đồ án tốt nghiệp áp dụng công nghệ truy nhập vô tuyến wcdma để xây dùng hệ thống thông tin di động thế hệ 3

Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Lời mở đầu
Thông tin di động là một dịch vụ thông tin đặc biệt. Nó cho phép ngời sử
dụng trao đổi thông tin ngay cả khi đang di chuyển. Ngoài ra nó còn có nhiều
dịch vụ tiện ích khác mà hệ thống thông tin khác không thể có .Vì thế thông tin
di động hiện nay đã trở nên phổ biến và không ngừng phát triển.
Dịch vụ thông tin di động đã có từ những năm 1940s với những hệ thống
thông tin di động tơng tự sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số
FDMA. Vào đầu những năm 1980 ở một số nớc châu Âu đã xuất hiện các hệ
thống thông tin di động số với kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian
(TDMA). Tuy nhiên, các hệ thống này không tơng thích với nhau làm cho mạng
thông tin di động chỉ bó hẹp ở từng quốc gia.
GSM là tiêu chuẩn điện thoại di động số toàn chau Âu do ESTI (Europe
Telecommunication Standard Institute) thành lập với các hình thức khuyến nghị
lấy các tiêu chuẩn làm cơ sở cho mạng thông tin di động. Những tiêu chuẩn này
đã giải quyết đợc vấn đề: tơng thích về thiết bị, tăng dung lợng mạng nhờ việc sử
dụng tần số hiệu quả hơn.
Hệ thống GSM ra đời đã nhanh chóng phát triển trên toàn thế giới. Đây là hệ
thống thông tin tế bào số tích hợp và toàn diện. Mạng đợc thiết kế phù hợp với hệ
thống IDSN và các mạng số liệu công cộng khác.
Trong giai đoạn hiện nay, khi vấn đề internet toàn cầu và các hệ thống mạng thông
tin cá nhân phát triển nhanh cả về dung lợng, tốc độ và các loại hình dịch vụ cũng đặt
ra một yêu cầu phát triển với tơng đơng đối với hệ thống thông tin di động.
Liên minh Viễn thông Quốc tế đã bắt tay vào việc phát triển một nền tảng
chung cho các hệ thống viễn thông di động. Kết quả là một sản phẩm đợc gọi là
thông tin di động toàn cầu 2000 (IMT-2000). IMT-2000 không chỉ là một bộ
dịch vụ, nó đáp ứng ớc mơ liên lạc từ bất cứ nơi đâu và vào bất cứ lúc nào. Để đ-
ợc nh vậy, IMT-2000 tạo điều kiện tích hợp các mạng mặt đất và /hoặc vệ tinh.
Hơn thế nữa, IMT-2000 cũng đề cập đến Internet không dây, hội tụ các mạng cố
định và di động, quản lý di động (chuyển vùng), các tính năng đa phơng tiện di
động, hoạt động xuyên mạng và liên mạng

Các hệ thống thông tin di động thế hệ 2 đợc xây dựng theo tiêu chuẩn GSM,
IS-95, PDC, IS-38 phát triển rất nhanh vào những năm 1990. Trong hơn một tỷ
thuê bao điện thoại di động trên thế giới, khoảng 863, 6 triệu thuê bao sử dụng
công nghệ GSM, 120 triệu dùng CDMA và 290 triệu còn lại dùng FDMA hoặc
TDMA. Khi chúng ta tiến tới 3G, các hệ thống GSM và CDMA sẽ tiếp tục phát
triển trong khi TDMA và FDMA sẽ chìm dần vào quên lãng. Con đờng GSM sẽ
tới là CDMA băng thông rộng (WCDMA) trong khi CDMA sẽ là cdma2000.
Tại Việt Nam, thị trờng di động trong những năm gần đây cũng đang phát
triển với tốc độ tơng đối nhanh. Cùng với hai nhà cung cấp dịch vụ di động lớn
nhất là Vinaphone và Mobifone, Công Ty Viễn thông Quân đội (Vietel), S-fone
và mới nhất là Công ty cổ phần Viễn thông Hà Nội và Viễn Thông Điện Lực
tham gia vào thị trờng di động chắc hẳn sẽ tạo ra một sự cạnh tranh lớn giữa các
1
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
nhà cung cấp dịch vụ, đem lại một sự lựa chọn phong phú cho ngời sử dụng. Vì
vậy, các nhà cung cấp dịch vụ di động Việt Nam không chỉ sử dụng các biện
pháp cạnh tranh về giá cả mà còn phải nỗ lực tăng cờng số lợng dịch vụ và nâng
cao chất lợng dịch vụ để chiếm lĩnh thị phần trong nớc . Điều đó có nghĩa rằng
hớng tới 3G không phải là một tơng lai xa ở Việt Nam. Trong số các nhà cung
cấp dịch vụ di động ở Việt Nam, đang có 3 nhà cung cấp dịch vụ áp dụng công
nghệ GSM là Vinaphone, Mobifone và Vietel, hiện đang cung cấp dịch vụ cho
phần lớn thuê bao di động ở Việt Nam. Vì vậy khi tiến lên 3G, chắc chắn hớng
áp dụng công nghệ truy nhập vô tuyến WCDMA để xây dựng hệ thống thông tin
di động thế hệ 3 phải đợc xem xét nghiên cứu.
Đồ án này nghiên cứu lộ trình phát triển của hệ thống thông tin di động
Mobifone từ GSM sang 3G WCDMA với nội dung gồm 4 phần:
Phần I : Sự phát triển của hệ thống thông tin di động toàn cầu.
Phần II : Mạng thông tin di động GSM.
Phần III : Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS.
Phần IV : Công nghệ 3G WCDMA / IMT 2000.

Phần V : Lộ trình triển khai nâng cấp mạng lên 3G của VMS-Mobifone.
Em xin trân thành cám ơn thầy giáo T.s Phạm Công Hùng đã nhiệt tình hớng
dẫn và chỉ bảo giúp em hoàn thành đồ án này.
Do kiến thức và kinh nghiệm thức tế còn hạn chế lên không thể tránh khỏi
thiếu xót trong quá trình thực hiện, vì vậy em mong nhận đợc ý kiến góp ý từ
thầy cô và các bạn. Xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Ngọc Thăng
Phần I:
Sự phát triển của hệ thống thông tin di động
toàn cầu
Thông tin di động đầu tiên ra đời vào cuối năm 1940, khi đó nó chỉ là hệ
thống thông tin di động điều vận. Đến nay, thông tin di động đã trải qua nhiều
thế hệ. Thế hệ thứ nhất là thế hệ thông tin di động tơng tự, sử dụng công nghệ
truy nhập phân chia theo tần số (FDMA). Tiếp theo là thế hệ thứ hai và hiện nay
là thế hệ thứ ba đang đợc chuẩn bị đa vào hoạt động. Thế hệ thứ t cũng đang đợc
nghiên cứu. Thông tin di động thế hệ thứ hai sử dụng kỹ thuật số với các công
nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) và phân chia theo mã
(CDMA). Đây là các hệ thống thông tin di động băng hẹp với tốc độ bít thông tin của
ngời sử dụng là 8-13 kbit/s. Hai thông số quan trọng đặc trng của các hệ thống thông tin
di động số là tốc độ bít thông tin của ngời sử dụng và tính di động, ở các thế hệ tiếp theo
các thông số này ngày càng đợc cải thiện. Thông tin di động thế hệ thứ ba có tốc độ bít
lên tới 2Mbit/s. Thế hệ thứ t có tốc độ lên tới 34Mbit/s và cao hơn nữa.
2
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai đợc xây dựng theo các tiêu
chuẩn nh : GSM, IS-95, PDC, IS-96 phát triển rất nhanh những năm 1990. Các
yêu cầu về dịch vụ mới của các hệ thống thông tin di động, nhất là các dịch vụ
truyền số liệu đòi hỏi các nhà khai thác phải đa ra đợc các hệ thống thông tin di
động mới. Trong bối cảnh đó, ITU đã đa ra đề án tiêu chuẩn hoá hệ thống thông

tin di động thế hệ thứ 3 với tên gọi IMT-2000 với mục tiêu:
Tốc độ truy nhập cao để bảo đảm các dịch vụ băng rộng nh truy nhập Internet
nhanh hoặc các dịch vụ đa phơng tiện
Linh hoạt để bảo đảm các dịch vụ mới nh đánh số cá nhân toàn cầu và điện
thoại vệ tinh. Các tính năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể tầm phủ sóng của
cả các hệ thống thông tin di động
Tơng thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để bảo đảm sự phát
triển liên tục của thông tin di động
Nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 IMT-2000 đã đ-
ợc đề xuất trong đó có hai hệ thống WCDMA và CDMA-2000 đã đợc ITU chấp
thuận và sẽ đa vào hoạt động trong những năm đầu của thập kỷ 2000. Các hệ
thống này đều sử dụng công nghệ CDMA do vậy cho phép thực hiện tiêu chuẩn
toàn thế giới cho giao diện vô tuyến của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3.
WCDMA sẽ là sự phát triển tiếp theo của các hệ thống thông tin di động thế
hệ thứ hai sử dụng công nghệ TDMA nh GSM, PDC, IS-136 còn CDMA-2000 sẽ
là sự phát triển tiếp theo của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai sử dụng
cộng nghệ CDMA: IS-95.
Các hệ thống thông tin di động tổ ong t ơng tự thế hệ thứ nhất:
AMPS: Advanced Mobile Phone Service: Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến.
NAMPS: Narrow AMPS: AMPS băng hẹp.
TACS: Total Access Communication System: Hệ thống thông tin truy nhập toàn bộ.
ETACS: Extended TACS: TACS mở rộng.
NMR 450: Nordic Mobile Telephone 450: Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu
băng tần 450 MHz.
NMT900: Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu băng tần 900MHz.
NTT: Nippon Telegraph and Telephone: Hệ thống do NTT phát triển.
JTACS: Japanish TACS.
NTACS: Narrow TACS.
Các hệ thống thông tin di động tổ ong thế hệ hai
IS- 54B TDMA

IS-136 TDMA
IS-95 CDMA
GSM: Global System for Mobile Communicatión: Hệ thống thông tin di động toàn
cầu.
PCN: Personal Communication Network: Mạng thông tin cá nhân.
CT-2: Cordless Phone 2: Điện thoại không dây.
3
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
DECT: Digital Enhanced Cordless Telecommunication: Viễn thông không dây số
tiên tiến.
PDC: Personal Digital Cellular: Hệ thống tổ ong số cá nhân
Các hệ thống nhắn tin
POCSAG: Post Office Code Standardization Advisory Group: Nhóm cố vấn tiêu
chuẩn hoá mã Bu điện.
ERMES: European Radio Message System: Hệ thống nhắn tin vô tuyến châu Âu.
Các hệ thống thông tin di động số hiện nay đang ở giai đoạn chuyển từ thế hệ
hai cộng sang thế hệ ba. Để đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ
thông tin di động, ngay từ những năm đầu của thập niên 90 ngời ta đã tiến hành
nghiên cứu hoạch định hệ thống thông tin di động thế hệ ba. ITU-R đang tiến
hành công tác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thông tin di động toàn cầu ITM mà
trớc đây là FPLMTS. Tại Châu Âu, Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu (ETSI)
đang tiến hành tiêu chuẩn hoá phiên bản của hệ thống này với tên gọi là UMTS
(Univesal Mobile Telecommunication System): Hệ thống viễn thông di động
toàn cầu. Hệ thống mới này sẽ làm việc ở dải tần 2 GHz. Nó sẽ cung cấp rất
nhiều loại hình dịch vụ bao gồm từ các dịch vụ thoại và số liệu thấp hiện nay cho
đến các dịch vụ số liệu tốc độ cao, video và truyền thanh. Tốc độ cực đại của ng-
ời sử dụng sẽ lên đến 2Mbít/s. Tốc độ cực đại này sẽ chỉ có ở các picô trong nhà,
còn các dịch vụ với tốc độ 14,4 kbit/s sẽ đợc đảm bảo cho di động thông thờng ở
các ô macro. Ngời ta cũng đang tiến hành nghiên cứu các hệ thống vô tuyến thế
hệ thứ t có tốc độ cho ngời sử dụng lớn hơn 2 Mbit/s. Hệ thống di động băng rộng

MBS (Mobile Broadband System) dự kiến nâng tốc độ của ngời sử dụng đến STM-1.
Đối với MBS các sóng mang đợc sử dụng ở các bớc sóng mm và độ rộng băng tần 64
GHz.
Một số u thế mà thế hệ hai cộng (GSM) đã đạt đ ợc
Các dịch vụ mạng mới và cải thiện các dịch vụ liên quan tới truyền số liệu
nh nén số liệu của ngời sử dụng, số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao (HSCSD:
High Speed Circuit Switched Data), dịch vụ vô tuyến gói đa năng (GPRS:
General Packet Radio Service) và số liệu 14,4 kbit/s.
Các công việc liên quan tới dịch vụ thoại nh: Codec tiếng toàn tốc cải tiến
(EFC: Enhanced Full Rate Codec), Codec đa tốc độ thích ứng và khai thác tự do
đầu cuối các Codec tiếng.
Các dịch vụ bổ sung nh : chuyển hớng cuộc gọi, hiển thị tên chủ gọi,
chuyển giao cuộc gọi và các dịch vụ cấm gọi mới.
Cải thiện liên quan đến dịch vụ bản tin ngắn (SMS: Short Message
Service) nh móc nối các SMS, mở rộng bảng chữ cái, mở rộng tơng tác giữa các
SMS.
Các công việc liên quan tới tính cớc nh: dịch vụ trả tiền trớc, tính cớc nóng
và hỗ trợ u tiên vùng gia đình.
4
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Tăng cờng công nghệ SIM, tích hợp thêm các chức năng mở rộng cho
SIM.
Dịch vụ mạng thông minh nh CAMEL.
Các cải thiện chung nh chuyển mạch mạng GSM- AMPS, các dịch vụ định vị,
tơng tác với các hệ thống thông tin di động vệ tinh và hỗ trợ định tuyến tối u. Thông
tin di động thế hệ thứ ba sẽ phải là thế hệ thông tin di động cho các dịch vụ di
động truyền thông cá nhân đa phơng tiện. Hộp th thoại sẽ đợc thay thế bằng bu
thiếp điện tử đợc lồng ghép với hình ảnh và các cuộc thoại thông thờng trớc đây
sẽ đợc bổ sung các hình ảnh để trở thành thoại có hình Sau đây là một số yêu
cầu chung đối với hệ thống thông tin di động thế hệ ba:

Mạng phải là mạng băng rộng và có khả năng truyền thông đa phơng tiện.
Nghĩa là mạng phải đảm bảo tốc độ bít của ngời sử dụng đến 2 Mbit/s.
Mạng phải có khả năng cung cấp độ rộng băng tần (dung lợng) theo yêu
cầu. Điều này xuất phát từ việc thay đổi tốc độ bít của các dịch vụ khác nhau.
Ngoài ra cần đảm bảo đờng truyền vô tuyến không đối xứng chẳng hạn với: tốc
độ bit cao ở đờng xuống và tốc độ bít thấp ở đờng lên và ngợc lại.
Mạng phải cung cấp thời gian truyền dẫn theo yêu cầu. Nghĩa là đảm bảo
các kết nối chuyển mạch cho thoại, các dịch vụ video và các khả năng số liệu gói
cho các dịch vụ số liệu.
Chất lợng dịch vụ phải không thua kém chất lợng dịch vụ mạng cố định,
nhất là đối với thoại.
Mạng phải có khả năng sử dụng toàn cầu, nghĩa là bao gồm cả thông tin vệ
tinh.
WARC-92 (The World Administrative Radio Conference held in 1992) đã
dành băng tần 1885-2025 MHz và 2110-2200 MHz cho IMT-2000. Hiện nay
châu Âu và các quốc gia sử dụng GSM cùng với Nhật đang phát triển W- CDMA
(Wide Band Code Division Multiple Access- Đa truy nhập phân chia theo mã
băng rộng) trên cơ sở UMTS, còn Mỹ thì tập trung phát triển thế hệ thứ hai (IS-
95) và mở rộng tiêu chuẩn này đến IS-2000.
Các tiêu chuẩn di động băng rộng mới đợc xây dựng trên cơ sở CDMA
hoặc CDMA kết hợp TDMA.
5
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Các yêu cầu đối với hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba
Bộ phận tiêu chuẩn của ITU-R (International Telecommunication Union
Radio Sector: Liên minh viễn thông quốc tế- bộ phận vô tuyến) đã xây dựng các
tiêu chuẩn cho IMT-2000 (International Mobile Telecommunications - 2000:
Viễn thông di động quốc tế -2000). ITM-2000 đã mở rộng đáng kể khả năng
cung cấp dịch vụ và bao phủ một vùng rộng lớn các môi trờng thông tin. Mục
đích của IMT-2000 là đa ra nhiều khả năng mới nhng cũng đồng thời đảm bảo

sự phát triển liên tục của thông tin di động thế hệ 2 (2G) vào những năm 2000.
Thông tin di động thế hệ thứ ba (3G) xây dựng trên cơ sở ITM-2000 sẽ đợc đa
vào phục vụ từ năm 2001. Các hệ thống 3G sẽ cung cấp rất nhiều dịch vụ viễn
thông bao gồm: thoại, số liệu tốc độ bít thấp và bít cao, đa phơng tiện, video cho
ngời sử dụng làm việc cả ở môi trờng công cộng lẫn t nhân (vùng công sở, vùng
dân c, phơng tiện vận tải ).
Các tiêu chí chung để xây dựng ITM-2000 nh sau.
Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz nh sau.
- Đờng lên: 1885 - 2025 MHz.
- Đờng xuống: 2110-2200 MHz.
Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến.
- Tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến.
- Tơng tác với mọi loại dịch vụ viễn thông.
Sử dụng các môi trờng khai thác khác nhau.
- Trong công sở.
- Ngoài đờng.
- Trên xe.
- Vệ tinh.
Có thể hỗ trợ các dịch vụ nh.
- Môi trờng thông tin nhà ảo (VHE: Virtual Home Environment) trên cơ sở
mạng thông minh, di động cá nhân và chuyển mạng toàn cầu.
- Đảm bảo chuyển mạng quốc tế.
- Đảm bảo các dịch vụ đa phơng tiện đồng thời cho thoại, số liệu chuyển
mạch theo kênh và số liệu chuyển mạch theo gói.
Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới.
Môi trờng hoạt động của IMT-2000 đợc chia thành bốn vùng với các tốc độ bit
R
b
phục vụ nh sau:
6

Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Hình 1: Các khu vực dịch vụ của IMT 2000
Vùng 1: trong nhà, ô pico R
b
2Mbit/s
Vùng 2: thành phố, ô micro R
b
384 kbit/s
Vùng 3: ngoại ô, ô macro R
b
144 kbit/s
Vùng 4: toàn cầu R
b
=9,6 kbit/s
Kiểu Phân loại Dịch vụ chi tiết
Dịch
vụ di
động
Dịch vụ di
động
Di động đầu cuối/ di động cá nhân/di động
dịch vụ.
Dịch vụ
thông tin
định vị
Theo dõi di động/theo dõi di động thông
minh
Dịch
vụ viễn
thông

Dịch vụ âm
thanh
- Dịch vụ âm thanh chất lợng cao (16-64
kbit/s)
- Dịch vụ truyền thanh AM (32-64 kbit/s)
- Dịch vụ truyền thanh FM (64-384 kbit/s)
Dịch vụ số
liệu
- Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình (64-1444
kbit/s)
- Dịch vụ số liệu tốc độ tơng đối cao
(144kbit/s -2 Mbit/s)
- Dịch vụ số liệu tốc độ cao ( 2Mbit/s)
Dịch vụ đa
phơng tiện
- Dịch vụ Video (384 kbit/s)
- Dịch vụ ảnh động (384 kbit/s- 2 Mbit/s)
- Dịch vụ ảnh động thời gian thực ( 2Mbit/s)
7
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
DÞch
vô
Internet
DÞch vô
Internet
®¬n gi¶n
D - DÞch vô truy nhËp Web (384 kbit/s-2
Mbit/s)
DÞch vô
Internet

thêi gian
thùc
D - DÞch vô Internet (384 kbit/s-2 Mbit/s)
DÞch vô
Internet ®a
ph¬ng tiÖn
D - DÞch vô Website ®a ph¬ng tiÖn thêi gian
thùc (≥ 2Mbit/s)
8
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Phần II :
Mạng thông tin di động GSM
I. Cấu trúc hệ thống và các thành phần của mạng :
1.1.Cấu trúc hệ thống:
Hình 2: Cấu trúc hệ thống GSM
1.1.1 Phân hệ vô tuyến (RSS)
1.1.1.1. Trạm di động (MS - Mobile Station )
MS là một đầu cuối di động, có thể đợc đặt trên ô tô hay xách tay. Tại MS
có một khối nhỏ gọi là module nhận dạng thuê bao ( SIM - Subscriber Identity
Module ). Đó là một khối vật lý tách riêng, chẳng hạn là một IC Card hoặc còn
gọi là card thông minh. SIM cùng với thiết bị trạm ( ME - Mobile Equipment )
hợp thành trạm di động. Không có SIM, MS không thể thâm nhập đến mạng trừ
trờng hợp gọi khẩn. Khi liên kết đăng ký thuê bao với card SIM chứ không phải
với MS.
Đăng ký thuê bao có thể có thể sử dụng trạm MS khác nh của chính mình.
Điều này làm nảy sinh vấn đề MS bị lấy cắp, vì không có biện pháp để chặn đăng ký
thuê bao nếu bị lấy cắp thì khi đó sẽ cần một cơ sở dữ liệu chứa số liệu phần cứng của
thiết bị: thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR ( nhng hiện nay ở Việt Nam thì ngời ta
không dùng thiết bị này nữa bởi vì khi có EIR thì nó yêu cầu máy có chỉ tiêu chất l-
ợng tốt và do vậy giá thành cao và không phải ai cũng có thể mua một máy có chất l-

ợng đạt yêu cầu ). EIR đợc nối với MSC qua một đờng báo hiệu. Nó cho phép MSC
kiểm tra tính hợp lệ của thiết bị. Bằng cách này có thể ngăn chặn một MS không đợc
thâm nhập mạng.
1.1.1.2. Hệ thống trạm gốc ( BSS - Base Station System )
9
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
BSS là một hệ thống đặc thù riêng cho tính chất tổ ong vô tuyến của GSM.
BSS giao tiếp trực tiếp với các trạm di động MS thông qua giao diện vô tuyến, vì
thế nó bao gồm các thiết bị thu/phát đờng vô tuyến và quản lý các chức năng
này. Mặt khác BSS thực hiện giao tiếp với các tổng đài ở phân hệ chuyển mạch
SS. Tóm lại, BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ vậy đấu nối
những ngời sử dụng các trạm di động với những ngời sử dụng viễn thông khác.
BSS cũng phải đợc điều khiển, do đó nó đợc đấu nối với phân hệ vận hành và bảo
dỡng OMS. BSS bao gồm hai loại thiết bị là: BTS giao diện với MS và BSC giao
diện với MSC.
a. Khối BTS ( Base Tranceiver Station ):
Một BTS bao gồm các thiết bị thu/phát, anten và bộ xử lý tín hiệu đặc thù cho
giao diện vô tuyến. BTS là thiết bị trung gian giữa mạng GSM và thiết bị thuê
bao MS, trao đổi thông tin với MS qua giao diện vô tuyến. Có thể coi BTS là các
Modem vô tuyến phức tạp có thêm một số các chức năng khác. Mỗi BTS tạo ra
một hay một số khu vực vùng phủ sóng nhất định gọi là tế bào ( cell ). Một bộ
phận quan trọng của BTS là khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ ( TRAU -
Transcode/Rate Adapter Unit ). TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và
giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM đợc tiến hành, tại đây cũng thực hiện thích
ứng tốc độ trong trờng hợp truyền số liệu. TRAU là một bộ phận của BTS, nhng
cũng có thể đợc đặt cách xa BTS và thậm chí còn đặt trong BSC và MSC.
b. Khối TRAU ( Transcode/Rate Adapter Unit )
Khối thích ứng và chuyển đổi mã thực hiện chuyển đổi mã thông tin từ các
kênh vô tuyến ( 16 Kb/s ) theo tiêu chuẩn GSM thành các kênh thoại tiêu chuẩn (
64 Kb/s ) trớc khi chuyển đến tổng đài. TRAU thờng đợc điều khiển bởi BTS.

c. Khối BSC ( Base Station Controller )
BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều
khiển từ xa. Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và
chuyển giao. Một phía BSC đợc nối với BTS, còn phía kia nối với MSC của phân
hệ SS. Trong thực tế, BSC đợc coi nh là một tổng đài nhỏ, có khả năng tính toán
đáng kể. Vai trò chính của nó là quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển
giao. Giao diện giữa BSC và MSC là giao diện A, còn giao diện giữa BTS và BSC
là giao diện A.bis.
Các chức năng chính của BSC:
1. Quản lý mạng vô tuyến: việc quản lý vô tuyến chính là quản lý các
cell và các kênh logic của chúng. Các số liệu quản lý đều đợc đa về BSC để đo
đạc và xử lý, chẳng hạn nh lu lợng thông tin ở một cell, môi trờng vô tuyến, số l-
ợng cuộc gọi bị mất, các lần chuyển giao thành công và thất bại
2. Quản lý trạm vô tuyến gốc BTS: trớc khi đa vào khai thác, BSC lập
cấu hình của BTS ( số máy thu/phát TRX, tần số cho mỗi trạm ). Nhờ đó mà
10
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
BSC có sẵn một tập các kênh vô tuyến dành cho điều khiển và nối thông cuộc
gọi.
3. Điều khiển nối thông các cuộc gọi: BSC chịu trách nhiệm thiết lập
và giải phóng các đấu nối tới máy di động MS. Trong quá trình gọi, sự đấu nối đ-
ợc BSC giám sát. Cờng độ tín hiệu, chất lợng cuộc đấu nối đợc ở máy di động và
TRX gửi đến BSC. Dựa vào đó mà BSC sẽ quyết định công suất phát tốt nhất của
MS và TRX để giảm nhiễu và tăng chất lợng cuộc đấu nối. BSC cũng điều khiển
quá trình chuyển giao nhờ các kết quả đo kể trên để quyết định chuyển giao MS
sang cell khác, nhằm đạt đợc chất lợng cuộc gọi tốt hơn. Trong trờng hợp chuyển
giao sang cell của một BSC khác thì nó phải nhờ sự trợ giúp của MSC. Bên cạnh
đó, BSC cũng có thể điều khiển chuyển giao giữa các kênh trong một cell hoặc từ
cell này sang kênh của cell khác trong trờng hợp cell này bị nghẽn nhiều.
4. Quản lý mạng truyền dẫn: BSC có chức năng quản lý cấu hình các

đờng truyền dẫn tới MSC và BTS để đảm bảo chất lợng thông tin. Trong trờng
hợp có sự cố một tuyến nào đó, nó sẽ tự động điều khiển tới một tuyến dự phòng.
1.1.2.Phân hệ chuyển mạch ( SS - Switching Subsystem )
Phân hệ chuyển mạch ( SS ) bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của
mạng GSM cũng nh 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 ngời
sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác.
SS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng khả năng truyền tải của các
mạng này cho việc truyền tải số liệu của ngời sử dụng hay báo hiệu giữa các
phần tử của mạng GSM. Chẳng hạn SS có thể sử dụng mạng báo hiệu kênh
chung số 7, mạng này đảm bảo hoạt động tơng tác giữa các phần tử của SS trong
một hay nhiều mạng GSM.
1.1.2.1.Trung tâm chuyển mạch di động (MSC - Mobile Switching Center)
MSC thờng 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 c vào khoảng một triệu ( với mật độ thuê bao trung bình ). MSC thực
hiện các chức năng chuyển mạch chính, nhiệm vụ chính của MSC là tạo kết nối
và xử lý cuộc gọi đến những thuê bao của GSM, một mặt MSC giao tiếp với phân
hệ BSS và mặt khác giao tiếp với mạng ngoài qua G-MSC.
1.1.2.2. Bộ ghi định vị thờng trú (HLR - Home Location Register )
HLR lu giữ các số liệu cố định của thuê bao di động trong mạng nh SIM, các
thông tin liên quan tới việc cung cấp các dịch vụ viễn thông, không phụ thuộc
vào vị trí hiện thời của thuê bao và chứa các thông tin về vị trí hiện thời của thuê
bao. Thờng HLR là một máy tính đứng riêng, không có khả năng chuyển mạch
nhng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao. Một chức năng con của
HLR là nhận dạng trung tâm nhận thực thuê bao AUC.
1.1.2.3. Bộ ghi định vị tạm trú ( VLR - Visitor Location Register )
11
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở vùng phục

vụ của MSC. Mỗi MSC có một VLR, thờng thiết kế VLR ngay trong MSC. Ngay
cả khi MS lu động vào một vùng MSC mới. VLR liên kết với MSC sẽ yêu cầu số
liệu về MS từ HLR. Đồng thời HLR sẽ đợc thông báo rằng MS đang ở vùng
MSC nào. Nếu sau đó MS muốn thực hiện một cuộc gọi, VLR sẽ có tất cả các
thông tin cần thiết để thiết lập một cuộc gọi mà không cần hỏi HLR có thể coi VLR
nh một HLR phân bố. VLR chứa thông tin chính xác hơn về vị trí MS ở vùng MSC.
Nhng khi thuê bao tắt máy hay rời khỏi vùng phục vụ của MSC thì các số liệu liên
quan tới nó cũng hết giá trị. Vì vậy, có thể gọi HLR là hệ thống lu giữ Hộ khẩu tạm
trú của các thuê bao vãng lai.
1.1.2.4. Thanh ghi nhận dạng thiết bị ( EIR - Equipment Identity Register ):
EIR có chức năng kiểm tra tính hợp lệ của ME thông qua số liệu nhận dạng di
động quốc tế ( IMEI - International Mobile Equipment Identity ) và chứa các số liệu
về phần cứng của thiết bị. ME thuộc một trong ba danh sách sau:
1. Nếu ME thuộc danh sách trắng ( White List ) thì nó đợc quyền
truy nhập và sử dụng các dịch vụ đã đăng ký.
2. Nếu ME thuộc danh sách xám ( Gray List ), tức là có nghi vấn
và cần kiểm tra.
3. Nếu ME thuộc danh sách đen ( Black List ), tức là bị cấm không
cho truy nhập vào mạng.
1.1.2.5 Trung tâm nhận thực (AUC AUthentication Center)
Đợc nối đến HLR, chức năng của AUC là cung cấp cho HLR các tần số nhận
thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật. Đờng vô tuyến cũng đợc AUC
cung cấp mã bảo mật để chống nghe trộm, mã này đợc thay đổi riêng biệt cho từng
thuê bao. Cơ sở dữ liệu của AUC còn ghi nhiều thông tin cần thiết khác khi thuê bao
đăng ký nhập mạng và đợc sử dụng để kiểm tra khi thuê bao yêu cầu cung cấp dịch
vụ, tránh việc truy nhập mạng một cách trái phép.
1.1.2.6. Tổng đài di động cổng G-MSC:
Tất cả các cuộc gọi vào cho mạng GSM/PLMN sẽ đợc định tuyến cho tổng
đài vô tuyến cổng Gateway-MSC. Nếu một ngời nào đó ở mạng cố định PSTN
muốn thực hiện một cuộc gọi đến một thuê bao di động của mạng GSM/PLMN.

Tổng đài tại PSTN sẽ kết nối cuộc gọi này đến MSC có trang bị một chức năng
đợc gọi là chức năng cổng. Tổng đài MSC này gọi là MSC cổng và nó có thể là
một MSC bất kỳ ở mạng GSM. G-MSC sẽ phải tìm ra vị trí của MS cần tìm. Điều
này đợc thực hiện bằng cách hỏi HLR nơi MS đăng ký. HLR sẽ trả lời, khi đó
MSC này có thể định tuyến lại cuộc gọi đến MSC cần thiết. Khi cuộc gọi đến
MSC này, VLR sẽ biết chi tiết hơn về vị trí của MS. Nh vậy có thể nối thông một
cuộc gọi ở mạng GSM có sự khác biệt giữa thiết bị vật lý và đăng ký thuê bao.
1.1.2.7. Khối IWF :
12
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Để kết nối MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm
truyền dẫn của mạng GSM với các mạng này. Các thích ứng này gọi là chức
năng tơng tác IWF. IWF bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền
dẫn. IWF có thể thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng,
ở trờng hợp hai giao tiếp giữa MSC và IWF đợc để mở.
1.1.3 Phân hệ khai thác và bảo d ỡng ( OSS )
OSS ( Operation and Support System ) thực hiện 3 chức năng chính:
1. Khai thác và bảo dỡng mạng.
2. Quản lý thuê bao và tính cớc.
3. Quản lý thiết bị di động.
1.1.3.1. Khai thác và bảo d ỡng mạng:
Khai thác là hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng
nh tải của hệ thống, mức độ chặn, số lợng chuyển giao giữa hai cell.v.v Nhờ vậy nhà
khai thác có thể giám sát đợc toàn bộ chất lợng dịch vụ mà họ cung cấp cho khách
hàng và kịp thời nâng cấp. Khai thác còn bao gồm việc thay đổi cấu hình để giảm
những vẫn đề xuất hiện ở thời điểm hiện thời, để chuẩn bị tăng lu lợng trong tơng lai
và mở rộng vùng phủ sóng. ở hệ thống viễn thông hiện đại, khai thác đợc thực hiện
bằng máy tính và đợc tập trung ở một trạm.
Bảo dỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố và hỏng hóc,
nó có một số quan hệ với khai thác. Các thiết bị ở hệ thống viễn thông hiện đại

có khả năng tự phát hiện một số các sự cố hay dự báo sự cố thông qua kiểm tra.
Bảo dỡng bao gồm các hoạt động tại hiện trờng nhằm thay thế các thiết bị có sự
cố, cũng nh việc sử dụng các phần mềm điều khiển từ xa.
Hệ thống khai thác và bảo dỡng có thể đợc xây dựng trên nguyên lý của TMN
( Telecommunication Management Network - Mạng quản lý viễn thông ). Lúc
này, một mặt hệ thống khai thác và bảo dỡng đợc nối đến các phần tử của mạng
viễn thông ( MSC, HLR, VLR, BSC, và các phần tử mạng khác trừ BTS ). Mặt
khác hệ thống khai thác và bảo dỡng đợc nối tới máy tính chủ đóng vai trò giao
tiếp ngời - máy. Theo tiêu chuẩn GSM hệ thống này đợc gọi là trung tâm vận
hành và bảo dỡng (OMC-Operation and Maintenance Center ).
1.1.3.2. Quản lý thuê bao:
Bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký 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 có thể thâm nhập đợc các
thông số nói trên. Một nhiệm vụ quan trọng khác của khai thác là tính cớc các
cuộc gọi rồi gửi đến thuê bao. Khi đó HLR, SIM-Card đóng vai trò nh một bộ
phận quản lý thuê bao.
13
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
1.1.3.3. Quản lý thiết bị di động:
Chức năng này thực hiện việc quản lý các thông số của thiết bị di động trực
thuộc mạng.
1.2. Cấu trúc đia lý của mang GSM
Do việc di chuyển của các thuê bao MS nên việc định tuyến các cuộc gọi
trong thông tin di động phức tạp hơn so với thông tin trong mạng cố định, do đó
cấu trúc mạng của GSM đợc phân thành các.Vùng mạng, Vùng phục vụ, Vùng
định vị và Cell.
Hình3: cấu trúc địa lý
1.2.1.Vùng mạng
Đây là vùng bao phủ trên toàn hệ thống mạng di động. Trong vùng mạng có

tổng đài GMSC (Gaterway Mobile Switching Center) nó làm nhiệm vụ chuyển
mạch tất cả các cuộc gọi từ mạng di động vào mạng PSTN, vào cấc mạng khác
và ngợc lại.GMSC làm việc nh một tổng đài trung kế vào mạng di động, nó cho
phép định tuyến tất cả các cuộc gọi đến nơi nhận cuối cùng của chúng là các
MS.
1.2.2.Vùng phục vụ MSC/VLR
Đây là vùng mà MSC quản lý để định tuyến một cuộc gọi đến thuê bao di
động, đờng truyền qua mạng đợc kết nối đến MSC ở vùng mà thuê bao đang có
mặt. Mạng GSM/PLMN đợc chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR.
14
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Hình4: Cấu trúc vùng phục vụ.
1.2.3.Vùng định vị (LAI)
Là các vùng nhỏ tạo nên vùng phục vụ MSC/VLR. Trong vùng định vị LAI
các MS có thể chuyển động tự do mà không cần gửi các thông tin cập nhật vị trí
cho tổng đài MSC/VLR. Vùng định vị là vùng mà tại đó thông báo tìm gọi đợc
phát quảng bá cho các MS. LAI có thể gồm nhiều ô và thuộc một hay nhiều BSC
nhng nó chỉ thuộc MSC/VLR.
Hình 5: Cấu trúc vùng đinh vị
1.2.4. Ô vô tuyến (Cell)
Ô là đơn vị nhỏ nhất đợc vùng định vị phân chia. Mỗi ô đợc bao phủ vô tuyến
bởi một trạm vô tuyến gốc BTS. Việc định tuyến một cuộc gọi đến thuê bao di
động đợc thực hiện bởi sự liên lạc trực tiếp giữa BTS của ô đó va MS.

Hình 6: Cấu trúc các Cell
15
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
II. Cấu trúc kênh, Giao diện và báo hiệu
2.1. Cấu trúc kênh:
Nh đã giới thiệu trong phần tổng quan về hệ thống thông tin di động, giao

tiếp vô tuyến là giao diện đặc thù và quan trọng nhất của mạng di động, nó là tên
gọi chung của đầu nối giữa trạm di động MS và trạm thu phát gốc BTS.
Giao diện vô tuyến là giao diện phức tạp và đặc thù nhất trong hệ thống thông
tin di động tổ ong. Đồng thời nó cũng quyết định đến chất dịch vụ trong mạng.
GSM hiện nay dụng băng tần 900 Mhz cho hai đờng
- Đờng lên : 890 Mhz 915 Mhz
- Đờng xuống : 935 Mhz 960 Mhz
Giao diện vô tuyến bao gồm các kênh vật lý và các kênh logic. Trong đó một
kênh vật lý là một khe thời gian ở một sóng mang đã đợc chỉ định. Dải thông tần
của một kênh vật lý là là 200 Khz, dải tần bảo vệ ở biên cũng rộng 200 Khz. Vậy
GSM 900 có 124 sóng mang cho nên số kênh sẽ là 124 x 8 = 992 kênh. Mỗi
kênh vật lý chứa một cặp kênh tần số cho hớng thu và phát.
Hình 7: Cấu trúc kênh vật lí của GSM
Có nhiều loại thông tin cần truyền giữa BTS và MS, chẳng hạn số liệu ngời sử
dụng hay báo hiệu. Cho nên hình thành các loại kênh logic khác nhau dựa trên
các loại thông tin cần truyền. Mỗi kênh vật lý có thể đợc gán cho một hay một số
kênh logic.
2.1.1. Kênh vật lý.
Nh đã biết một khe thời gian của một khung TDMA ở một sóng mang đợc gọi
là một kênh vật lý. Trong một sóng mang có 8 kênh vật lý, từ kênh 0 đến 7 ( khe
thời gian 0 - 7 ). Thông tin đợc phát đi trong một khe thời gian đợc gọi là một
cụm ( burst ).
16
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Hình 8: kênh vật lí
2.1.2. Kênh logic.
- Kênh logic đợc chia thành hai loại : Kênh lu lợng TCH (Traffic Channel) và
kênh điều khiển CCH ( Control Channel ).
a. Kênh l u l ợng TCH
TCH để mang tiếng đợc mã hoá, hoặc số liệu ngời sử dụng. Là kênh đờng lên

hoặc đờng xuống. TCH có hai loại :
Bm hay kênh toàn tốc TCH mang thông tin ( tiếng đợc mã hoá hay số liệu ) ở
tốc độ tổng 22,8 Kbps.
Lm hay kênh bán tốc TCH mang thông tin ( tiếng đợc mã hoá hay số liệu ) ở
tốc độ tổng 11,4 Kbps.
b. Kênh điều khiển CCH ( Control Channel )
Các kênh này đợc dùng để truyền báo hiệu hay số liệu đồng bộ. Trong giao
diện vô tuyến nó dùng để truyền các thông tin quản lý giao diện Um
(nh truyền kết quả đo cờng độ trờng của sóng điện từ từ MS đền BTS ).
Kênh điều khiển có ba loại : Kênh điều khiển quảng bá, kênh điều khiển chung,
kênh điều khiển riêng.
Các kênh điều khiển quảng bá
- Kênh hiệu chỉng tần số FCCH (Fresquency Correction Channel) : kênh này
mang thông tin để hiệu chỉnh tần số của MS. Chỉ dùng ở đờng xuống.
- Kênh đồng bộ SDH (Sync Channel) : Kênh này mang thông tin để đồng bộ
khung (số khung TDMA) cho MS và nhận dạng BTS chỉ đợc dùng ở đờng xuống.
- Kênh điều khiển quảng bá BCCH (Broadcast Control Channel): phát quảng
bá thông tin chung trên cơ sở một kênh cho một BTS (thông tin riêng của ô).
BCCH chỉ đợc dùng cho đờng xuống.
Kênh điều khiển chung CCCH ( Common Control Channel )
- Kênh tìm gọi PCH ( Paging Channel ) chỉ dùng cho đờng xuống để tìm gọi
MS.
17
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
- Kênh thâm nhập ngẫu nhiên RACH ( Random Access Channel ). MS sử
dụng RACH để yêu cầu dành một SDCCH ( kênh báo hiệu dành riêng ) hoặc để
trả lời tìm gọi.
- Kênh cho phép truy cập AGCH ( Access Grant Channel ) : kênh này đợc sử
dụng để dành một SDCCH hay trực tiếp một TCH cho một MS. Là kênh đờng
xuống.

Kênh điều khiển dành riêng DCCH ( Dedicated Control Channel )
- Kênh điều khiển dành riêng đứng một mình SDCCH ( Stand Alone
Dedicated Control Channel ) đợc sử dụng để báo hiệu hệ thống khi thiết lập một
cuộc gọi trớc khi ấn định một TCH. Chẳng hạn đăng ký và nhận thực đợc thực
hiện ở đây. Là kênh cho cả đờng lên và đờng xuống.
- Kênh điều khiển liên kết chậm SACCH (Slow Associated Control Channel )
liênkết với TCH hay một SDCCH. SACCH là một kênh số liệu liên tục để truyền
đa báo cáo đo lờng, định trớc thời gian và điều khiển công suất.
- Kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH ( Fast Associated Control Channel )
là kênh liên kết với TCH, FACCH làm việc ở chế độ lấy cắp.
2.2. Các giao diện cơ bản của mạng di động GSM
Các giao diện cơ bản của mạng GSM đợc chia thành hai loại : giao diện nội
bộ mạng GSM và các giao diện ngoại vi. Trong đó giao diện nội bộ mạng GSM
lấy hệ thống báo hiệu số 7 (CCS7) làm cơ sở cho các quá trình điều khiển việc
trao đổi thông tin giữa các phần tử của mạng khi cung cấp các dịch vụ cho thuê
bao và quản lý mạng. Các giao diện ngoại vi với các mạng khác nh PSTN, ISDN,
PSDN hay với các PLMN khác sử dụng R2, CCS7 hay X25 tuỳ thuộc vào từng
mạng cụ thể. Sau đây là chi tiết về từng loại giao diện
2.2.1.Giao diện nội bộ mạng
2.2.1.1. Giao diện vô tuyến (U
m
)
Giao diện vô tuyến (U
m
) là giao diện giữa BTS và MS. Đây là giao diện quan
trọng nhất, quyết định lớn nhất đến chất lợng dịch vụ của mạng GSM.
Giao diện này cung cấp một số lợng các kênh logic. Thông tin về ngời sử dụng
(thoại, dữ liệu) đợc truyền dẫn qua kênh thông tin, các tín hiệu điều khiển đợc truyền
qua các kênh điều khiển. Các kênh điều khiển là các kênh sau:
- Kênh quảng bá: cho việc hiệu chỉnh tần số, đồng bộ và điều khiển.

- Kênh điều khiển chung: cho nhắn tin, truy nhập ngẫu nhiên và cấp quyền
truy cập.
- Kênh điều khiển dành riêng: điểu khiển kết hợp chậm, điều khiển kết hợp
nhanh và điều khiển độc lập.
Trong GSM, giao diện vô tuyến sử dụng tổng hợp cả hai phơng thức phân
kênh theo tần số (FDMA) và phân kênh theo thời gian (TDMA)
18
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
2.2.1.2. Giao diện A
bis
Giao diện A
bis
là giao diện giữa BTS và BSC. Giao diện này đợc sử dụng để
trao đổi thông tin thuê bao (nh thoại, số liệu ) và thông tin điều khiển (báo hiệu,
đồng bộ ). BSC kiểm soát các BTS qua giao diện này. A
bis
sử dụng đờng truyền
chuẩn PCM 32 (2,4Mb/s) với mã sửa sai CRC4 theo CCITT, G732. Giao thức
trong kênh báo hiệu tuân theo chuẩn CCITT LAPD.
2.2.1.3. Giao diện A
Giao diện A là giao diện giữa MSC và BSC, qua bộ chuyển mã TRAU. Tuỳ
theo thiết kế của từng hãng cụ thể, TRAU có thể đợc gắn liền hoặc tách dời với
BSC. Giao diện A cũng sử dụng các luồng chuẩn PCM 32. Giao diện này sử dụng
báo hiệu CCS7 (gồm MTP, SCCP và BSSAP).
19
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
2.2.1.4. Giao diện B
Giao diện B là giao diện giữa MSC và VLR đã đợc tiêu chuẩn hoá ở GSM pha
1. Giao diện này sử dụng CCS7 để trao đổi số liệu giữa MSC và VLR, nh các số
liệu về quyền truy nhập của thuê bao, các tham số chuyển cuộc nối, số nhận

dạng của thuê bao vãng lai và các số liệu cần trao đổi giữa tổng đài và thuê bao
trong thời gian nối mạch
2.2.1.5. Giao diện C
Giao diện C là giao diện giữa MSC và HLR. Giao diện này sử dụng CCS7 và
đợc quy định phần ứng dụng riêng cho GSM-MAP. MSC sử dụng giao diện này
để truy nhập HLR lấy số liệu trong các trờng hợp:
- Số Roaming của MS khi có cuộc gọi từ mạng PSTN vào PLMN qua GMSC
- Thông tin định tuyến từ HLR tới GMSC khi có cuộc gọi từ mạng PSTN vào mạng di
động PLMN
2.2.1.6. Giao diện D
Giao diện D là giao diện giữa VLR và HLR. D sử dụng MAP để trao đổi số
liệu về các thuê bao di động giữa các cơ sở dữ liệu của HLR và VLR nh :
Các tham số về quyền truy nhập mạng của thuê bao.
Tái thiết lập lại số liệu của thuê bao trong VLR khi cần thiết.
Khi có cuộc gọi từ mạng PSTN vào mạng GSM, HLR sẽ chuyển các yêu cầu
của GMSC về MSRN cho VLR.
Thiết lập mới các số liệu của thuê bao cho VLR khi MS di chuyển từ vùng
phục vụ khác tới.
Xử lý và lu giữ các thông tin liên quan đến dịch vụ phụ khi có thuê bao nào
đó yêu cầu.
2.2.1.7. Giao diện E
Giao diện E là giao diện giữa các tổng đài trong mạng GSM. Giao diện E đợc
sử dụng thiết lập các cuộc nối giữa các thuê bao thuộc vùng kiểm soát của các
tổng đài khác nhau. Giao diện này sử dụng các luồng PCM32 cùng các kênh
CCS7. Phần ứng dụng của CCS7 là MAP và ISUP.
Một số chức năng của MAP:
- Di chuyển cuộc nối từ MSC tới MSC khác khi đang nối mạch cho một thuê
bao đang di chuyển (handover).
- Trao đổi các thông tin điều khiển cuộc gọi giữa MSC và MS khi xảy ra
handover.

Một số chức năng của ISUP: thiết lập, huỷ hay kết thúc cuộc gọi từ MSC qua
MSC khác.
2.2.1.8. Giao diện F
20
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Giao diện F là giao diện giữa EIR và MSC. Giao diện F sử dụng MAP để
MSC trao đổi số liệu về việc nhận dạng thiết bị thuê bao quốc tế IMEI với cơ sở
dữ liệu đã đợc ghi sẵn trong EIR khi cần kiểm tra các thuê bao MS .
2.2.1.9.Giao diện G
Giao diện G là giao diện giữa các VLR. Giao diện này đợc các VLR sử dụng
để trao đổi số liệu về MS trong quá trình tạo lập và lu giữ hộ khẩu tạm trú của
các MS đó. Giao diện G sử dụng CCS7 với phần ứng dụng là MAP để trao đổi
những thông tin nh :
- Gửi các yêu cầu về IMSI từ VLR cũ sang VLR mới.
- Gửi các yêu cầu về tham số quyền truy nhập của thuê bao từ VLR này sang
VLR khác khi di chuyển giữa hai MSC tơng ứng.
2.2.1.10.Giao diện Ater
Giao diện Ater là giao diện giữa BSC và TRAU. Thông qua giao diện này
TRAU sẽ chuyển các kênh traffic từ BSC có tốc độ 13kb/s thành kênh tiêu chuẩn
có tốc độ 64kb/s và ngợc lại.
2.2.2.Giao diện ngoại vi
2.2.2.1.Giao diện với OMC
Đây là giao diện giữa OMC và các phần tử của mạng nh MSC, VLR, HLR,
EIR, BSC Do chức năng của phần BSS và NSS khác nhau nên hiện nay OMC đ-
ợc thiết kế riêng cho từng phần hệ thống. Tuy nhiên trong tơng lai có thể cả
mạng sẽ có một OMC duy nhất. Giao diện này nhằm mục đích điều hành, khai
thác và bảo dỡng các phần tử trong mạng.
21
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
2.2.2.2.Giao diện với PSTN

Giao diện giữa các mạng GSM với mạng thoại PSTN đợc chuẩn hoá bằng các
luồng PCM32, với hệ thống báo hiệu CCS7 hoặc MFC:R2, tuỳ thuộc vào mạng
thoại. Chỉ có các dịch vụ có mặt ở cả hai mạng mới cung cấp đợc cho các cuộc
nối liên quan đến thuê bao trong mạng thoại.
2.2.2.3.Giao diện với ISDN
Giao diện mạng GSM với ISDM đợc chuẩn hoá theo tiêu chuẩn giao diện của
ISDN (giao diện sơ cấp) và sử dụng hệ thống báo hiệu CCS7 (ISUP) để cung cấp
các dịch vụ thoại, số liệu
2.2.2.4.Giao diện với PSDN
Giao diện với mạng số liệu X25 cũng đợc tiêu chuẩn hoá ở GSM. Cấu trúc của
giao diện phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng nhà khai thác. Trong thực tế, việc
cung cấp dịch vụ số liệu trong mạng GSM theo tiêu chuẩn X25 khá phức tạp cả phần
cứng cũng nh phần mêm của mạng. Do vậy giá thành rất cao. Đồng thời việc ghép
nối với PSDN cũng cần thiết bị tơng ứng PAD. Hơn nữa, dịch vụ số liệu trong GSM
cho đến nay không mấy hấp dẫn và ít phát triển.
2.2.2.5.Giao diện với PLMN qua PSTN/ISDN
Giao diện giữa các mạng GSM với nhau thông qua mạng PSTN hoặc ISDN
đợc tiêu chuẩn hoá cho GSM. Giữa các MSC của hai mạng có hai loại báo hiệu
đợc trao đổi khi nối mạng.
Các chức năng xử lý cuộc gọi cơ bản, phụ thuộc vào hệ thống báo hiệu của
mạng cố định (CCS7- ISUP, R2).
Các chức năng của MAP dành riêng cho GSM đợc quy định trong SCCP của
hệ thống báo hiệu số 7.
2.3.Ph ơng thức báo hiệu trên giao diện vô tuyến Um
Phơng thức này sử dụng giao thức lớp 2 trong mô hình OSI là LAPDm ( Link
Access Protocol on Dm Channel ), lớp này cung cấp đờng truyền tin cậy giữa
trạm di động và mạng. Ngoài ra còn đợc sử dụng ở lớp 3 đảm bảo các thủ tục
báo hiệu giữa trạm di động và mạng. Nó chia thành ba lớp con : RR, MM, CM
Quản lý tài nguyên vô tuyến RR ( Radio Resource Management ) xử lý việc
thiết lập, duy trì, kết thúc các cuộc nối của dịch vụ di động.

Quản lý máy di động MM ( Mobility Management ) lu giữ các số liệu tạm
thời, quyết định việc cung cáp dịch vụ, xác định vị trí, quyền truy nhập mạng của
thuê bao di động.
Quản lý nối thông CM ( Connection Management ) trao đổi các mẫu tin giã
mạng với thuê bao chủ gọi. Nó bao gồm 3 phần tử :
- Điều khiển cuộc gọi ( CC )
22
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
- Phần tử đảm bảo dịch vụ bổ sung ( SS )
- Phần tử đảm bảo dịch vụ bản tin ngắn ( SMS )
2.3.1 Giao diện ABIS ( BTS - BSC )
Abis là giao diện giữa BTS và BSC đợc sử dụng để trao đổi thông tin thuê bao
( thoại, số liệu, ) và thông tin điều khiển ( đồng bộ, ). Các bản tin đợc trao
đổi ở giao diện này có nhiều nguồn gốc và nơi nhận khác nhau : nh bản tin giữa
BSC và BTS, bản tin giữa MS và các phần tử khác của mạng, Giao tiếp Abis sử
dụng giao thức ở lớp hai gọi là thủ tục thâm nhập đờng truyền kênh D : LAPD
( Link Access Procedure on D Channel ).
2.3.2 Giao diện A ( BSC - MSC )
Đây là giao diện giữa MSC và BSC của hệ thống con trạm gốc BSS. Giao diện
này đợc sử dụng cho các bản tin giã MSC và MS. Ví dụ bản tin giữa MSC và MS
sử dụng các giao thức sau :
- CM : Quản lý nối thông : đợc sử dụng để điều khiển quản lý cuộc gọi ( nh
thiết lập, giải phóng và giám sát cuộc gọi), quản lý các dịch vụ bổ xung và dịch
vụ bản tin ngắn.
- MM: Quản lý di động: đợc sử dụng để quản lý vị trí cũng nh tính bảo mật của
trạm di động.
Giao diện này sử dụng các luồng chuẩn PCM 32.
2.4. Khái niệm cụm ( Burst ) trong thông tin di động.
Cụm : Khuôn mẫu thông tin ở một khe thời gian trên kênh TDMA đợc gọi là
một cụm, nghĩa là trong khoảng thời gian đồng đều ( cứ 8 khe thời gian một lần

ở kênh TDMA ) ta gửi đi một cụm của một loại thông tin (xét từ MS )
Có 5 loại cụm khác nhau.
2.4.1. Cụm bình th ờng.
Cụm này đợc sử dụng để mang thông tin ở TCH và các kênh điều khiển trừ
kênh RACH, SCH và FCCH.
Các bit mật mã gồm 57 bit số liệu hay tiếng đợc mật mã cộng với một cờ
lấy cắp chỉ thị xem cụm này có đợc lấy cắp cho báo hiệu FACCH hay không.

Hình 9: Cụm bình thờng
Chuỗi hớng dẫn là một mẫu biết trớc để bộ cân bằng có thể lập mô hình kênh.
Sở dĩ chuỗi hớng dẫn đợc đặt ở giữa vì kênh này luôn luôn thay đổi. Khi đặt nó ở
đây có thể hi vọng rằng kênh này không quá khác khi nó tác động lên chuỗi h-
23
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
ớng dẫn so với khi nó tác động lên các bit thông tin. Nếu ta đặt chuỗi hớng dẫn ở
đầu cụm thì mẫu kênh do ta tạo ra không đúng với các bit ở cuối cụm.
Các bit đuôi (TB) luôn luôn là 000. Các bit này giúp cho bộ cân bằng biết
đợc đâu là đầu và cuối mẫu bit, vì thuật toán bọ cân bằng cần điểm khỏi đầu và
kết thúc.
Khoảng bảo vệ (GP) là một khoảng trống. Nếu có cực đại là 8 ngời sử dụng
trên một sóng mang với 8 khe thời gian khác nhau, ta cần đảm bảo rằng họ
không bị chồng lấn lên nhau trong quá trình truyền dẫn. Trong thực tế rất khó có
thể đồng bộ chính xác các cụm (khi không có GP) vì các trạm di động luôn luôn
chuyển động trong quá trình cuộc gọi. Vì thế các cụm của trạm di động hơi trợt
so với nhau.
2.4 .2. Cụm hiệu chỉnh tần số:
Cụm này đợc sử dụng để hiệu chỉnh tần số của trạm di động. Nó tơng đơng
với sóng mang không bị điều chế.
Các bit cố định đều là không, nên bộ điều chế sẽ cung cấp một sóng mang
không bị điều chế.

Các bit đuôi giống nh cụm bình thờng.
Khoảng bảo vệ giống nh cụm bình thờng.
Hình 10: Cụm hiệu chỉnh tần số
2.4.3. Cụm đồng bộ.
Cụm này đợc sử dụng để đồng bộ thời gian của trạm di động. Nó chứa một
chuỗi đồng bộ dài dễ dàng nhận biết và mang thông tin của số khung TDMA
cùng với mã nhận dạng trạm cơ sở BISC.
BSIC đợc trạm di động sử dụng để kiểm tra nhận dạng BTS khi đo cờng độ tín
hiệu ( để tránh đo nhầm ở các ô đồng kênh ). Nó cũng đợc sử dụng để phát hiện
sự thay đổi PLMN ( ngời khai thác ).
24
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Hình11 : cụm đồng bộ
2.4.4 Cụm thâm nhập(AB)
Sử dụng để thâm nhập ngẫu nhiên và có GP để dành cho cụm từ trạm di động,
vì trạm này ở lần thâm nhập đầu tiên không thể định trớc thời gian(hay sau khi
chuyển giao đến BTS mới).Trạm di động có thể xa BTS nghĩa là cụm đầu tiên sẽ
đến muộn và không có định trớc thời gian ở cụm đầu, cụm này phải ngắn hơn để
tránh chồng lấn cụm này với khe thời gian sau.
Hình 12: Cụm thâm nhập
25