đó cho các cell khác. Trong thực tế, nếu như lưu lượng tăng trưởng một cách
quá mức thì người ta có thể chia một cell thành các cell nhỏ hơn, thông thường các
cuộc gọi không thể xong trong một cell. Vì vậy, hệ thông thông tin di động GSM
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 7
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
phải có các chức năng điều khiển và chuyển mạch để chuyển giao cuộc gọi từ cell
này sang cell khác mà cuộc gọi được chuyển giao không bị ảnh hưởng gì và yêu cầu
này làm cho mạng di động khác với mạng cố định.
Vùng phục vụ GSM (tất cả các nước thành viên )
Vùng phục vụ PLMN (một hay nhiều vùng ở một nước )
Vùng phục vụ MSC (vùng được điều khiển bởi một MSC)
Vùng định vị (vùng định vị và tìm gọi )
Cell(ô)
(vùng có một trạm gốc riêng )
Hình I.5 Ví dụ về phân cấp cấu trúc địa lí của mạng di động GSM.
Để quản lý một máy di động MS của mạng di động GSM đòi hỏi phải có một cơ sở
dữ liệu lớn. Bộ đăng ký định vị thường trú HLR chức các thông tin về thuê bao như
các dịch vụ mà thuê bao lựa chọn và các thông số nhận thực. Vị trí hiện thời của
một máy di động MS được cập nhập qua bộ đăng ký định vị tạm trú VLR cũng
được chuyển đến HLR. Lúc này trung tâm nhận thực có chức năng cung cấp cho
HLR các thông số nhận thực và các khóa mật mã, mỗi MSC có một VLR. Khi máy
di động MS đi vào một vùng phục vụ MSC mới nào đó thì VLR yêu cầu HLR cung
cấp các số liệu về vị khách di động MS này, đồng thời VLR cũng thông bó cho
HLR biết rằng máy di động nói trên đang ở vùng phục vụ MSC nào. Như vậy VLR
có tất cả các thông tin cần thiết để thiết lập cuộc gọi theo yêu cầu người dùng. Một

MSC đặc biệt gọi là (MSC cổng ) được PLMN giao chức năng kết nối giữa PLMN
với các mạng cố định.Ví dụ để thiết lập cuộc gọi đến một máy di động MS, thì cổng
MSC hỏi HLR về vị trí hiện thời của máy di động MS thuộc về vùng nào để định
tuyến tới MSC của máy di động MS xét. Khi cuộc gọi đạt tới MSC này, thì VLR sẽ
cho biết về vùng định vị của máy di động MS xét. Tiếp theo là sự thông báo quảng
bá tìm gọi máy di động MS xét được thực hiện. Máy di động thực chất là thiết bị
đầu cuối vô tuyến của thuê bao, nhờ có thiết bị này mà người sử dụng có thể truy
cập vào mạng.Thành phần chính của một máy di động gồm có hai phần:Modulle
nhận dạng thuê bao SIM và thiết bị thu, phát, báo hiệu ME .
Trong phân hệ chuyển mạch SS còn có: Thanh ghi nhận dạng EIR (Equipment
Identity Reggister)chứa số liệu phần cứng của thiết bị -EIR được nối với MSC qua
một đường báo hiệu, nhờ vậy MSC có thể kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị. Trạm gốc
BS là thiết bị kết nối máy di động với tổng đài di động MSC, thường trạm gốc BS
được chia thành trạm thu phát gốc BTS và khối điều khiển trạm gốc BSS, Trạm thu
phát BTS có thể dặt độc lập với khối điều khiển trạm gốcBSS. Trạm thu phát BTS
có thể đặt độc lập với khối điều khiển BSC hoặc đặt cùng BSC, nó bao gồm một
hoặc nhiều bộ thu phát gốc, khối điều khiển trạm gốc BSC có chức năng điều khiển
và quản lý hệ thống cho một hoặc nhiều BTS .Khối BSC nhằm trao đổi bản tin với
cả BTS và MSC. Một số đoạn tin báo hiệu có thể truyền thẳng đến các BSC khác
nhau. Tổng đài di động hoặc hệ thống tổng đài di động MSC có nhiệm vụ chuyển
lưu từ mạng di động đến mạng cố định hoặc đến mạng di động khác .
Trên hình I.1 còn có phân hệ khai thác và hổ trợ OSS, chức năng của nó cũng đã
được trình bày ở trên .
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 8
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
Trên cơ sở những điều trình bày trên, chúng ta trước hết cần biết đến những
khác biệt lớn trong mạng cố định và mạng di động.
Trong mạng cố định, thiết bị đầu cuối nối kết cố định với mạng. Do đó, tổng đài
mạng cố định liên tục giám sát được trạng thái nhấc, đặt (tổ hợp máy điện thoại) để
phát hiện cuộc gọi đến từ thuê bao, đồng thời thiết bị đầu cuối luôn luôn sẵn sàng

tiếp nhận chuông (có cuộc gọi đến thuê bao xét ). Nhưng trong mạng di động, vì số
kênh vô tuyến quá ít so với số thuê bao MS, nên kênh vô tuyến chỉ dược cấp phát
theo kiểu động. Hơn nữa, việc gọi được và thiết lập cuộc gọi đối với MS cũng khó
hơn. Khi chưa có cuộc gọi, MS lắng nghe thông báo tìm gọi nó nhờ một kênh đặc
biệt, kênh này là kênh quảng bá (chung cho vùng định vị ). Mạng phải xác định
được MS bị gọi đang là vùng định vị nào.
Một cuộc gọi liên quan tới MS yêu cầu hệ thống cho phép MS truy cập đến hệ
thống để nhận được một kênh. Thủ tục truy cập được thực hiện trên một kênh đặc
biệt theo hướng từ MS đến trạm gốc. Kênh này và kênh quảng bá đều là là kênh
chung vì nó đồng thời phục vụ nhiều MS trong cell. Kênh mà MS được cấp phát để
thực hiện một cuộc gọi là kênh dành riêng. Vậy MS có 2 trạng thái chính:
- Trạng thái chờ : Máy di động lắng nghe kênh quảng bá .
- Trạng thí truyền tin: Máy di động MS được cấp phát kênh truyền tin song công
để truyền tin song công .Thủ tục truyền tin là một chức năng của máy di động MS
cho phép nó chuyển từ trạng thái chờ sang trạng thái truyền tin .Khi MS ở trang thái
truyền tin, MS có thể di động từ cell(ô) này sang cell(ô) khác, đòi hỏi phải chuyển
đổi kênh dành riêngvà sự phụ thuộc tương ứng từ mạng mà không ảnh hưởng gì đến
cuộc gọi đang tiến hành .Quá trình đó gọi là chuyển giao, việc chuyển giao đòi hỏi
hai chiều: mạng phải phát hiện nhu cầu chuyển giao, mạng phải phát hiện nhu cầu
cầu chuyển giao, mạng phải cấp phát và chuyển mạch đến kênh dành riêng mới.Sự
hợp tác giữa các mạng thông tin tạo điều kiện để MS được chuyển giao trong bất kỳ
phạm vi nào. Người ta chỉ định giao diện vô tuyến chung để MS có thể truy cập đến
tất cả các mạng. MS có bộ phận ME đầy đủ phần cứng và phần mềm cần thiết để
phối phép với giao diện nói trên. Phần SIM có nhiều tính năng cần nói rõ thêm.
Trước hết SIM là một cái khóa cho phép MS được dùng. Nhưng đó là một cái khóa
vạn năng hiện nay cho phép cái khóa này gắn chặt cái khóa này gắn chặt với người
dùng trong vài trò một thuê bao duy nhất, có thể làm việc với các thiết bị ME khác
nhau, tiện cho việc thuê, mượn các ME tùy ý thuê bao. SIM cũng có các phần cứng,
phần mềm cần thiết với bộ nhớ có thể lưu trữ loại tin tức: tin tức có thể được đọc
hoặc thay đổi bởi người dùng SIM, sử dụng mật khẩu pin để bảo vệ quyền sử dụng

của người sở hữu hợp pháp. SIM cho phép người dùng sử dụng nhiều dịch vụ và
cho phép người dùng truy cập vào các PLMN khác nhau.
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 9
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
CHƯƠNG II
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
II.1Giao diện vô tuyến và truyền dẫn
II.1.1.Quá trình sử lý các tín hiệu và biến đổi vào sóng vô tuyến :
Quá trình này được trình bày như ở sơ đồ dưới đây
3KHz 160mẫu,3 bít 260bít/20ms 456bít/20ms 270Kbps
22,8kbps Ở khe thời gian(Ts)
Hình II.1 Xử lý tín hiệu số và biến đổi sóng vô tuyến ở MS
II.1.2.Cấu trúc kênh.
Kênh được tổ chức theo quan điểm truyền dẫn hoặc tin tức. Nếu theo quan
điểm truyền dẫn thì đó là kênh vật lý, nếu theo quan điểm tin tức thì đó là kênh
logic.
a.Tổ chức đa truy cập bằng cách kết hợp giữa FDMA và TDMA.
Truyền dẫn vô tuyến ở GSM được chia thành các cụm (Burst) chứa hàng trăm
bit đã được điều chế. Mỗi cụm được phát đi một khe thời gian có độ rộng là 15/16
(577μs) ở một kênh tần số có độ rộng là 200 KHz. Mỗi một kênh tần số cho phép tổ
chức các khung truy cập theo thời gian mỗi khung gồm 8 khe thời gian từ 0 đến 7
(TS
o
, TS
1
TS
7
).
7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2
Hình II.2. Đa truy nhập kết hợp FDMA và TDMS

b. Các kênh vật lý :
Trong hệ thống thông tin di động, khả năng mà tất cả các MS liên lạc được với
nhau ở cùng một thời điển là hoàn toàn không thể xẩy ra được. Bởi vì khoảng thời
gian mà tần số vô tuyến được MS sử dụng để đàm thoại là ngắn và các yêu cầu đàm
thoại là rất ngẫu nhiên, do đó thật vô nghĩa nếu phân phối các kênh vô tuyến cho
các MS một cách cố định (như mạng PSTN) để cho bất kỳ một MS nào cũng có thể
liên lạc bất kỳ mọi thời điển. Nếu số lượng các MS có thể liên lạc đồng thời hạn chế
ở một số lượng xác định và các kênh vô tuyến rỗi cũng được phân phối theo yêu
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 10
điều
chế
lập khuôn
cụm
A/D Ghép
xen
Mã hóa
kênh
Phân
đoạn
mật mã
hóa
Mã hóa
kênh
D/A Máy thu /giải
diều chế
Cân bằng
vitirbi
Giải
mật mã
giải phép

xem
giải mã
viterbi
Giải mã
tiếng
Tần số
(FDMA)
A))
200 KHz
(khe thời gian) 15/26 ms
Thờigian(TDMA)
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
cầu liên lạc thì việc sử dụng sóng vô tuyến có thể đạt hiệu quả cao, vì vậy khi thiết
kế hệ thống thực tế cần phải xác định các quan hệ về lượng giữa 4 yếu tố sau:
-Tần suất của các yêu cầu và thời gian đàm thoại.
-Mức độ các yêu cầu không được chấp nhận.
-Số lượng kênh vô tuyến có thể sử dụng được.
-Số lượng MS có thể đáp ứng.
Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA là hệ thống phân chia các kênh liên
lạc theo thời gian, trong đó MS được phân chia các tần số riêng biệt ở các khe thời
gian cụ thể
Các kênh vật lý được coi là các cặp tần số và khe thời gian dùng để truyền tải
thông tin giữa trạm di động MS và trạm thu phát gốc BTS.
Phân bố tần số ở GSM được quy định nằm trong giải băng tần như sau :
890-915MHz cho đường lên (MS phát )
935-960MHz cho đường xuống(BTS phát)
Khoảng cách giữa các sóng mang là 200KHz.
Trong tương lai khi mở rộng đến hệ thống DCS-1800 băng tần được sử dụng sẽ
là :
1710-1785 MHZ đường lên

1805-1880MHz đường xuống
Để đảm bảo các quy định về tần số bên ngoài băng phải có một khoảng bảo vệ
giữa các biên của băng (200KHz). Vì thế ở GSM –900 ta có 124 kênh tần số vô
tuyến bắt đầu từ 1710,2MHz. Mỗi một kênh tần số vô tuyến được tổ chức thành các
khung TDMA có 8 khe thời gian, được đánh số từ 0-7. Tất cả người dùng ở một tần
số đều chung một khung 8 khe. MS được cấp phát 1 khe trong khung, nó chỉ phát
trong khe này và tắt ở 7 khe còn lại. Mỗi một khe thời gian có độ dài 15/26ms
(577μs). 8 khe thời gian của một khung TDMA có độ dài gần bằng 4,62ms.Vậy một
kênh người dùng tương đương 200KHz/8 =25KHz.
Khung TDMA
7 0 1 2 3 4 5 6 7
TDMA Frame 4651ms
Hình II.3 Một khung TDMA
Ở BTS các khung TDMA ở tất cả các kênh tần số trên đường xuống được đồng
bộ . Đồng bộ cũng được áp dụng như vậy với đường lên .Tuy nhiên khởi đầu của
khung TDMA đường lên trể một khoảng thời gian cố định 3 khe .Lý do trể để cho
phép MS sử dụng cùng một khe thời gian ở cả đường lên lẫn đường xuống mà
không phải thu phát đồng thời .Sự trể nói trên được mô tả ở hình II.4 dưới đây .
Đường xuống kênh tần số
Đường xuống kênh tần số
Đường lên kênh tần số
Đường lên kênh tần số
Khung
TDMA
Khung
TDMA
Khung
TDMA
Khung
TDMA

Khung
TDMA
Khung
TDMA
Khung
TDMA
Khung
TDMA
Khung
TDMA
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 11
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
Khung
TDMA
Khung
TDMA
Khung
TDMA
3Ts
Hình II.4: Các khung TDMA
c. Các kênh logic.
Là kênh được tổ chức theo quan điểm tin tức.GSM phân biệt kênh lưu lượng để
truyền đưa dữ liệu người dùng với kênh điều khiển để truyền đưa báo hiệu quản lý
mạng và kênh.
Các kênh logic được đặc trưng bởi thông tin truyền giữa BTS và MS các kênh
logic này được đặt vào các kênh vật lý được xét ở trên. Có thể chia các kênh logic
thành 2 loại tổng quát: các kênh lưu lượng (TCH: Traffic Channel) và các kênh báo
hiệu điều khiển.
*Các kênh lưu lượng TCH:
Các kênh lưu lượng gồm hai loại định nghĩa sau.

+ Tiếng thoại: Bm hay TCH toàn tốc (TCH/F), kênh này mang thông tin
tiếng hoặc số liệu ở tốc 13 kbps; Lm hay TCH bán tốc (TCH/H), kênh này mang
thông tin ở tốc độ vào khoảng 6,5 kbps.
+ Số liệu: 12 kbps (cho tốc độ luồng cơ sở 9600 bps); 6 kbps (cho tốc độ
luồng cơ sở 4800 bps); 3,6 kbps (cho tốc độ luồng cơ sở ≤ 2400 bps).
*Các kênh báo hiệu điều khiển:
Các kênh báo hiệu điều khiển được chia thành ba loại: các kênh điều khiển
quảng bá, chung và dành riêng. Đặc tính của các kênh điều khiển được mô tả dưới
đây.
Kênh quảng bá: BCH = BCCH+FCCH+SCH.
- BCH chỉ dùng cho mức hướng xuống, cung cấp cho MS tin tức để MS đồng
bộ với mạng.
- BCCH (Broadcasting Control Channel: kênh điều khiển quảng bá chung)
cung cấp các tin tức, BCCH chỉ dùng cho đường xuống.
- FCCH (Frequence Corretion Channel: kênh hiệu chỉnh tần số) cung cấp hệ
thống của tần số của hệ thống cho MS.
- SCH (Synchronization Channel) cung cấp chuỗi hướng dẫn để MS làm việc
tối ưu, ngoài ra còn cung cấp thông tin định thời và thông tin nhận được ở dạng
trạm gốc. SCH chỉ sử dụng cho đường xuống.
Các kênh điều khiển chung: CCCH = RACH + PCH +AGCH
- CCCH phục vụ thiết lập kênh dành riêng giữa một MS với BTS.
- RACH (Random Access Channel: kênh truy cập ngẫu nhiên) là kênh hướng
lên để MS đưa ra yêu cầu kênh dành riêng.
- PCH (Paging Channel: kênh nhắn tin) được BTS dùng để gọi MS.
- AGCH (Access Grand Channel: kênh chấp nhận truy cập) mang tin tức phúc
đáp của BTS đối với bản tin yêu cầu kênh của MS.
Kênh điều khiển dành riêng DCCH:
DCCH dùng để trao đổi tin tức, báo hiệu ,phục vụ cập nhật vị trí, đăng kí và
thiết lập cuộc gọi, phục vụ va bảo dưỡng kênh. Trong DCCH có SDCCH
(Standalone dedicated Control Channel) kênh điều khiển dành riêng đứng một mình

phục vụ chuyển giao báo hiệu giữa MS với BTS
II.2.Các kỹ thuật điều khiển đường truyền vô tuyến :
II.2.1 Điều khiển kết nối :
a. Điều khiển khởi đầu cuộc gọi .
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 12
I
II
III
IV
V
CSDL
thuêbao
o
(1)
(6)
(2)
(5)
(6)
(3)
(5)
(6)
(5) (5)
(4)
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
Kênh tiếng
Kênh điều khiển
C-CH D-CH


Trạm di động

Hình II.5 Khởi đầu cuộc gọi
Trong đó:
I. Là trạm gốc vô tuyến
II. Là trạm gốc thiết bị điều khiển
III. Là tổng đài thông tin di động
IV. Là mạng điện thoại chung
V. Là các thuê bao chung
Hình II.5 mô tả quá trình điều khiển kết nối khi một thuê bao bắt đầu gọi trên
mạng thông tin di động hệ thống analog.
(1) Khi thuê bao nhập số cần gọi và ấn nút phát, trạm di động tự động chuyển từ
kênh tìm gọi (Pch) chế độ chờ sang kênh điều khiển truyền (Ach) trong vùng vô
tuyến có trạm di động và truyền tín hiệu.
(2) Trạm gốc thu tín hiệu được phát đi từ trạm di động và chuyển chúng tới đơn
vị điều khiển di động.
(3) Đơn vị điều khiển trạm di động truyền các tín hiệu đó và số của trạm gốc tới
tổng đài thông tin di động.
(4) Tổng đài truy nhập tới trạm nhớ thường trú, lưu trữ dữ liệu về thuê bao đang
gọi, đọc dữ liệu và so sánh chúng với tín hiệu vừa nhận được .
(5) Nếu dữ liệu tương ứng, tổng đài thông tin di động chọn một mạch gọi giữa
các trạm gốc. Tổng đài cũng phải chọn một mạch gọi để truyền tới thiết bị nhận
cuộc gọi .Việc lựa chọn này được tiến hành theo hai cách sau :
*Truyền tới mạng cố định :
Thủ tục giống như thủ tục của các cuộc gọi điên thoại truyền thống các số được
xử lý và mạch gọi được chọn .
*Truyền tới trạm di động khác :
Sử dụng số cần gọi từ trạm di động sản sinh cuộc gọi để nhận dạng trạm nhớ
thường trú của trạm di động được gọi và dữ liệu trên thiết bị đó được đọc, sau đó
mạch gọi được chọn.
Khi mạch truyền đã được chọn, số cần gọi được truyền đi. Đồng thời trạm gốc
được thông báo để biết mạch gọi nào đã được chọn để tiến hành kiểm tra nối thông

mạch .Khi trạm gốc nhận thông báo về mạch gọi, trạm chọn một kênh rỗi trong
vùng vô tuyến của nó và chờ kết quả kiểm tra kết nối từ tổng đài thông tin di động
(6) Khi trạm gốc nhận được kết quả kiểm tra, thông qua kênh điều khiển truyền,
dẫn (Ach)nó sẽ thông báo cho trạm di động biết kênh nào đã được chọn. Sau đó
trạm gốc tiến hành kiểm tra kết nối kênh giữa nó và trạm di động và giửi kết quả tới
tổng đài di động. Khi tổng đài được thông báo rằng kết quả thuận lợi, nó chờ sự trả
lời từ thuê bao bị gọi và khi nhận được sự trả lời này, tổng đài bắt đầu tính cước.
b. Điều khiển kết cuối cuộc gọi.
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 13
(2)
Kênh tuyến
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM

P-CH(Kênh tìm gọi)
(2)
C-CH D-CH
Hình II.6 Kết cuối cuộc gọi
Trong đó
I . Là trạm vô tuyến gốc
II. Là thiết bị điều khiển trạm gốc
III. Là tổng đài thông tin di động
IV. Là tổng đài thông tin di động gần nhất
V. Là CSDL thuê bao
VI. Là mạng điện thoại chung
VII. Là thuê bao thường
Hình II.5 Cho chúng ta thấy các thủ tục kết cuối cuộc gọi ở hệ thống tương
tự.
(1) Tổng đài thông tin di động trong một vùng truyền các tín hiệu tìm gọi tới các
đơn vị điều khiển di động.
(2) Đợn vị điều khiển di động sử dụng các số vị trí trong tín hiệu nhận được để

chọn kênh tìm chung. Đơn vị điều khiển di động truyền tín hiệu nhận được tới trạm
di động bị gọi thông qua kênh điều khiển của tất cả các trạm gốc.
(3) Trạm di đông bị gọi tự động phát tín hiệu trả lời thông qua kênh tìm gọi
(Pch).Trạm gốc chuyển các tín hiệu trả lời đó tới đơn vị điều khiển di động, tại đây
nó so sánh số thuê bao có trong các tín hiệu này với số nhận được từ tổng đài thông
tin di động. Nếu số khớp với nhau, số đó được gắn với số của trạm gốc để truyền tới
tổng đài di động.
(4) Nếu số khớp nhau, tổng đài thông tin di động chọn một mạch gọi trong số
các trạm gốc, thông báo cho các trạm gốc biết mạch nào đã được chọn và điều
khiển việc kiểm tra kiết nối .khi trạm gốc biết được mạch đang gọi, nó chọn kênh
rỗi trong vùng vô tuyến của mình và chờ kết quả kiểm tra kết nối từ tổng đài thông
tin di động .
(5) Khi trạm gốc nhận được thông báo kết quả kiểm tra kết nối, nó sử dụng kênh
điều khiển truyền dẫn (Ach) để thông báo cho trạm di động kênh nào đã được lựa
chọn. Trạm gốc điều khiển việc kiểm tra kết nối giữa nó và trạm di động và thông
báo kết quả tới tổng đài thông tin di động.
(6) Khi tổng đài biết rằng kết quả kết nối là thuận lợi, nó truyền tín hiệu tới thiết
bị gọi đi từ khởi đầu rung chuông . Nó cũng truyền hồi âm chuông tới người gọi.
II.1.2 Điều khiển chuyển giao :
Khi một trạm di đông đang tiến hành cuộc gọi chuyển vào vùng ô vô tuyến
khác, trạm di động được chuyển sang sử dụng kênh gọi trong vùng vô tuyến mới để
đảm bảo cuộc gọi liên tục. Điều này được gọi là điều khiển chuyển giao. Các vùng
vô tuyến không có biên giới rõ ràng. Sóng vô tuyến dần dần giảm và thay đổi thất
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 14
II
I IVIII
V
VI
VII
II

(3)
(5)
(6)
(5)
(4)(3)
(6)(5)
(1)(3)
(4)(5)
(6)
Trạm di động
Kênh điều khển
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
thường .Tại biên giới giữa hai vùng, sóng vô tuyến được phát đi từ các trạm gốc của
mỗi vùng chồng chất lên nhau , từng sóng lại thay đổi bất thường. Điều khiển
chuyển giao trong điều kiện biến thiên như vậy được tiến hành bằng cách chọn
vùng có tín hiệu thu lớn nhất và nối tới kênh của vùng đó .Có 3 kiểu điều khiển
chuyển giao như sau :
- Chuyển đổi được tiến hành giữa các vùng trong cùng một đợn vị điều khiển
di động quả lý
- Chuyển đỗi được tiến hành giữa các đợn vị điều khiển di động trong cùng
một tổng đài thông tin di động .
- Chuyển đỗi được tiến hành giữa các tổng đài thông tin di động .
Điều khiển chuyển giao theo kiểu thứ nhất được thực hiện như sau

C-CH
1
2
6
D-CH
5

6
8
9
3
3
4
6
7
4
8
8
kenh thoai
kenh dieu khien
tram di dong
dich toi
o khac
Hình II.7 Mô tả điều khiển chuyển giao tương tự .
(1) Khi trạm di động đang trong quá trình gọi đi qua vùng vô tuyến và mức thu
của kênh gọi giảm xuống dưới mức ngưỡng cho phép, tram gốc kết luận rằng trạm
di động này đang rời khỏi vùng vô tuyến .
(2) Khi trạm gốc phát hiện ra mức thua xấu, nó thông báo cho đợn vị điều khiển
di động.
(3) Đơn vị điều khiển di động chỉ dẫn các trạm gốc trong các vùng vô tuyến
hướng tới các kênh trạm di động có thể dịch chuyển đến để giảm sát các mức thu
của các kênh gọi .
(4) Khi nhận được lệnh, những trạm gốc này sử dụng máy thu để đo mức thu từ
trạm di động để chúng báo cáo két quả về đơn vị điề khiển di động .
(5) Khi nhận được báo cáo, đợn vị điều khiển di động chọn vùng vô tuyến có
mức thu lớn nhất, thông báo số của trạm gốc mới cho tổng đài thông tin di động và
chỉ dẫn tổng đài chuyên kênh.

(6) Tổng đài thông tin di động chọn một mạch gọi rỗi để nối nó với trạm gốc
mới, thông báo cho trạm gốc biết mạch được chọn và tiến hành kiển tra kết nối. Khi
trạm gốc biết được mạch chọn, nó chọn kênh rỗi trong vùng vô tuyến của nó và chờ
kết quả kiểm tra kiết nối từ tổng đài thông tin di động.
(7) Khi biết được rằng các kết quả thuận lợi, trạm gốc thông báo cho đợn vị
điều khiển di động kênh được chọn .
(8) Khi đơn vị đều khiển di động nhận được thông báo về kênh gọi, nó thông
báo cho trạm gốc về kênh mới thông qua kênh gọi của trạm gốc cho tới lúc này đã
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 15
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
được sử dụng cho cuộc gọi.Đồng thời, nó chi dẫn tổng đài thông tin di động nối
kênh gọi trước đó tới kênh mới và tổng đài sẽ làm đúng như vậy.
(9) Trạm gốc mới điều khiển kiểm tra kết nối của kênh gọi giữa nó và trạm di
động. Khi nó xác nhận được việc chuyển đổi sang kênh gọi mới, trạm gốc truyền
một lệnh tới tổng đài thông tin di động để chuyển đổi các kênh tổng đài và trạm gốc
cũ giải phóng kênh gọi cũ không dùng nũa .Nếu kênh củ được chuyển được chuyển
sang kênh trong vùng vô tuyến do tổng đài thông tin di động khác quả lý, việc
chuyển đổi lại được tiến hành nhờ việc sử dụng tổng đài mới và các đường tín hiệu
qua lại .
II.2. Mã hóa thoại và mã hóa kênh:
Mã hóa và giải mã là quá trình biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số để
truyền qua môi trường vô tuyến và tái tạo tín hiệu từ những dữ liệu số nhận được.
Nó là kỹ thuật giải quyết nhiễu và phading của môi trường Ceellular .
II.2.1 Mã hóa thoại :
Các yêu cầu đối với mã hóa thoại là :
- Độ dư nội tại của thoại phải được lọc bỏ, sau mã hóa chỉ giữa lại tin tức tối
thiểu đủ để khôi phục thoại ở máy thu
- Bảo đảm chất lượng truyền thoại đến máy thu
- Ngừng phát khi không tích cực thoại
Để xử lý số tín hiệu thoại, bộ mã hóa thoại (CODEC) trong hệ thống GSM thực

hiện khoảng 8 triệu lệnh /s, việc xử lý tín hiệu để truyền đến đích mất khoảng 50
đến 100ms .Sơ đồ sau trình bày quá trình mã hóa và giải mã thoại .
MIC
Môi
truyền
LOA
Hinh II.8 Quá trình sử lý thoại
ADC lấy mẫu với chu kỳ 125μs(tần số lấy mẫu 8KHz) và lượng tử hóa đều
13 bit cho một mẫu .
Đây là tốc độ bit của tín hiệu thoại ở DAI(Digital Audio Interface-giao diện
âm tần số)tuy vậy độ dư vẫn còn nhiều (khoảng lăng khi hai bên khong tích cực
thoại ).Có hai phương pháp dùng để loại bỏ độ dư này là :
- Phân tích LPC-RPE(Linear Predictive Coding-Regular Pulse Excitation)
đây là nguyên lý giảm độ dư dựa vào đặc tính tương quan ngắn 1ms giữa các mẫu.
- Phân tich LTP(Long Term Prediction) đây là nguyên lý giảm độ dư thoại
dựa vào tương quan dài ,sau lần giảm độ dư này ta được tốc độ thoại ở đầu ra của
CODEC là 13Kbit/s hay 260bit/20ms.
II.2.2 Mã hóa kênh truyền:
GSM là một hệ thống số mà âm thoại lại la tín hiệu tương tự nên phải được số
hóa .Phương pháp mà ISDN và hệ thống điện thọai hiện tại dùng cho các đường
ghép kênh thoại truyền qua trung kế góc độ cao, cáp quang là điều chế mã xung
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 16
Lọc thông
dải 300 –400
A/D Mã hóa
thoại
Mã hóa
kênh
Lọc thông
thấp

D/A Giải
mã
thoại
Giải mã
kênh
Giải điều
chế
Điều
chế
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
(PCM). PCM có tốc độ bit là 64Kbps, là một tốc độ cao có thể truyền qua liên kết
vô tuyến, GSMcó nhiều thuật toán mã hóa tiếng nói trên cơ sở chất lượng tiếng nói
thực và độ phức tạp (liên quan đến giá cả, xử lý độ trể và tiêu thụ công suất ).Trước
khi đưa đến chọn lựa phương pháp xung đều_mã hóa dự đoán tuyến tính
(RPE_LPC) với vòng dự đoán dài về cơ bản, thông tin từ các mẫu trước không thay
đổi nhanh dùng để dự đoán mẫu hiện tại. Các hệ số kết hợp tuyến tính của các mẫu
trước, cộng thêm dạng mã hóa của phần còn lại, sai số giữa mẫu dự đoán và mẫu
thực, sẽ biểu diễn tín hiệu. Tiếng nói lấy mẫu chu kì là 20ms, mỗi mẫu mã hóa
thành 260bit, với tốc độ bit là 13Kbps. Đây là mã hóa tiếng nói toàn tốc. Gần đây,
vài nhà điều hành GSM 1900 Bắc Mỹ thực hiện thuật toán mã hóa tiếng nói toàn
tốc cấp cao (EFR). Phương pháp này tăng chất lượng tiếng nói dựa trên tốc độ đang
sử dụng là 13Kpbs. Mã hóa kênh truyền thêm các bit dư vào dòng dữ liệu cho phép
phát hiện. thậm chí cả sửa lỗi bit sinh ra trong quá trình truyền. Thuật toán mã hóa
tiếng nói đưa ra một khối 260bit. Mỗi bit là 20ms (nghĩa là tốc độ là 13Kbps) trong
bộ giải mã các khối bit tiếng nói được giả mã và biến đổi thành những mẫu tiếng
nói, mã đồng dạng 13bit. 260bit của khối tiếng nói phân thành hai nhóm 78 bit loại
II ít quan trọng và không được bảo vệ. 182 bit loại I được cắt thành 50 bit loại Ia và
132 bit loại Ib (xem hình sau)
Mẫu tiếng nói : 1 khối = 260 bit (20ms)
Đầu tiên các bít loại Ia được bảo vệ bởi 3 bit parity để phát hiện lỗi. Sau đó các bit

loại Ib được cộng vào thêm 4 bit đuôi trước khi đưa vào mã nhập với tốc độ r = ½
và chiều dài bắt buộc K = 5. Kết quả là 378 bit cộng vào với 78 bit loại II bảo vệ
cho kết quảt là một cung mã tiếng nói hoàn toàn 456 bit (trong hình)
Kiểu truyền TCH_FS
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 17
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
II.2.3 Mã phát hiện lỗi
GSM chuẩn dùng mã 3 bit lỗi dư để cho phép đánh giá sự chính xác của bit
trong khung thoại (50 bit loại Ia). Nếu một bit bị sai, thì điều này sẽ tạo ra một
nhiễu lớn thay cho phần tiếng nói 20ms. Phát hiện những lỗi này cho phép khối bị
sai được thay thế bằng một vài nhiễu ít hơn (như là một phép ngoại suy của khối
dự đoán).
Đa thức trình bày này mã phát hiện lỗi bit Ia là G (X) =X
3
+ X + 1. Bên thu hoạt
động tương tự và nếu phép chia có dư lỗi được phát hiện và âm thanh được loại bỏ
II.3 Quản lí tài nguyên vô tuyến:
Giới thiệu chung:
Giao diện vô tuyến rất đặc trưng và rất quan trọng đối với PLMN.Sự quy chuẩn
giao diện vô tuyến làm cho máy MS của hãng sản xuất khác nhau và tương thích
được với các mạng di động của các nhà khai thác khác nhau, tạo điều kiện chuyển
giao, thậm chí ra ngoài quốc gia .Sự quy chẩn giao diện vô tuyến nhằm mục đich
đạt được hiệu suất sử dụng phổ tần số vô tuyến cao nhất, tức là đạt hiệu quả kinh tế
cao nhất. Để đạt được mục đích đó, người ta đã dùng rất nhiều biện pháp: tổ chức
kênh sao cho tối đa cuộc gọi đồng thời khi giải phổ tần xác định ,chống can nhiễu
do sử dụng lại phổ tần số, điều khiển công suất …
Đường truyền dẫn ở giao diện vô tuyến được thiết lập theo yêu cầu, chỉ trong
thời gian cần thiết cho cuộc gọi. Ở dây chúng ta xem xet viẹc quản lý tài nguyên vô
tuyến, đó là nhiệm vụ chung của MS, BTS, MSC và là một phần chức năng của
MSC.Ta cần lưu ý khi chuyển giao cần phân biệt hai loại MSC :MSC neo và MSC

chuyển tiếp .khi MS di động từ vùng phục vụ MSC này sang vùng phục vụ của
MSC khác ,thì việc chuyển giao liên quan đến hai MSC ,tuy nhiên vai trò của hai
MSC có khác nhau :
- MSC neo là MSC theo dõi một cuộc gọi từ mở đầu đến hoàn tất, luôn tham
gia điều khiển cuộc gọi đó và đảm nhiện tính cước .
- MSC chuyển tiếp trực tiếp làm việc với BSC.
Hình II.9 khái niệm về MSC chuyển tiếp và MSC neo
II.3.1 Chức năng quản lí tài nguyên vô tuyến:
Chức năng RR liên quan đến việc quản lí đường truyền dẫn không chỉ ở giao
diện vô tuyến mà còn suốt từ MS đến MSC neo: truy cập mạng, nhắn tin, truyền
báo hiệu thoạivà số liệu , đo lường phục vụ chuyển giao ,quản lí công suất quản lí
về kênh vô tuyến ,việc cấp phát kênh dành riêng…
a. kỳ han RR:
Khi mốtM đang trong cuộc gọi, thì có nghĩa là một đường truyền dẫn thuê bao
và một đường báo hiệu giữa MA đó với MSC neo đang được duy trì .Sự duy trì đó
bắt đầu từ lúc MS rời bỏ trạng thái chờ bước vào trạng thái truyền tin đến lúc trở về
trạng thái chờ.Về phía cơ sở hạ tầng của PLMN , đường truyền dẫn tuy rằng duy trì
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 18
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
liên tục, nhưng có thể thay đổi rất nhiều, nhất là lúc chuyển giao ,chúng ta gọi thời
kỳ nói trên là kỳ hạn RR ,nó tối thiểu bao gồm:
- Phương tiện truyền dẫn báo hiệu giữa MS với MSC neo qua BTS, BSC, MSC
chuyển tiếp và một kênh vô tuyến dành riêng.
- Những tham chiếu để quản lí công việc cần thiết ở các giao diện BTS-BSC,
BSC-MSC.
- Phương tiện để giám sát cuộc nối vô tuyến và quyết định sự chuyển giao khi
cần ở BSS.
Các nội dung tối thiểu này đủ cho các yêu cầu cập nhập vị trí, truyền bản tin
ngắn và quản lí dịch vụ phục .Hình II.10 trình bày trường hợp truyêng thoại yêu cầu
hai sự kết nối: báo hiệu và thoại, các tài nguyên dành riêng cho truyền riêng thoại

chẳng hạn như bộ chuyển mã thoại.
Có nhiều đặc trưng cho kì hạn RR có thể thay đổi đựoc, đó là do quản lí :
- Có hai laọi kênh dành riêng ở giao diện vô tuyến .
- Các mode truyền dẫn khác nhau trên kênh dành riêng .
- Các đặc trưng khác, chẳng hạn như có hay không dùng mật mã.
Hình II.10 Nội dung kì hạn RR
* Khởi tạo:
MS chuyển từ trạng thái chờ sang trạng thái truyền tin là bước đầu sự khởi tạo
của kỳ hạn RR, gọi là truy cập .Sự truy cậpcó thể được khởi động bởi yêu cầu từ
phía MS, hay từ phía cơ sở hạ tầng PLMN, tuy nhiên thủ tục đều giống nhau và
pgait bắt đầu từ MS .Khi mạng muốn thiết lập một kì hạn RR, nó nhắn tin cho MS.
MS ở trạng thái chờ vẫn lắng nghe ở kênh nhắn tin thuộc PAGCH, nếu biết rằng:
bản thân MS được nhắn gọi thì nó bắt đầu thủ tục truy cập, giống như khi bản thân
nó muốn gọi đi.
*Truy cập:
MS phát bản tin xin truy cập vào RACH(Radow Access Grant Channel- kênh
truy cập ngẫu nhiên), hệ thống phát trả lời bản tin chỉ định và kênh chấp nhận truy
cập và nhắn tin. Sự truy cập kết thúc với việc cấp phát một kênh vô tuyến cho MS
sử dụng.Việc này được gọi là chỉ định kênh ban đầu hay là chỉ định kênh tức thì.
Nếu xem chức năng truy cập khởi động là kì hạn RR thì phải gắn vấn đề truy gập
với chức năng khác nhau
*Nhắn tin và thu gian đoạn:
Các bản tin chỉ định ban đầu và nhắn tin truyền bằng PAGCH và công việc
chính về nhắn tin được BSS đảm trách .
Khi có một cuộc gọi đến MS, thì MSC/VLR yêu cầu BSS nhắn tin gọi đến cell
của BSS đó bằng cách cung cấp cho nó nhận dạng thuê bao và danh sách cell. BSC
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 19
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
với vai trò quản lí PAGCH sẽ phân nhóm. Và lập kế hoạch thời gian cho các bản tin
nhắn gọi và chỉ định ban đầu, khi nhắn tin chúng ta phải cung cấp các thủ tục sau.

- Phương thức để MSC biết thuê bao nào phải gọi .
- Cơ chế để BSCđiều khiển việc cấp phát bản tin nhắn gọi .
- Cách thức để chỉ bảo cấu hình PAGCH cho tất cả MS.
II.3.2 Cấu trúc và các thư mục:
BSC thực hiện các chức năng quản trị tài nguyên vô tuyến như một người chỉ
huy dàn nhạc mà các diễn viên trong gian nhạc đó lá MS,BTS,TRAU,MSC.Tuy
rằng BSC không liên quan nhiều đến chức năng truyền dẫn, nhưng BSC chăm sóc
tính thống nhất của dây truyền dẫn.
MSC quyết định đặc tính của dây truyền dẫn cho phù hợp với dịch vụ, nhưng
MSC chỉ có vài trò khiên tốn trong quản trị tài nguyên vô tuyến .MSC neo thực thi
các chuyển giao tiếp sau giữa các MSC, theo quyết định cuả BSC.MSC chuyển tiếp
thực thi các chuyển giao giữa các cell khác vùng định vị. MSC chuyển tiếp cũng
thiếp lập mạch truyền dẫn từ bản thân nó đến các BSC trong vùng phục vụ .MSC
chuyển tiếp là nút trung chuyển của báo hiệu giữa MSC neo với BSC, MS .Vậy
MSC chuyển tiếp có chức năng quản trị tài nguyên vô tuyến
BTS là cổng vào của PLMN của số liệu đo lường, BSC quản lý kế hoach tần số
và dữ liệu cấu trúc cell. BSCvà các MSC trao đổi tin tức về lưu lượng. Để việc
chuyển giao được thực sự suôn sẽ, trong suốt với người dùng, thì rất nhiều tin tức
cần phải được truyền đưa và sử lý theo thời gian thực trong PLMN.
BSS quản trị tài nguyên vô tuyến và quyết định công việc chuyển giao trong kỳ
hạn RR .Có hai cách chức năng xử lý lưu lượng .
- Các MSC thong báo mức lưu lượng của các BSC bao quanh cho BSC xét.
- Hoặc MSC can thiệp vào thuật toán chuyển giao từ góc độ xử lý lưu lượng.
Sau khi thực hiện chức năng Rrđòi hỏi thủ tục giưũa MS và mạng, mà người đối
thoại thay mặt mạng là BSC, thủ tục trên còn có tên gọi là RIL3-RR.
II.3.3 Quy trình khai thác tài nguyên vô tuyến:
Sự truy cập và chỉ định ban đầu.
MS đưa yêu cầu khởi tạo cuộc gọi từ 3 lý do sau đây .
- Cập nhật định vị.
- Trả lời nhắn tin.

- Thuê bao MS khởi xướng cuộc gọi đi (đàm thoại ,dịch vụ thoại, bản tin
nhắn)
Quy trình này gồm 3 bước :hình II.11 biểu thị quy trình truy cập,
-MS giửi bản tin yeu cầu kênh RIL3-RR nhờ kênh truy gập ngẫu nhiên
RACH.
-PLMN phúc đáp bằng bản tin chỉ định thức thì RIL3-RR giửi vào
PAGCH, bản tin này miêu tả kênh cấp phát theo yêu cầu MS.
-Thiết lập đường truyền báo hiệu và kênh chỉ định giửi bản tin báo hiệu
đầu tiên, bản tin nhận dạng thuê bao và lý do yêu cầu cuộc kêt nối
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 20
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
Hình II.11 Quy trình MS truy cập vào mạng
a. Sự truy cập ngẫu nhiên
Việc truy cập của MS là ngẫu nhiên nên rất có thể hai họăc nhiều MS cùng phát
trong một khe thời gian. Khi đó có thể một MS có tín hiệu giữ đến BTS mạnh, trội
hơn MS khác nên truy cập được.Vậy sự va chạm này là nguyên nhân tổn thất bản
tin: lưu lượng càng lớn thì sự va chạm càng nhiều, làm tăng tổn thất .Thường sau
khi truy cập không thành công thì MS sẽ truy cập lại . Để tránh va chạm lại trong
khi truy cập lại, mạng PLMNquy định thời gian trung bình cho phép giữa các lần
truy cập của một MS và số lần tối đa cho phép lặp lại sự truy cập không thành công.
Nhưng quy định này dưới dạng các thông số được quảng bá đều đặn trên BCCH
bốn lần 1s.
Sự quá tải về lưu lượng gây tắc nghẽn về thông tin có thẻ xẩy ra ở không những
RACH và vì không đủ kênh phát cho nhu cầu cuộc gọi phát sinh trong cell.Một
khống chế sự quá tải không nhất thiết đảm bảo lưu lượng tối đa trên RACH, mà cả
PAGCH và vì không đủ kênh phát cho nhu cầu cuộc gọi phát sinh trong cell.Một cơ
chế khống chế quá tải không nhất thiết phải đảm bảo lưu lượng tối đa trên toàn
mạng . Để chống quá tải trên RACH, BSC có thể phát bản tin từ chối đến MS ,cấm
MS truy cập vào mạng trong thời gian nhất định (bản tin từ chối chỉ định tức thì
RIL3-RR)

Một phương án giải quyết quá tải là chia thuê bao thành nhiều nhóm, cũng bao
hàm các nhận dạng thuê bao ở SIM.Bình thường thì tất cả các nhóm đều được truy
cập khi muốn.Nhưng trong tình huống phải cắt giảm lưu lượng thì BSC sẽ được lựa
chọn một hay nhiều nhóm để cấm truy cập,danh sách này được thông báo trên
BCCH.
*Nội dung bản yêu cầu kênh RIL3-RR:
Bản tin này vô cùng ngắn, chỉ có 8 bit ,xem hình vẽ dưới đây ,5 trong 8 bit được
MS chọn một cách ngẫu nhiên ,như là một dấu hiệu phân định giữa MS cùng gữi
bản tin trong kỳ hạn cùng một khe thời gian .3 bit còn lại dùng để MS thông báo
cho mạng biết lý do truy cập của MS.Tin tức tuy it ỏi nhưng cũng giúp để cho mạng
xử lý việc từ chối khi tắc nghẽn một cách hợp lý và cũng giúp cho mạng chọn một
kênh thích hợp để cấp phát cho MS.
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 21
X X X X X
• • •
Lí do truy cập
Trả lời nhắn tin
Gọi khẩn cấp
Gọi lại
Yêu cầu người sử dụng
Sự phân định ngẫu nhiên
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
Hình II.12 Nội dung của một cụm truy cập trong RACH
* Sự chỉ định kênh ban đầu :
BTS sau khi giải mã bản tin yêu cầu của kênh MS,BTS gữi ban tin yêu cầu kênh
RSM đến trong bản tin này có ước tính về cả truyền dẫn để làm cơ sở cho quyết
định sự sớm định thời .
Trong tình huống bình thường BSC chọn một kênh rỗi (TACH/8 hoặc TACH/F)
thông báo cho BTS.BTS xác định thông báo này và tạo bản tin chỉ định kênh ban
đầu phát trên PAGCH, bản tin này bao hàm sự miêu tả kênh cấp phát cho MS và

tham chiếu cho MS.Số khung tin của bản tin yêu cầu kênh được truyền đến BSC,rồi
lại phản hồi lại về cho MS như là công cụ nhận dạng qua mối quan hệ với MS.Một
khi MS truy cập vào mạng, nó phải lắng nghe PAGCH (cùng khe thời gian như
RACH được dùng để truy cập ) đồng thời MS cũng liên tục giải mã các bản tin
BCCH để thiết lập tham số RACH trong khe thời gian thực .Thời gian thu tin này
kéo dài 40 cụm trong chu kỳ 51x8 cụm là bắt buộc đối với MS.
*Bản tin ban đầu:
Sau khi nhận dược chỉ định kênh ban đầu, MS thay đổi cấu hình của nó cho phù
hợp với đặc tính thời gian và tần số trên kênh mới .Trên kênh mới này, MS phát đi
một khung phục vụ nối bản tin báo hiệu trong mode:
- Mode nhắn tin tràn phục vụ xử lý đồng cấu hình PAGCH.
- Mode nhắn tin thêm ở phần kênh kế tiếp .
b. Các thủ tục đối với mode truyền dẫn và sự khởi tạo cuộc gọi :
Vào lúc khởi tạo cuộc gọi, BSC chọn mode truyền dẫn .Chỉ định kênh ban đầu
thường là mode báo hiệu duy nhất không mật mã kênh sử dụng có thể lầTCH/8 hay
TACH/F .Sau đó trong kỳ hạn RR, MSC chọn mode truyền dẫn phù hợp với nhu
cầu thông tin, MSC có thể thay đổi bất kỳ lúc nào sau khi thiết lập cuộc gọi .MSC
quyết định thay đổi mode bằng sự bắt đầu thủ tục chỉ định yêu cầu BSC điều hành
sự thay đổi, BSC báo cáo xác nhận đã thay đổi xong cho MSC biết, trong trường
họp có trục trặc. BSC phát bản tin không hoàn thành chỉ định, trong trường họp có
sự chỉ định không được thi hành ngay, thì phải xếp hàng chờ cấp phát, lúc này BSC
lại phát bản tin chỉ xếp hạng.
Trong bản tin yêu cầu chỉ định mà MSC gửi tới BSC còn có nhận dạng được
đường truyền được cấp phát mới giữa BSC và MSC .Sau khi BSC nhận được bản
tin yêu cầu nói trên BSC so sánh với mode truyền dẫn yêu cầu và BSC có thể yêu
cầu tương ứng sau .
-Nếu hai mode không khác nhau thì BSC không cần làm gì cả, trừ việc gữi báo
cáo hoàn thành chỉ định .
-Nếu hai mode chỉ khác nhau về tin tức truyền dẫn nhưng cũng cùng một loại
kênh thì BSC thực thi thủ tục biến đổi mode trước khi báo cáo nhận thức.

SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 22
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
-Nếu mode thay thế cần đến loại mode khác với mode cũ, thì BSC thực thi thủ
tục chỉ định tiếp sau (chuyển cuộc nối vào kênh mới )rồi sau đó mới báo cáo nhận
thức.
c. Sự thực thi chuyển giao :
Quy trình chuyển giao buộc MS đang ở trạng thái truyền tin bằng kênh dành
riêng nào đó phải chuyển sang một kênh khác thuộc về một cell khác .Quy trình
chuyển giao khác với thủ tục chỉ định tiếp sau ở mấy công việc sau: quản trị sự sớm
thời gian, phải có các dữ liệu về cell mới, chịu một số hạn chế. MSC chọn cell để
thiết lập, khởi tạo nối kênh TACH/8. Sau khi cuộc nối đã phục vụ cuộc gọi thì
mang PLMN chọn một cell tốt nhất cho cuộc gọi đó vào kênh dành riêng cho MSC
là TACH/F thuật toán chọn cell của MSC và của PLMN là khác nhau nên có thể
xẩy ra phải chuyển giao ngay sau khi khởi tạo .Việc thực hiện chuyển giao phải
thực hiện dựa trên hai tiêu chuẩn sau đây.
- Tiêu chuẩn thứ nhất liên quan đến sự sớm định thời.
- Tiêu chuẩn thứ hai liên quan đến vị trí chuyển mạch ở cơ sở hạ tầng.
* Thiết lập đương truyền mới :
Sau khi chuyển giao điểm chuyển mạch huy động các thành viên của PLMN
nhập cuộc.Thông báo cho các thành viên này thông tin cần thiết để thực hiện
chuyển giao và quản rị cuộc nối mới.
-Mode truyền dẫn
- Mode mật mã
-Nhận dạng cell cũ
-Xếp hàng của MS
d.Sự tái lập cuộc gọi:
Chổ trũng của pha đinh thường làm cho các cuộc gọi bị cắt cuộc gọi.Theo quan
điểm tổ chức mạng ,việc khởi tạo chuyển giao đẻ tái lập cuộc gọi có thể do mạng
PLMN hay do MS thực hiện. Ưu điểm của việc MS khởi tạo chuyển giao là có thể
thiết lập nhanh sự chuyển giao . Ưu điểm của việc PLMN khởi tạo chuyển giao là

sự hiểu biết của nó về tình hình toàn thể mạng đầy đủ hơn MS.
Sự tái lập cuộc gọi bị cắt đột ngột có thể xem là sự chuyển giao do MS khởi tạo
Quá trình này gồm hai giai đoạn:
-Giai đoạn đầu, MS đóng vai trò chủ đạo
- Giai đoạn sau là công việc khởi tạo của mạng
Yêu cầu tái lập cuộc gọi thật nhanh để khỏi tổn thất hoàn toàn cuộc gọi đó .Việc
đầu tiên là chọn một cell mới, sau đó MS thu nhận bản tin BCCCH (kênh quảng bá
ở điều kiện) để kiểm tra tiêu chuẩn truyền dẫn vô tuyến.
e.Giải phóng kì hạn RR.
Giải phóng kì hạn RR là cho phép MS trở về trạng thái chờ và toàn bộ tài
nguyên lien quan đến cuộc nối tới MS được giải phóng .Thủ tục giải phóng bình
thường được kích bởi neo và BSC quản trị việc chuyển MS về trạng thái chờ trước
khi giải phóng đến tài nguyên BSS.
f.Thủ tục quản trị tài nguyên.
Trên mặt bằng RR có một thủ tục cho phép MSC và BSC xử lý tùnh huống quá
tải, các thủ tục này bao gồm cả biện pháp trao đổi tin tức giữa các thiết bị sao cho
chúng đều nhận được tin tức giữa các thiết bị sao cho chúng đều nhận được tin tức
về nức tải hiệu thời,các thủ tục này cũng chỉ dẫn các hạn chế quá tải.
*Tải kênh chung: các kênh chung RACH (kênh truy cập ngẫu nhiên )và
PAGCH (kênh chấp nhận truy cập và nhắn tin ).Vì BTS đo chính xác trên các kênh
này, nên BSC cũng biết được tin tức về tải trên các kênh chung,qua thông báo này
bản tin chỉ báo tải kênh chung .
*Tải kênh lưu lượng: BSC nắm chắc thông số kênh dành riêng đang được sử
dụng trong cell MSC sử dụng tin tức về tải kênh lưu lượng để cân bằng tải giữa cell.
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 23
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
Số kênh đang được cấp phát được báo cáo trong bản tin chỉ báo tài nguyên. Chuyển
giao có thể giúp cân bằng lưu lượng giữa các cell để khắc phục quá tải ở một cell
nào đó.
*Quá tải kênh chung: các thủ tục BSSMAP và RSM có một phần nội dung đề

cập đến sự quá tải chung, sự khống chế quá tải nhằm mục đích giảm lưu lượng
xuống mức tương ứng với tài nguyên.
CHƯƠNG III
SỰ TRAO ĐỔI BÁO HIỆU TRONG MẠNG GSM
III.1 Báo hiệu GSM
III.1.1. Mạng báo hiệu
Mạnh báo hiệu là hệ thống được dử dụng để truyền các thông tin báo hiệu của
các nhóm người sử dụng khác nhau như: điện thoại, số liệu , khai thác và bảo dưỡng
… , mạng báo hiệu bao gồm các diểm báo hiệu SP(Signalling Point) và các đoạn
nối báo hiệu SL(Signalling link)hay cụ thể hơn :mạng truyền dẫn bao gồm các tổng
đài (điểm nút) thông tin với nhau qua kênh báo hiệu .

Trongđó:
SP-Điểm báo hiệu
STP-Điểm truyền báo hiệu
Hình III.1 Mạng báo hiệu
Các phần tử của mạng báo hiệu :
+Các đoạn nối báo hiệu (SL:Signalling Link)
Các đoạn nối báo hiệu là các phần tử cơ bản trong một mạng báp hiệu dùng
để nối hai điểm báo hiệu với nhau .SLđảm bảo điều khiển việc truyền các bản tin
không mắc lỗi và trình trự truyền các bản tin.
+Các điểm báo hiệu (SP :Signalling Point).
Điểm báo hiêu là một nút trong mạng báo hiệu có khả năng phát hiện hoặc
kết nối các thông điệp báo hiệu.
Các điểm báo hiệu đảm bảo các chức năng của mạng báo hiệu và có thể
phát /thu tín hiệu từ /tới cáckhác người sử dụng khác nhau .(được thể hiệnở hình a
sau )

SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 24
Tập các đoạn nối báo hiệu

STP
S
P
S
P
Kết nối tiếng
Đoạn nối báo hiệu
Tổng đài B
Tổng đài BTổng đài A
C
A
D





B
Thoại
Liên kết báo hiệu
Bài thi cuối khoá Khảo sát hệ thống thông tin di động GSM
Hình a.Các điểm báo hiệu
Các tổng đài có các tuyến trực tiếp với nhau bao gồm các mạch thoại và một liên
kiết báo hiệu .
Nếu tổng đài A giửi báo hiệu đến tổng đài D thì :
+Tổng đài A được gọi là điểm báo hiệu gốc
+Tổng đài D được gọi là điểm báo hiệu đích
III.1.2 Báo hiệu kênh chung số 7 (CCSN7) ở GSM.
Hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 của CCITT (naylà TTU –T)là một hệ thống
báo hiệu kênh chung được thiết kế cho việt báo hiệu giữa các hệ thống điều khiển

bằng chương trình .Hê thống báo hiệu số 7 có thể dễ dàng thực hiện các chức năng
như các hệ thống báo hiệu thông thường, nhưng với kỹ thuật hơn cho các hệ thống
số .Trong lĩnh vực viễn thông, chức năng chính của báo hiệu là thiết lập và giải
phóng các cuộc gọi qua các đường dây giữa các tổng đài .Có hai loại báo hiệu trong
mạng điện thoại :báo hiệu liên quan tới trạng thái của đường dây, báo hiệu thanh
ghi cho biết thông tin về cuộc gọi và được sử dụng để thiết lập một mạch điện thoại.
Ở CCSN7 đường báo hiệu tách riêng với đường tiếng, ở mạng này không nhất thiết
phải có một kênh báo hiệu trên mọi đoạn nối . Điều này có nghĩa rằng các bản tin
báo hiệu có thể có các đoạn nối khác với đường dẫn để đến được điểm nhận, để
tránh nhầm lẫn người ta gán cho từng bản tin .Kênh báo hiệu có thể chiếm một khe
thời gian bất kỳ trên các đường truyền dẫn 2Mbps (trừ khe Tso)và được sử dụng để
truyền tất cả các báo hiệu của các kênh thoại ở đoạn nối tương ứng .CCSN7 có rất
nhiều ưu điểm :
+Dung lượng truyền báo hiệu cao một kênh báo hiệu có thể đảm bảo dấu
hiệu cho 5000 mạch tiếng
+Cho phép sử dụng nhiều dịch vụ mới .
+Cho phép giảm kích thước của các thiết bị vì không cần thiết phải ấn định
thiết bị báo hiệu riêng cho từng mạch tiếng .
+ Độ tin cậy cao (nhờ có dự phòng )
SVTH: Nguyễn Thị Lan Anh Trang 25