Giáo trình hình thành hệ thống ứng dụng cấu tạo DSlam để tương thích với mạng di động p4 doc

Luận văn tốt nghiệp

31

tần số). Chuỗi nhảy tần được MS tính toán trên các thông số nhận được từ BTS mỗi
khi thay đổi kênh (ấn đònh ban đầu và handover) như sau:
- Ấn đònh ô (CA: Cell Allocation): danh sách các kênh vô tuyến rỗi trong ô.
- Ấn đònh di động (MA: Mobile Allocation): danh sách các kênh dành cho MS
để nhảy tần, đây là một tập con của CA (cực đại 64), trường hợp không nhảy tần
danh sách chỉ có một tần số.
- Dòch chỉ số ấn đònh di động (MAIO: Mobile Allocation Index Offset): 6 bit số
liệu đặc trưng cho nhảy tần đối với MS.
- Số chuỗi nhảy tần (HSN: Hopping Sequence Number): chuẩn của lần nhảy
tần trong ô.
Để tính chuỗi nhảy tần MS phải tính chỉ số ấn đònh di động MAI (Mobile
Allocation Index): đặc tính cho một tần số ở một khung cho trước.
MS tính MAI như sau:
 Nhảy tần tuần hoàn:
HSN = 0
MAI = (FN + MAIO) mod N
Trong đó FN số khung (Frame Number)
 Nhảy tần ngẫu nhiên:
M = T2 +RNTABLE (HSN XOR T1R + T3)
M'=M mod (2^ NBIN)
T'=T3 mod (2^ NBIN)
S= M' nếu M'<N
S=(M'+T') nếu M'  N
Trong đó :
N : số các tần số ở MA
NBIN : số các bít biểu thò N
T1R=T1mod 64

T1,T2,T3 : số khung rút gọn RFN (Reduce Frame Number)
Thường thì các kênh của cùng một ô cùng HSN nhưng MAIO khác nhau.
.
Luận văn tốt nghiệp

32

Lưu ý rằng kênh vật lý chứa BCCH không nhảy và các khe khác nhau nhảy
khác nhau. Quá trình nhảy tần minh họa hình 1.23.

Hình 1.23. Nhảy tần (nhìn từ MS).

1.5.6. Điều chế
GSM sử dụng phương pháp điều chế khóa chuyển pha cực tiểu Gauss GMSK
(Gaussian Minimum Shift Keying). Đây là phương pháp điều chế băng hẹp dựa trên
kỹ thuật điều chế dòch pha. Để giải thích GMSK trước hết ta xét MSK bằng cách so
sánh nó với PSK. Ta có thể trình bày sóng mang đã được điều chế đối với PSK và
MSK như sau:
S (t) = A cos (
0
t + 
t
+ 
0
)
A: biên độ không thay đổi

0
= 2f (rad/s) là tần số góc của sóng mang


t
là góc pha phụ thuộcvào luồng số đưa lên điều chế

0
là góc pha ban đầu
Đối với điều chế pha bốn trạng thái ta được góc pha 
t
như sau :

t
=n. /2 với n = 0,1,2,3 tương ứng với cặp bit được lên điều chế là
{00,01,11,10}
.
Luận văn tốt nghiệp

33

Đối với điều chế MSK ta được góc fa như sau 
t
như sau:

t
= k
i
Þ
i
(t-iT)
Trong đó : chuỗi bit đưa lên điều chế là ( d
i-1,
d

i ,
d
i+1
)
k
i
=1 nếu d
i
=d
i-1
k
i
=-1 nếu d
i
 d
i-1
Þ
i
(t) =/2T.t, T là khoảng thời gian của bit
Ta thấy ở MSK nếu bit điều chế ở thời điểm xét giống như bit ở thời điểm
trước đó t sẽ thay đổi tuyến tính từ 0 /2, ngượi lại nếu bit điều chế ở thời điểm
xét khác bit trước đó thì t sẽ thay đổi tuyến tính từ 0  -/2.
Thay đổi của t phụ thuộc vào cặp bit đưa lên điều chế đối với 4PSK và MSK
được cho ở hình 1.24.
Sự thay đổi góc pha ở điều chế MSK cũng dẫn đến thay đổi tần số theo quan
hệ sau:
 = d(t)/dt
Trong đó : (t) = 
0
t + t + 

0

Nếu chuỗi bit đưa lên điều chế không đổi (toàn số 1 hoặc toàn số 0) ta có tần
số như sau:

1
= 2f
1
= 
0
+T/2
Nếu chuỗi bit đưa lên điều chế thay đổi luân phiên (1,0,1,0 ) thì ta có:

2
= 2f
2
= 
0
- T/2
Để thu hẹp phổ tần của tín hiệu điều chế luồng bit đưa lên điều chế được đưa
qua bộ lọc Gaussơ. Ở GSM bộ lọc Gaussơ được sử dụng BT =0,3, trong đó B là độ
rộng băng tần. Vậy độ rộng băng tần ở 3dB có thể tính như sau:
B.T = 0,3 hay B=0,3/T = 0,3/ (1/271 x10
3
) =81 Khz
Hình 1.25 cho thấy phổ của tín hiệu GMSK đối với các bộ lọc khác nhau. Từ
hình 1.24 ta thấy rằng ở tần số 200 Khz so với tần số danh đònh mức công suất phổ
vào khoảng –32dBm đối với GMSK có bộ lọc BT=0,3. Tần số chuẩn là
200/271=0,75. Để giảm nhiễu các kênh lân cận cần lưu ý khi qui hoạch tần số.
.

Luận văn tốt nghiệp

34

Vì giải điều chế pha liên quan đến khôi phục sóng mang nên để tạo điều kiện
thuận lợi khi giải điều chế pha luồng số điều chế được mã hoá vi sai trước khi đưa
lên điều chế.

.
Luận văn tốt nghiệp

35

Hình 1.24. Phụ thuộc t vào cặp bit ở PSK và MSK


Hình 1.25. Phổ của GMSK

1.5.7. Bộ cân bằng Viterbi
Ở đường truyền dẫn vô tuyến do ảnh hưởng phản xạ từ nhiều vật khác nhau
dẫn đến giao thoa giữa các ký hiệu ISI gây ra lỗi bit.
Để giải quyết vấn đề này người ta áp dụng nguyên lý của máy thu tối ưu: đây
là một máy thu thông minh có khả năng xây dựng được mô hình kênh truyền sóng ở
mọi thời điểm. Ở GSM máy thu này được thực hiện ở bộ cân bằng Viterbi (hình
1.26). Để bộ cân bằng có thể xây dựng được mô hình kênh ở các thời điểm khác
nhau chuỗi bit hướng dẫn (S=26) được phát đi ở giữa cụm, chuỗi này sẽ phản ánh
tương đối đúng tình trạng truyền sóng cho máy thu. Do chuỗi này được máy thu biết
trước nên dựa trên sự sai lệch ở chuỗi này máy thu có thể xây dựng được mô hình
kênh ở thời điểm đang xét. Sau đó máy thu sẽ cho các tổ hợp bit khác nhau có thể
qua mô hình kênh và chọn tổ hợp nhanh nhất người ta sử dụng thuật toán Viterbi
.
Luận văn tốt nghiệp

36



Hình 1.26: Bộ cân bằng Viterbi

Nguyên lý của thuật toán này là trong khi tính toán ta loại bỏ các tổ hợp vào
có xác suất thấp nhờ vậy giảm được số lượng tính toán cần thiết. Bộ cân bằng
Viterbi ở GSM cho phép xử lý các tín hiệu phản xạ trễ tới 15µs. Bộ cân bằng cũng
đưa ra thông tin mềm dưới bộ giải mã kênh để tạo điều kiện cho bộ này hiệu chỉnh
lỗi được tốt hơn.


2. Truyền báo hiệu
2.1. Mạng báo hiệu
Mạng báo hiệu là một hệ thống được sử dụng để truyền dẫn các thông tin báo
hiệu của các loại người sử dụng khác nhau như :điện thoại, số liệu, khai thác và bảo
dưỡng một mạng báo hiệu bao gồm các điểm báo hiệu SP (Sinnalling Point) và
các đường truyền báo hiệu SL (Signalling Link) hay cụ thể hơn : mạng truyền dẫn
bao gồm một số các tổng đài (điểm nút) thông tin với nhau qua kênh báo hiệu (hình
1.27).
.
Luận văn tốt nghiệp

37



Hình 1.27: Mạng báo hiệu

+ Các phần tử của mạng báo hiệu
- Các đường truyền báo hiệu (SL : Signal Link)
Các đường truyền báo hiệu là các phần tử cơ bản trong một mạng báo hiệu
dùng để nối hai điểm báo hiệu với nhau. S1 bảo đảm điều khiển việc truyền các bản
tin không mắc lỗi và trình tự truyền các bản tin.
- Các điểm báo hiệu (SP : Signalling Point)
Các điểm báo hiệu đảm bảo các chức năng của mạng báo hiệu và có thể phát
thu tín hiệu từ / tới các người sử dụng khác nhau.
2.2. Báo hiệu kênh chung số 7 (CCS N7: common chanel signalling number 7)
Ởû CCSN7 đường báo hiệu tách riêng so với đường tiếng. Ở mạng này không
nhất thiết phải có một kênh báo hiệu trên mọi đường nối. Điều này có nghóa rằng
các bản tin báo hiệu có thể có các đường truyền khác nhau so với đường tiếng để
đến được điểm thu để tránh nhầm lẫn người ta gán nhãn cho từng bản tin. Kênh báo
hiệu có thể chiếm một khe thời gian bất kỳ trên các đường truyền dẫn 2Mbit/s và
được sử dụng để truyền tất cả các báo hiệu của các kênh thoại ở đường nối tương
ứng. CCSN7 có rất nhiều ưu điểm :
- Dung lượng truyền báo hiệu cao, một kênh báo hiệu có thể đảm bảo báo hiệu
cho 5000 mạch tiếng(thoại)
- Cho phép sử dụng nhiều dòch vụ mới.
STP

SP

SP

Tập đường truyền b
áo
Kết nối tiếng
Đường truyền báo
Tổng đài B

Tổng đài C

Tổng đài A

Ký hiệu:
SP: Signalling point = Điểm báo hiệu

STP: Signalling Transfer point = Điểm
.
Luận văn tốt nghiệp

38

- Cho phép giảm kích thước của các thiết bò vì không cần thiết phải ấn đònh
thiết bò báo hiệu riêng cho từng mạch tiếng.
- Độ tin cậy cao (nhờ có dự phòng)
Nếu bản tin báo hiệu được phát đi ở cùng một đường truyền PCM và tiếng
được truyền ở các đường truyền PCM khác nhau thì báo hiệu được gọi là tựa liên kết
(hình 1.28). Để tránh sự cố ứ nghẽn, đường truyền báo hiệu có thể tùy chọn.

Hình 1.28: báo hiệu liên kết và tựa liên kết

2.3. Phần truyền bản tin: (MTP)
MTP đảm bảo truyền tải và phân phối tin cậy thông tin của phần người sử
dụng qua mạng báo hiệu CCSN7. Nó cũng có khả năng phản ứng lên các sự cố của
mạng và hệ thống khi các sự cố này ảnh hưởng đến thông tin của các UP và có khả
năng đưa ra các biện pháp cần thiết để đảm bảo truyền các thông tin này một cách
tin cậy. Phần người sử dụng MTP là ISDN –up, TUP, SCCP và DUP.
Liên kết

Tựa liên
Tiếng
Báo
.
Luận văn tốt nghiệp

39


Hình 1.29: MTP là môi trừơng truyền dẫn chung giữa các người sử dụng

Các chức năng của MTP được chia thành các mức chức năng sau:
 MTP lớp 1 – các chức năng đường truyền số liệu báo hiệu
 MTP lớp 2 – các chức năng đường truyền
 MTP lớp 3 – các chức năng mạng báo hiệu
2.4. Phần điều khiển và nối thông báo hiệu SCCP
Để đáp ứng các nhu cầu mới trong tương lai, người ta đưa ra một gói phần
mềm được gọi là SCCP, SCCP cung cấp các chức năng bổ sung cho MTP để báo
hiệu đònh hứơng theo nối thông có thể truyền thông tin báo hiệu liên quan đến mạch
và để báo hiệu không đònh hướng theo nối thông có thể truyền thông tin báo hiệu
không liên quan đến mạch qua mạng báo hiệu số 7. SCCP cùng với MTP tạo nên
phần dòch vụ mạng để đảm bảo báo hiệu số 7 phù hợp với mô hình OSI, SCCP bao
gồm tất cả các chức năng con được thực hiện ở phần mềm trung tâm sau:
 Điều khiển đònh hướng theo nối thông của SCCP, chức năng này xử lý thiết lập,
truyền số liệu và giám sát các nối thông logic báo hiệu.
 Điều khiển không theo nối thông của SCCP, chức năng này xử lý truyền số liệu
không theo nối thông.
 Quản lý SCCP để xử lý các thông tin trạng thái của mạng SCCP. Thông tin này
liên quan đến khả năng sẵn sàng của các SP và các người sử dụng khác của

mạng, nó được sử dụng để cập nhật bảng đònh tuyến bản tin.
.
Luận văn tốt nghiệp

40

 Đònh tuyến SCCP để xử lý việc đònh tuyến các bản tin SCCP trong mạng báo
hiệu số 7. Nó bao gồm việc dòch tên toàn cầu để nhận đòa chỉ mạng cụ thể. Chức
năng đònh tuyến SCCP cũng đảm bảo việc phân phối các bản tin trên cơ sở số hệ
thống con của SCCP (SSN: Subsystem Number). SSN nhận dạng một người sử
dụng SCCP chức năng con quản lý SCCP. Bản tin mà đòa chỉ phần bò gọi của nó
là người sử dụng nội hạt sẽ đựơc chuyển đến phần điều khiển SCCP CO hay CL
còn các bản tin cho người sử dụng ở xa sẽ được chuyển tới MTP để truyền tới
người sử dụng SCCP ở xa.
Giao diện giữa SCCP và MTP được cho ở hình 1.30.
Biên bản SCCP cung cấp bốn loại dòch vụ CL và hai cho dòch vụ CO
Bốn loại dòch vụ này như sau :
Loại CL cơ sở
- Loại CL theo trình tự (MTP)
- Loại CO cơ sở
- Loại CO điều khiển luồng

Hình 1.30: Giao diện SCCP với MTP và các người sử dụng

Điều
khiển
đònh
hướng
theo nối
Điều
khiển
đònh
hướng
không

Quản lý SCCP



Điều
khiển
đònh
tuyến

SCCP
Các người
sử dụng
Sự cố
đònh
Bản tin
CO

Bản tin
CL

Sự cố
đònh
Bản tin thu cho
SS

SCC
MTP

.