xây dựng hệ thống sms trường đại học giao thông vận tải tp. hồ chí minh

MỤC LỤC
  
MỤC LỤC I
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IV
DANH MỤC HÌNH ẢNH V
DANH MỤC BẢNG BIỂU VIII
LỜI MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Tình hình nghiên cứu 1
3. Mục đích nghiên cứu 1
4. Nhiệm vụ nghiên cứu 2
5. Phương pháp nghiên cứu 2
6. Các kết quả đạt được của đề tài 2
7. Kết cấu của Luận văn tốt nghiệp 3
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 4
1.1 Lý do chọn đề tài 4
1.2 Mục đích nghiên cứu 4
1.3 Phương pháp nghiên cứu 4
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4
1.4.1 Ý nghĩa khoa học 4
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn 5
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TOÀN CẦU GSM 6
2.1 Giới thiệu 6
2.1.1 Hệ thống thông tin di động GSM 6
2.1.2 Cấu trúc mạng GSM 8
2.1.3 Chức năng các thành phần 10
Trang i
2.2 Tổng quan về tin nhắn SMS 15
2.2.1 Giới thiệu về SMS 15
2.2.2 Cấu trúc tin nhắn SMS 18
2.2.3 Các loại tin nhắn SMS 19

2.2.4 SMS Center 20
2.3 Tìm hiểu về modem 3G Viettel HSPA 21
2.3.1 Thông số kỹ thuật 21
2.3.2 Cấu tạo modem 3G 22
PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRA CỨU THÔNG TIN 25
3.1 Phân tích hệ thống đang sử dụng 25
3.1.1 Mô hình 25
3.1.2 Đặc điểm tính năng của hệ thống 26
3.2 Phân tích các giải pháp thay thế 27
3.2.1 Liệt kê các giải pháp 27
3.2.2 Giới thiệu giải pháp sử dụng modem GSM 28
3.3 Thiết kế hệ thống 29
3.3.1 Định hướng xây dựng sản phẩm 29
3.3.2 Chức năng của sản phẩm 30
3.3.3 Một số tiền đề có sẵn 30
3.3.4 Mô hình và phương thức hoạt động 31
3.3.5 Yêu cầu phần cứng 32
3.3.6 Các vấn đề cần giải quyết 33
3.3.7 Kiến trúc hệ thống và phối hợp hoạt động 34
3.3.8 Thuật toán điều phối giao tiếp với thiết bị modem 35
3.3.9 Transaction SQL đảm bảo toàn vẹn dữ liệu 37
3.3.10 Thiết kế cơ sở dữ liệu 39
XÂY DỰNG HỆ THỐNG SMS TRA CỨU VÀ GỬI THÔNG TIN 48
4.1 Giới thiệu hệ thống GTS SMS Gateway 48
Trang ii
4.2 Lưu đồ chức năng hệ thống 49
4.2.1 Lưu đồ xử lý chức năng tra cứu thông tin 49
4.2.2 Lưu đồ xử lý chức năng gửi thông tin nội bộ 54
4.3 Triển khai chương trình 56
4.3.1 Khởi tạo kết nối với cổng COM 56

4.3.2 Đóng kết nối giải phóng cổng COM 57
4.3.3 Gửi tin nhắn 59
4.3.4 Đọc tin nhắn 61
4.3.5 Xoá tin nhắn 62
4.3.6 Ghi tập tin cấu hình Xml 62
4.3.7 Đọc thiết lập hệ thống từ tập tin cấu hình 64
4.3.8 Tạo chuỗi kết nối cơ sở dữ liệu 64
4.4 Cài đặt và vận hành hệ thống 65
4.4.1 Giao diện chương trình 65
4.4.2 Vận hành và kiểm thử hệ thống 81
KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 91
5.1 Những vấn đề đạt được 91
5.2 Những hạn chế 91
5.3 Hướng phát triển 92
KẾT LUẬN 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO 94
Tiếng Việt 94
Tiếng Anh 94
PHỤ LỤC 95
A.MÃ LỖI THIẾT BỊ MODEM 95
B.CÚ PHÁP TIN NHẮN 96
C.THÊM MỘT CÚ PHÁP NHẮN TIN 97
Trang iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
  
A
AN Access Network
AuC Authentication Center
B
BTS Base Transceiver Station

BSC Base Station Controller
BSS Base Station Subsystem
C
CDMA Code Division Multiple Access
CEPT Conference of European Posts and Telegraphs
COM Communication
E
ETSI European Telecommunication Standards Institute
EIR Equipment Identification Register
G
GSM Global System for Mobile Communications
GSM Groupe Spécial Mobile
GMSC Gateway Mobile Switching Center
H
HLR Home Location Register
I
IMEI International Mobile Equipment Identity
IMSI International Mobile Subscriber Identity
ISDN Integrated Services Digital Network
IM Instant Messaging
M
MS Mobile Station
MSC Mobile Switching Center
ME Mobile Equipment
MSISDN Mobile Subscriber Intergrated Services Digital Network number
N
NSS Network switching SubSystem
NMC Network Management Center
O
OSS Operation and Support SubSystem

OMC Operation & maintenance Center
P
PSTN Public Switched Telephone Network
PLMN Public Land Mobile Network
R
Trang iv
RSS Radio SubSystem
RSC Rich Communication Services
S
SIM Subscriber Identity Module;
SMS Shot Message Service
SMSC Short Message Services Center
SMPP Short Message Peer to Peer
T
TRAU Trancoder and Rate Adapter Unit
TMSI Temporary Mobile Subscriber Identity
U
USB Universal Serial Bus
USIM Universal Subscriber Identity Module
V
VLR Visitor Location Register
DANH MỤC HÌNH ẢNH
  
Hình 2.1: Mạng tế bào vô tuyến 7
Hình 2.2: Cấu trúc chung của một mạng GSM 8
Hình 2.3: Thống kê dịch vụ SMS năm 2012[7] 16
Hình 2.4: Tốc độ phát triển nhanh chóng của SMS[7] 17
Hình 2.5: Cấu trúc một tin nhắn SMS 18
Hình 2.6: Một mẫu modem Viettel HSPA 21
Hình 2.7: Cấu tạo modem 3G Viettel HSPA 23

Hình 2.8: Quy trình tháo lắp thiết bị 24
Hình 3.1: Mô hình hệ thống Bulk SMS của FiboSMS 25
Hình 3.2: Sơ đồ kết nối các thành phần của hệ thống 32
Hình 3.3: Mô hình hoạt động của các môđun 35
Hình 3.4: Cấu trúc bảng MSGIN 39
Hình 3.5: Cấu trúc bảng MSGOUT 40
Hình 3.6: Cấu trúc bảng DANHBA 41
Hình 3.7: Cấu trúc bảng GROUPS 41
Hình 3.8: Cấu trúc bảng INGROUP 42
Trang v
Hình 3.9: Cấu trúc bảng SINHVIEN 43
Hình 3.10: Cấu trúc bảng MONHOC 44
Hình 3.11: Cấu trúc bảng DIEM 45
Hình 3.12: Cấu trúc bảng CAUTRUCSMS 45
Hình 3.13: Biểu đồ quan hệ thực thể 46
Hình 4.1: Lưu đồ tiến trình Đọc SMS 50
Hình 4.2: Lưu đồ tiến trình Xử Lý SMS 51
Hình 4.3: Lưu đồ tiến trình Gửi SMS 53
Hình 4.4: Lưu đồ môđun Gửi SMS Hàng Loạt 55
Hình 4.5: Lưu đồ kết nối với cổng COM 57
Hình 4.6: Lưu đồ đóng kết nối với cổng COM 58
Hình 4.7: Lưu đồ gửi SMS 60
Hình 4.8: Lưu đồ đọc tin nhắn 61
Hình 4.9: Lưu đồ xoá tin nhắn 62
Hình 4.10: Lưu đồ ghi tập tin xml 63
Hình 4.11: Lưu đồ đọc thiết lập hệ thống 64
Hình 4.12: Lưu đồ xây dựng chuỗi kết nối cơ sở dữ liệu 65
Hình 4.13: Màn hình thiết lập kết nối tới cổng COM 66
Hình 4.14: Giao diện màn hình chính 67
Hình 4.15: Giao diện màn hình cài đặt 68

Hình 4.16: Giao diện màn hình cài đặt kết nối COM 69
Hình 4.17: Giao diện màn hình cài đặt kết nối SQL 70
Hình 4.18: Giao diện màn hình cài đặt Gateway 71
Hình 4.19: Giao diện màn hình thông tin hệ thống 72
Hình 4.20: Giao diện màn hình tin nhắn đến 73
Hình 4.21: Giao diện màn hình quản lý cú pháp tin nhắn 73
Hình 4.22: Giao diện màn hình thêm cú pháp nhắn tin 74
Hình 4.23: Lưu đồ thành phần xử lý trong tiến trình Xử Lý SMS 75
Hình 4.24: Giao diện màn hình gửi tin nhắn theo danh bạ 76
Trang vi
Hình 4.25: Giao diện danh sách gửi theo danh bạ 77
Hình 4.26: Giao diện danh sách gửi chọn từ nhóm 77
Hình 4.27: Giao diện màn hình quản lý danh bạ 78
Hình 4.28: Giao diện màn hình nhập danh bạ 79
Hình 4.29: Giao diện màn hình quản lý nhóm 80
Hình 4.30: Giao diện màn hình tổng quan 81
Hình 4.31: Chọn Run AutoRun.exe trong hộp thoại AutoPlay 82
Hình 4.32: Chọn ngôn ngữ và chế độ cài đặt 82
Hình 4.33: Kết thúc quá trình cài đặt 83
Hình 4.34: Cài đặt xong trình điều khiển cho thiết bị 83
Hình 4.35: Thiết bị đã nhận được tín hiệu sóng 84
Hình 4.36: Xác định cổng COM thiết bị kết nối đến 84
Hình 4.37: Chọn số điện thoại nhận tin nhắn 85
Hình 4.38: Xác nhận đã chọn xong danh sách người nhận 85
Hình 4.39: Màn hình khi đã nhập nội dung và chọn người nhận 86
Hình 4.40: Thông báo kết quả gửi tin nhắn 86
Hình 4.41: Tin nhắn từ hệ thống đến điện thoại của người nhận 87
Hình 4.42: Chức năng tra cứu đang hoạt động 88
Hình 4.43: Người dùng gửi tin nhắn truy vấn và nhận phản hồi 90
Trang vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU
  
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật modem 3G Viettel HSPA 21
Bảng 3.1: So sánh chức năng các dịch vụ của Fibo SMS Hosting 26
Bảng 3.2: Tính năng tổng quát của dịch vụ Fibo SMS Hosting 26
Bảng 3.3: Bảng giá gói dịch vụ LC SMS của Fibo SMS Hosting 27
Bảng 3.4: Yêu cầu phần cứng cài đặt hệ thống 33
Bảng 4.1: Tham số kết nối cổng COM 56
Bảng 4.2: Tham số gửi tin nhắn 59
Bảng 4.3: Tham số đọc tin nhắn 61
Bảng 4.4: Tham số xoá tin nhắn 62
Bảng 4.5: Tham số kết nối cơ sở dữ liệu 64
Bảng 4.6: Chức năng của cài đặt kết nối 66
Bảng 4.7: Chức năng của màn hình chính 67
Bảng 4.8: Chức năng của màn hình cài đặt 68
Bảng 4.9: Chức năng của màn hình cài đặt kết nối COM 69
Bảng 4.10: Chức năng của màn hình cài đặt kết nối SQL 70
Bảng 4.11: Chức năng của màn hình cài đặt Gateway 71
Bảng 4.12: Chức năng của màn hình quản lý cú pháp nhắn tin 74
Bảng 4.13: Chức năng của màn hình thêm cú pháp nhắn tin 74
Bảng 4.14: Chức năng của màn hình gửi tin nhắn theo danh bạ 76
Bảng 4.15: Chức năng của màn hình quản lý danh bạ 78
Bảng 4.16: Chức năng của màn hình nhập danh bạ 79
Bảng 4.17: Chức năng của màn hình quản lý nhóm 80
Trang viii
LỜI MỞ ĐẦU
  
1. Tính cấp thiết của đề tài
Vấn đề sử dụng tin nhắn để hỗ trợ thông tin trong các lĩnh vực kinh doanh đã
xuất hiện từ rất sớm và được xem là những công cụ kinh doanh rất hiệu quả, nhưng

việc áp dụng tin nhắn hỗ trợ trong lĩnh vực giáo dục còn hạn chế.
SMS đang trở thành một loại hạ tầng thông tin không thể thiếu trong cuộc
sống thường ngày từ vui chơi giải trí, thương mại, xã hội với mức độ phổ biến rất
cao. Sự phổ biến của SMS làm nên điểm mạnh của giải pháp, đó là việc truyền
thông, giao tiếp rất nhanh chóng và dễ dàng. Tỉ lệ người sử dụng điện thoại của Việt
Nam hiện tại đạt mức xấp xỉ 70% dân số, với tình hình này việc phổ cập thông tin
qua SMS là điều thuận tiện nhất và tiết kiệm công sức hơn nhiều so với giao tiếp
truyền thống. Hệ thống sẽ tạo một kênh thông tin tiện lợi, nhanh chóng với chi phí
hợp lý giữa nhà trường với các phụ huynh, học sinh cũng như giáo viên và cả nhân
viên của trường.
2. Tình hình nghiên cứu
Vấn đề ứng dụng SMS trong doanh nghiệp đã được triển khai từ rất sớm để
phục vụ cho quảng bá sản phẩm cũng như thông tin doanh nghiệp đến đông đảo
người dùng di động, nhưng những ứng dụng sử dụng SMS trong trường học thì vẫn
đang còn khá mới lạ. Nổi bật là một số dịch vụ của các nhà cung cấp như: tính năng
SMS Parents trong gói phần mềm quản lý nhà trường SMAS 2.0 của công ty viễn
thông quân đội Viettel; ứng dụng School SMS quản lý tình trạng học tập của học
sinh của công ty TNHH Fibo; hệ thống Sổ Liên Lạc Điện Tử của công ty TNHH
viễn thông Sao Xanh.
3. Mục đích nghiên cứu
Với mục đích tạo ra một hướng tiếp cận thông tin mới cho sinh viên, phụ
huynh, cán bộ giảng viên của trường Đại Học Giao thông Vận tải TP.HCM. Người
Trang 1
dùng có thể lấy được các thông tin một cách linh động hơn thông qua tin nhắn điện
thoại, từ đó nâng cao mối quan hệ nhà trường, phụ huynh và sinh viên. Đồng thời
hệ thống còn mở ra một hướng mới cho công tác trao đổi thông tin trong nhà trường
giữa các phòng ban một cách nhanh chóng, kịp thời và tiết kiệm chi phí.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
 Khảo sát thực trạng và nhu cầu của trường trong việc trao đổi thông tin.
 Tìm hiểu các lựa chọn và so sánh để tìm giải pháp tốt nhất.

 Xây dựng và thực nghiệm được hệ thống thông tin SMS.
5. Phương pháp nghiên cứu
 Tham khảo tài liệu số về hệ thống GSM trên mạng.
 Tham khảo tài liệu giấy từ nguồn luận văn của thư viện trường.
 Tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn.
6. Các kết quả đạt được của đề tài
Sau một thời gian nghiên cứu tìm hiểu, tiếp cận và thực hiện luận văn đã đạt
được những yêu cầu ban đầu đề ra:
 Tìm hiểu và nắm bắt được những khái niệm cũng như cấu trúc cơ bản về hệ
thống thông tin di động toàn cầu GSM.
 Tiếp cận được những nền tảng lập trình ứng dụng kết hợp đồ hoạ cao tạo nên
giao diện người dùng thân thiện và dễ sử dụng.
 Lập trình được hệ thống tra cứu kết quả học tập của sinh viên. Hệ thống còn có
khả năng gửi tin nhắn thông báo tin tức theo nhóm hoặc theo số điện thoại chỉ
định.
 Thống kê hoạt động hệ thống dưới dạng biểu đồ trực quan.
 Xây dựng thành công ứng dụng tổng đài SMS (GTS SMS Gateway) hỗ trợ tra
cứu và thông tin nội bộ trường Đại học Giao thông Vận tải Tp. Hồ Chí Minh.
Ngoài ra hệ thống còn được cải tiến những chức năng:
 Lập trình phương pháp gửi nhận và xử lý tin nhắn linh hoạt giúp hệ thống có thể
tạo ra nhiều cú pháp nhắn tin, không phụ thuộc vào sự lập trình sẵn, giúp
chương trình có thể mở rộng tối đa chức năng dựa vào cơ sở dữ liệu.
Trang 2
 Tiếp nhận và xử lý tin nhắn nhóm từ điện thoại di động gửi đến, với chức năng
này người dùng chỉ cần gửi một tin nhắn với cú pháp theo mẫu và nội dung cần
gửi đến hệ thống, hệ thống sẽ xác thực quyền quản trị nhóm và gửi nội dung
thông báo đến tất cả các thành viên trong nhóm.
7. Kết cấu của Luận văn tốt nghiệp
Luận văn tốt nghiệp gồm có 05 (năm) chương.
Chương 1. Giới thiệu về đề tài.

Nội dung chương 1 chủ yếu đề cập đến lý do chọn đề tài, mục đích, phương
pháp thực hiện đề tài và ý nghĩa của đề tài.
Chương 2. Tìm hiểu về hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM.
Chương 2 trình bày các khái niệm cũng như tìm hiểu một cách tổng quan hệ
thống thông tin di động toàn cầu, các kiến thức nền tảng về tin nhắn SMS.
Chương 3. Phân tích thiết kế hệ thống tra cứu thông tin.
Chương 3 tập trung vào phân tích hệ thống đang sử dụng, đưa ra các giải
pháp và thiết kế hệ thống tra cứu thông tin, thiết kế cơ sở dữ liệu.
Chương 4. Xây dựng hệ thống SMS tra cứu và gửi thông tin.
Chương 4 đi sâu thể hiện các chức năng và các thuật toán đã phân tích ở
chương 3 bằng lưu đồ, trình bày các bước để triển khai xây dựng hệ thống SMS tra
cứu và gửi thông tin.
Chương 5. Kết quả và hướng phát triển.
Chương 5 trình bày các vấn đề sau khi xây dựng ứng dụng, các kết quả đạt
được cũng như những mặt hạn chế và những hướng phát triển cho ứng dụng.
Trang 3
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Lý do chọn đề tài
Dịch vụ SMS xuất hiện đầu tiên trên hệ thống vô tuyến vào năm 1991 ở châu
Âu. Đến nay SMS đang trở thành một loại hạ tầng thông tin không thể thiếu trong
cuộc sống thường ngày từ vui chơi giải trí, thương mại, xã hội, mức độ phổ biến của
nó là rất cao. Những lợi ích mà dịch vụ SMS mang lại tập trung ở những điểm như
sự thuận tiện, tính linh hoạt và tính hợp nhất của dịch vụ nhắn tin và truy nhập dữ
liệu. SMS cũng loại bỏ sự cần thiết phải có các thiết bị riêng biệt cho việc nhắn tin
do các dịch vụ có thể tích hợp vào một thiết bị vô tuyến đầu cuối đơn nhất là di
động. Hướng tới sự thuận tiện và linh hoạt trong hoạt động trao đổi thông tin giữa
nhà trường và sinh viên, phụ huynh, tôi đã chọn nghiên cứu đề tài “Xây dựng hệ
thống SMS trường Đại học Giao thông Vận tải thành phố Hồ Chí Minh”.
1.2 Mục đích nghiên cứu

 Nghiên cứu tổng quan về hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM và hệ thống
gửi, nhận tin nhắn SMS.
 Khảo sát thực trạng và nhu cầu của trường trong việc trao đổi thông tin.
 Xây dựng và thực nghiệm được hệ thống thông tin SMS.
1.3 Phương pháp nghiên cứu
 Tham khảo tài liệu số về hệ thống GSM trên mạng.
 Tham khảo tài liệu giấy từ nguồn luận văn của thư viện trường.
 Tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn.
 Triển khai thực nghiệm trên hệ thống đã xây dựng để kiểm chứng lý thuyết đã
nghiên cứu được.
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.4.1 Ý nghĩa khoa học
 Cung cấp một bộ tài liệu học tập và tham khảo cho các khoá sau.
Trang 4
 Cung cấp bộ tài liệu tập huấn sử dụng và triển khai hệ thống SMS cho trường
Đại học Giao thông Vận tải Tp. Hồ Chí Minh.
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn
 Phần nghiên cứu lý thuyết sẽ cung cấp một cách nhìn tổng quát về kỹ thuật công
nghệ GSM.
 Đề tài có thể giúp nhà trường, sinh viên và phụ huynh có thêm kênh thông tin
mới, mở ra một hướng mới cho công tác trao đổi thông tin trong nhà trường một
cách nhanh chóng, kịp thời và tiết kiệm chi phí.
Trang 5
CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TOÀN CẦU GSM
2.1 Giới thiệu
2.1.1 Hệ thống thông tin di động GSM
Hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System for Mobile
Communications, viết tắt: GSM) là một công nghệ dùng cho mạng thông tin di
động. GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động trên thế giới. Trong thời

gian đầu những năm 1980, hệ thống điện thoại cố định đã và đang tăng trưởng
nhanh chóng không chỉ ở châu Âu, đặc biệt ở Bắc Âu và Vương quốc Anh, mà còn
ở Pháp và Đức. Tuy nhiên mỗi quốc gia phát triển một hệ thống riêng của mình,
không hề tương thích về thiết bị và cả phương pháp hoạt động với bất kỳ quốc gia
nào khác. Những người châu Âu đã sớm nhận ra điều này. Vào năm 1982, Hội nghị
châu Âu về Bưu chính và Viễn thông (Conference of European Posts and
Telegraphs, viết tắt: CEPT) đã thành lập một nhóm nghiên cứu đặc biệt về điện
thoại di động (Groupe Spécial Mobile, viết tắt: GSM) để phát triển một chuẩn tế
bào số mới đáp ứng với nhu cầu ngày càng tăng của mạng di động châu Âu. Vào
năm 1989, công việc quản lý tiêu chuẩn và phát triển mạng GSM được chuyển giao
cho viện Tiêu chuẩn viễn thông châu Âu (European Telecommunication Standards
Institute, viết tắt: ETSI), và các tiêu chuẩn, đặc tính cũng như thông số kỹ thuật của
GSM đã được công bố vào năm 1990. “Vào cuối năm 1993 đã có hơn 1 triệu thuê
bao sử dụng mạng GSM của 70 nhà cung cấp dịch vụ trên 48 quốc gia. Vào cuối
năm 1995, GSM vượt ngưỡng 10 triệu, vào năm 1998 con số đó là 100 triệu và đến
2004 GSM cán mốc 1 tỉ thuê bao” (số liệu dịch từ Wikipedia tiếng Anh)
[10]
.
GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động trên thế giới. Khả năng
phủ sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên phổ biến, cho phép
người sử dụng có thể sử dụng điện thoại di động của họ ở nhiều vùng. GSM khác
với các tiêu chuẩn tiền thân của nó về cả tín hiệu và tốc độ cũng như chất lượng
Trang 6
cuộc gọi và được xem là một hệ thống điện thoại di động thế hệ thứ 2 (Second
Generation, viết tắt: 2G). Lợi thế chính của GSM là chất lượng cuộc gọi tốt hơn, giá
thành thấp và kèm theo dịch vụ tin nhắn. GSM cho phép nhà điều hành mạng có thể
triển khai thiết bị từ nhiều người cung ứng và dịch vụ luôn sẵn sàng ở mọi nơi, vì
thế người sử dụng có thể dùng điện thoại của họ ở khắp nơi trên thế giới. Hệ
thống thông tin di động toàn cầu GSM là hệ thống thông tin di động số Cellular
gồm nhiều ô (cell). Cell chính là đơn vị nhỏ nhất của mạng, có hình dạng trên lý

thuyết là một hình lục giác. Trong mỗi ô có một trạm vô tuyến gốc (Base
Transceiver Station, viết tắt: BTS) liên lạc với tất cả các trạm di động (Mobile
Station, viết tắt: MS) có mặt trong ô. Khi trạm di động di chuyển ra ngoài vùng phủ
sóng của ô, nó phải được chuyển giao sang làm việc với BTS của ô khác.
Hình 2.1: Mạng tế bào vô tuyến.
“Công nghệ GSM đã vào Việt Nam từ năm 1993 qua việc cung cấp hệ thống
đầu tiên ở miền Bắc. Đến năm 2006, ba mạng GSM của Việt Nam là Mobifone,
VinaPhone và Viettel đã có tổng cộng 11 triệu thuê bao, chiếm 95% số người dùng
Trang 7
điện thoại di động tại Việt Nam”
[2, tr. 8]
. “Tính đến hết tháng 11/2012, số thuê bao
điện thoại phát triển mới tại Việt Nam đã đạt trên 11,2 triệu thuê bao, nâng tổng số
thuê bao điện thoại của cả nước lên 135,9 triệu, trong đó có 120,9 triệu thuê bao di
động”
[5]
. Công nghệ SIM thuận tiện và chuyển vùng quốc tế với hầu hết các quốc
gia, đáp ứng những nhu cầu căn bản hiện tại của khách hàng như thoại, nhắn tin,
truyền số liệu tốc độ thấp, GSM được dự đoán sẽ vẫn còn tiếp tục thống trị thị
trường thoại di động toàn cầu trong thời gian tới.
2.1.2 Cấu trúc mạng GSM
Một mạng GSM bao gồm một số thực thể có chức năng và giao diện được
chỉ định.
Hình 2.2: Cấu trúc chung của một mạng GSM.
Mạng GSM có thể được chia làm ba phân hệ chính là phân hệ vô tuyến, phân
hệ chuyển mạch, phân hệ khai thác và hỗ trợ.
Phân hệ vô tuyến (Radio Subsystem, viết tắt: RSS) bao gồm:
 Trạm di động MS chính là các thuê bao di động.
Trang 8
 Hệ thống trạm gốc (Base Station Subsystem, viết tắt: BSS) hay còn gọi là mạng

lưới truy cập (Access Network, viết tắt: AN) điều khiển kết nối vô tuyến với
trạm di động.
Phân hệ chuyển mạch (Network Switching Subsystem, viết tắt: NSS) bao gồm:
 Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động (Mobile Switching Center, viết tắt:
MSC) thực hiện việc chuyển đổi các cuộc gọi giữa những thuê bao di động với
nhau và giữa những thuê bao cố định và di động.
 Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng (Public Switched Telephone Network,
viết tắt: PSTN) là một hệ thống chuyển mạch điện, truyền tải cuộc gọi bằng tín
hiệu tương tự (analog).
 Bộ định vị thường trú (Home Location Register, viết tắt: HLR) chứa các thông
tin liên quan đến hợp đồng thuê bao của người dùng, mang tính cố định, không
thay đổi.
 Bộ định vị tạm trú (Visitor Location Register, viết tắt: VLR) chứa các thông tin
liên quan đến thuê bao lấy từ HLR và vị trí của thuê bao trong vùng VLR đó,
thông tin này chỉ mang tính tạm thời.
 Trung tâm xác thực (Authentication Center, viết tắt: AuC) là một cơ sở dữ liệu
lưu trữ một bản sao của khoá bí mật trong thẻ SIM của mỗi thuê bao, được sử
dụng để xác thực và mã hoá tín hiệu.
 Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị (Equipment Identification Register, viết tắt: EIR)
cho phép kiểm soát và khống chế các điện thoại di động.
 Trung tâm chuyển mạch cổng di động (Gateway Mobile Switching Center, viết
tắt: GMSC) có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí thuê bao và định tuyến cuộc gọi
đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm hiện thời.
Phân hệ khai thác và hỗ trợ (Operation and Support Subsystem, viết tắt: OSS) bao
gồm:
 Trung tâm quản lý mạng (Network Management Center, viết tắt: NMC) được
đặt tại trung tâm của hệ thống, chịu trách nhiệm cung cấp chức năng quản lý cho
toàn bộ mạng.
Trang 9
 Trung tâm vận hành và bảo dưỡng (Operation and Maintenance Center, viết tắt:

OMC) cung cấp các chức năng chính để điều khiển và giám sát các bộ phận
trong mạng như BTS, MSC, cơ sở dữ liệu,… nhằm quản lý thiết bị di động, tính
cước.
2.1.3 Chức năng các thành phần
2.1.3.1 Phân hệ vô tuyến RSS
Phân hệ vô tuyến là chiếc cầu nối giữa MS và tổng đài, liên kết thuê bao di động với
các dịch vụ viễn thông.
 Trạm di động MS
Bao gồm các thiết bị di động (Mobile Equipment, viết tắt: ME) và một thẻ
nhận dạng thuê bao (Subscriber Identity Module, viết tắt: SIM). Thiết bị di động là
phần cứng để thuê bao có thể truy cập vào mạng, xử lý giao diện vô tuyến và cung
cấp các giao diện với người dùng như màn hình, bàn phím, loa. Ở nhiều nơi trên thế
giới, các thiết bị di động được xác định duy nhất nhờ vào số nhận dạng quốc tế
(International Mobile Equipment Identity, viết tắt: IMEI).
SIM là một thẻ thông minh gắn chặt với người dùng trong vai trò là một thuê
bao duy nhất, được thiết kế tách rời để có thể làm việc với nhiều thiết bị di động
khác nhau. SIM chứa số nhận dạng thuê bao (International Mobile Subscriber
Identity, viết tắt: IMSI) để xác định thuê bao trong hệ thống, một khoá bí mật để
xác thực và các thông tin về dịch vụ khác.
 Hệ thống trạm gốc BSS
Gồm hai thành phần chính đó là trạm thu phát gốc BTS và bộ điều khiển
trạm gốc (Base Station Controller, viết tắt: BSC). Mỗi BTS bao gồm các thiết bị
anten thu/phát xử lý các giao thức vô tuyến liên kết với các trạm di động, đồng thời
BTS cũng tạo ra một khu vực phủ sóng gọi là tế bào (cell). Bộ phận quan trọng của
BTS là khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ (Trancoder and Rate Adapter Unit,
viết tắt: TRAU) có nhiệm vụ chuyển đổi mã thông tin từ các kênh vô tuyến 16 Kb/s
Trang 10
theo tiêu chuẩn GSM sang các kênh thoại tiêu chuẩn 64 Kb/s trước khi chuyển đến
tổng đài. Thành phần thứ hai của hệ thống trạm gốc BSS là BSC có chức năng như
là một tổng đài con, có vai trò chính là quản lý và chuyển giao các kênh ở giao diện

vô tuyến. Một BSC có thể quản lý từ hàng chục đến hàng trăm BTS tuỳ thuộc vào
lưu lượng của mỗi BTS.
2.1.3.2 Phân hệ chuyển mạch NSS
Phân hệ chuyển mạch bao gồm chức năng chuyển mạch,các cơ sở dữ liệu về
thông tin của thuê bao di động, trung tâm xác thực phục vụ cho việc bảo mật thông
tin của thuê bao.
 Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC
Thành phần chính của phân hệ chuyển mạch đó là trung tâm chuyển mạch
dịch vụ di động, hoạt động như một nút chuyển đổi của mạng chuyển mạch công
cộng PSTN hoặc mạng số tích hợp đa dịch vụ (Integrated Services Digital Network,
viết tắt: ISDN), được cung cấp thêm tất cả các chức năng cần thiết để xử lý các thao
tác như đăng ký, xác thực, cập nhật vị trí và định tuyến cuộc gọi đối với một thuê
bao di động. MSC là một tổng đài thực hiện tất cả các chức năng chuyển mạch và
báo hiệu của MS nằm trong vùng địa lý do MSC quản lý.
Chức năng chính của tổng đài MSC:
o Xử lý cuộc gọi (Call processing).
o Điều khiển chuyển giao (Handover Control).
o Quản lý di động (Mobility Management).
o Tương tác mạng IWF (Interworking Function) qua GMSC.
MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số bộ điều khiển trạm
gốc BSC.
 Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN
Trang 11
Mạng PSTN dùng modem tương tự loại truyền không đồng bộ hay truyền
đồng bộ để kết nối thiết bị mạng vào mạng điện thoại công cộng. PSTN đã được
dùng như là hệ thống chuyển mạch điện thoại trong nhiều năm. Hệ thống này truyền
tải các cuộc gọi điện thoại bằng tín hiệu tương tự (analog) sử dụng cáp đồng xoắn từ
nhà và văn phòng đến nhà truyền tải. PSTN là một hệ thống chuyển mạch điện, tức
là toàn bộ mạch được thiết lập cho người gọi và người nghe. Các trạm chính của
nhà truyền tải được nối kết với nhau bằng nhiều loại phương tiện truyền thông gồm

cáp đồng, cáp quang, và các tháp truyền sóng ngắn. Các cuộc gọi thường được
chuyển qua dạng dữ liệu số (digital) để truyền tải qua các phương tiện này.
 Bộ định vị thường trú HLR
HLR là cơ sở dữ liệu tham chiếu quan trọng của một mạng GSM, có chức
năng quản lý thông tin liên quan tới việc cung cấp các dịch vụ viễn thông cho thuê
bao di động. HLR không phụ thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao di động. Một
mạng điện thoại mặt đất công cộng (Public Land Mobile Network, viết tắt: PLMN)
có thể có một hoặc vài HLR tuỳ theo số lượng thuê bao di động và được tổ chức
theo dạng phân tán hoặc tập trung. HLR lưu trữ các dữ liệu cá biệt của mỗi thuê bao
di động gồm:
o Bộ nhận dạng thuê bao đi động quốc tế (International Mobile Subscriber
Identity, viết tắt: IMSI) duy nhất cho mỗi thuê bao GSM trên toàn thế
giới.
o Số thuê bao di động (Mobile Subscriber Intergrated Services Digital
Network Number, viết tắt: MSISDN) được đánh theo quy định của mỗi
mạng di động.
o Các thông tin thuê bao về dịch vụ thoại và phi thoại.
o Danh sách các dịch vụ mà thuê bao được và bị hạn chế sử dụng.
o Số hiệu VLR hiện tại của thuê bao.
o Khi mạng có thêm thuê bao mới thì các thông tin về thuê bao sẽ được
đăng ký vào HLR.
 Bộ định vị tạm trú VLR
Trang 12
VLR là cơ sở dữ liệu về thuê bao thứ 2 trong GSM, phụ trách một hay nhiều
MSC và có chức năng lưu trữ số liệu tạm thời của các thuê bao đang nằm trong
vùng phục vụ của MSC. VLR chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang nằm trong
vùng phục vụ của MSC, nó cũng làm nhiệm vụ cập nhật vị trí của MS cho HLR
(thông qua vị trí của MSC). Dữ liệu của VLR dùng để thực hiện việc tính cước cuộc
gọi. Khi thuê bao di động tắt máy hay rời khỏi vùng phục vụ của MSC thì các số
liệu liên quan cũng sẽ hết giá trị. Một VLR bao gồm các dữ liệu như:

o Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN và số nhận dạng trạm di động tạm
thời.
o Số hiệu nhận dạng MSC đang phục vụ MS.
o Danh sách các dịch vụ mà MS được và bị hạn chế sử dụng.
o Trạng thái của MS (bận/rỗi).
 Trung tâm xác thực AuC
Mỗi thẻ SIM đều chứa một khoá bảo mật, được lưu trữ thêm một bản sao ở
AuC. Khối trung tâm này có chức năng giải mã thông tin thuê bao di động thông
qua khoá bảo mật của nhà sản xuất, nhằm hai mục đích bảo mật thông tin thuê bao
và nhà cung cấp dịch vụ. AuC cũng được kết nối đến HLR, chức năng là cung cấp
cho HLR các tần số nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật. Đường
vô tuyến cũng được AuC cung cấp mã bảo mật để chống nghe trộm, mã này được
cung cấp 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 được sử dụng để kiểm tra khi
thuê bao yêu cầu cung cấp dịch vụ, tránh việc sử dụng dịch vụ một cách trái phép.
 Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR
Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị là một cơ sở dữ liệu chứa một danh sách của
tất cả các thiết bị di động hợp lệ trên mạng. EIR có chức năng kiểm tra tính hợp lệ
của thiết bị di động thông qua số liệu nhận dạng di động quốc tế IMEI và chứa các
số liệu về phần cứng của thiết bị. Một thiết bị di động thuộc một trong các danh
sách sau:
Trang 13
o Danh sách trắng (white list): được phép truy cập và sử dụng dịch vụ đã
đăng ký.
o Danh sách xám (gray list): có nghi vấn cần kiểm tra về lỗi thiết bị, phần
mềm hoặc dịch vụ nhưng chưa đến mức bị loại trừ khỏi hệ thống.
o Danh sách đen (black list): bị cấm không cho truy cập vào hệ thống.
Nhờ có EIR mà người ta vẫn có thể tìm lại được những thiết bị di động đã mất.
 Trung tâm chuyển mạch cổng di động GMSC
GMSC là tổng đài MSC cổng có nhiệm vụ liên lạc với các mạng bên ngoài,

phục vụ cho các cuộc gọi từ mạng bên ngoài vào các thuê bao di động bên trong
mạng GSM hoặc ngược lại. Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí
của thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài MSC đang quản lý thuê bao ở thời
điểm hiện tại.
2.1.3.3 Phân hệ khai thác và hỗ trợ OSS
Hệ thống khai thác và hỗ trợ OSS thực hiện chức năng khai thác, bảo dưỡng
và quản lý toàn hệ thống GMS. Mục đích chính của OSS là đảm bảo theo dõi tổng
quan hệ thống và hỗ trợ các hoạt động bảo dưỡng của các cơ quan khai thác và bảo
dưỡng khác nhau.
 Khai thác
Là hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng như
hiệu suất, tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng tài nguyên chuyển giao giữa hai
khu vực phủ sóng cấp tế bào v.v Nhờ vậy mà nhà khai thác có thể giám sát được
chất lượng dịch vụ mà họ cung cấp cho khách hàng.
 Bảo dưỡng
Là hoạt động sửa chữa các sự cố, hỏng hóc phát sinh tại các thành phần bên
trong mạng. Trung tâm vận hành và bảo dưỡng OMC được xây dựng theo nguyên
tắc đóng vai trò giao tiếp trung gian giữa thuê bao (gồm các phần tử của mạng viễn
thông như MSC, HLR, VLR, BSC…) và máy tính chủ. Hiện nay các thiết bị ở hệ
Trang 14
thống viễn thông hiện đại có khả năng tự phát hiện hay dự báo một số sự cố thông
qua kiểm tra.
 Quản lý thuê bao
Gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao. Nhiệm vụ đầu tiên là nhập và
xoá thuê bao khỏi mạng. Tính cước viễn thông và gửi đến thuê bao cũng là một
nhiệm vụ quan trọng trong chức năng quản lý thuê bao của OSS. Khi đó HLR và
thẻ SIM đóng vai trò như một bộ phận quản lý thuê bao.
 Quản lý thiết bị di động
Chức năng này được bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR đảm nhiệm thực
hiện. EIR lưu trữ toàn bộ dữ liệu liên quan đến trạm di động MS và kết nối đến

MSC thông qua đường báo hiệu để kiểm tra tính hợp lệ của thiết bị.
Việc quản lý hiệu quả của các mạng viễn thông hiện đại phụ thuộc nhiều vào
các hệ thống khai thác và hỗ trợ, hệ thống này rất quan trọng trong việc sử dụng
hiệu quả tiềm năng mạng và nhân lực khi mà cả hai yếu tố này còn đang hạn chế.
Các hệ thống OSS tạo thuận tiện cho việc đưa nhanh các dịch vụ mới vào mạng
trong môi trường kinh doanh cạnh tranh.
2.2 Tổng quan về tin nhắn SMS
2.2.1 Giới thiệu về SMS
Dịch vụ thông điệp ngắn (Shot Message Service, viết tắt: SMS) sử dụng giao
thức truyền thông tiêu chuẩn để cho phép điện thoại cố định hoặc các thiết bị điện
thoại di động có thể trao đổi tin nhắn văn bản ngắn. SMS là dịch vụ đã được chấp
nhận toàn cầu, nó là một thành phần không thể thiếu của mạng GSM. Điều thú vị là
SMS ban đầu được các nhà khai thác mạng đưa vào sử dụng chỉ để tận dụng khả
năng dư thừa của các mạng GSM, không ai có thể tiên đoán được sự phát triển cực
kỳ mạnh mẽ của SMS như hiện nay. Lịch sử của SMS được bắt đầu vào tháng 12
năm 1982 khi kế hoạch hành động đầu tiên của Hội nghị châu Âu về Bưu chính và
Viễn thông (CEPT) được phê duyệt. Kế hoạch này bao gồm việc trao đổi tin nhắn
Trang 15
văn bản trực tiếp giữa các trạm điện thoại di động hoặc truyền qua hệ thống xử lý
tin nhắn (Message Handling System, viết tắt MHS) đang được sử dụng trong thời
điểm đó.
Khái niệm SMS được phát triển trong quá trình hợp tác giữa hai nhà khai
thác mạng GSM của Pháp và Đức vào năm 1984. Ý tưởng chính cho việc dùng tin
nhắn SMS ban đầu chỉ là để tối ưu hoá hệ thống điện thoại, sử dụng các nguồn lực
dư thừa trong hệ thống để vận chuyển thông điệp với chi phí tối thiểu. SMS xuất
hiện trong truyền thông không dây năm 1991 ở châu Âu và cho tới tháng 12 năm
1992 thông điệp từ máy tính cá nhân đến một điện thoại di động lần đầu tiên đã xuất
hiện tại Anh.Theo công ty nghiên cứu thị trường Gartner (Anh), số lượng tin nhắn
SMS lưu thông trong năm 2006 là 936 tỷ với doanh thu 39,5 tỷ USD.
Thống kê mới nhất từ báo cáo The Mobile Economy 2013

[7]
của tổ chức
GSMA, đã có 9,6 nghìn tỷ tin nhắn SMS được gửi đi trong năm 2012 và dự đoán sẽ
tăng lên đến 28,2 nghìn tỷ vào năm 2017. Ước tính từ 2012 đến 2016 các nhà mạng
trên thế giới sẽ tích luỹ được khoảng 1,6 tỷ USD chỉ từ việc thu phí dịch vụ truyền
thông hội tụ (Rich Communication Services, viết tắt: RSC).
Hình 2.3: Thống kê dịch vụ SMS năm 2012
[7]
.
Hiện người dùng ở các nước châu Á-Thái Bình Dương là những người gửi
tin nhắn nhiều nhất trên thế giới. Theo nhận xét của Gartner: “Tin nhắn di động là
dịch vụ dữ liệu di động thành công nhất trong lịch sử 30 năm của ngành viễn thông
Trang 16
di động”. Hãng nghiên cứu thị trường cho rằng, các dịch vụ tin nhắn hiện đại, hấp
dẫn hơn, như tin nhắn nhanh IM, tin nhắn hình và tin nhắn video, vẫn không thể
phổ dụng bằng SMS bởi cước phí cao và những thủ tục rườm rà. Tính tiện lợi,
nhanh gọn, giá rẻ và sẵn có trên mọi thiết bị di động là nguyên nhân chính dẫn tới
sự tăng trưởng đáng ngạc nhiên nói trên của thị trường SMS. Một nguyên nhân
khác đó là người dùng cảm thấy hài lòng với tính bảo đảm sẽ gửi đến tận nơi cần
đến của tin nhắn SMS và có thể nhận được những thông tin cập nhật thông qua
SMS.
Hình 2.4: Tốc độ phát triển nhanh chóng của SMS
[7]
.
Hiện nay, các nhà cung cấp dịch vụ di động, ngoài việc triển khai mạng di
động GSM, CDMA (Code Division Multiple Access) cũng đã và đang triển khai
các mạng di động trên công nghệ 3G. Việc triển khai các công nghệ mạng di động
với sự cạnh tranh gia tăng giữa các công ty kinh doanh dịch vụ di động sẽ thúc đẩy
việc sử dụng các dịch vụ di động trong đó có cả dịch vụ SMS.
Như vậy, với sự gia tăng nhanh chóng của thị trường điện thoại di động trong

nước trong những năm qua cho thấy thị trường của SMS là rất lớn. Hiện nay, các
dịch vụ trên nền tảng SMS đã nở rộ, phát triển mạnh mẽ và chiếm doanh số rất đáng
Trang 17