Ôn thi môn thông tin di động Các khái niệm liên quan đến kênh

Các khái niệm liên quan đến kênh.
Mục lục.
1. Kênh vật lý.
Mỗi khe thời gian trong một khung TDMA được gọi là một kênh vật lý. Trong hệ thống
GSM, trên mỗi tần số được phân làm 8 khe thời gian nên có 8 kênh vật lý trên một tần số
sóng mang.
Các kênh vật lý được dùng để truyền tín hiệu thoại, dữ liệu hoặc các thông tin báo hiệu.
2. Kênh logic.
2.1. Định nghĩa kênh logic.
Mỗi kênh vật lý có thể vận chuyển nhiều loại bản tin khác nhau, phụ thuộc vào thông tin
được gửi đi. Các bản tin ấy gọi là các kênh logic. Ví dụ các bản tin thoại được truyền gọi là
kênh TCH, lệnh chuyển giao (handover) gọi là kênh FACCH.
2.2. Phân loại kênh logic.
Xét theo ý nghĩa của thông tin, kênh logic được chia làm 2 loại:
 Kênh lưu lượng (traffic channel):
 Kênh lưu lượng chính là các bản tin thoại.
 Kênh lưu lượng được chia làm 2 loại (dựa trên tốc độ truyền): toàn tốc (full rate) và
bán tốc (half rate).
 Kênh điều khiển (control channel).
 Kênh điều khiển chính là các bản tin báo hiệu, dùng để thiết lập, giảm sát và giải
phóng kênh truyền.
 Kênh điều khiển được chia làm 3 loại (dựa vào mục đích điều khiển): kênh quảng
bá (BCH – Broadcast Channel), kênh điều khiển chung (CCCH – Common Control
Channel) và kênh điều khiển riêng (DCCH – Dedicated Control Channel).
2.2.1. Kênh điều khiển.
2.2.1.1. Kênh quảng bá BCH.
Kênh quảng bá BCH vận chuyển các thông tin quan trọng ví dụ như LAI, thông tin
đồng bộ, … Các thông tin này được phát quảng bá vào những khoảng thời gian nhất
định nên được gọi là kênh quảng bá.
Kênh quảng bá BCH được phân loại nhỏ hơn thành FCCH, SCH và BCCH. BTS và
BS sẽ sử dụng các kênh logic này theo mô tả như bảng dưới đây:

Kênh
quảng bá
BCH
Hướng BTS MS
Kênh Downlink, từ Truyền một tần Xác định kênh BCCH trên kênh
FCCH điểm tới đa
điểm (từ BTS
tới nhiều
MS).
số sóng mang. tần số mà MS đã chọn và đồng bộ
với tần số này.
Kênh SCH Downlink, từ
điểm tới đa
điểm (từ BTS
tới nhiều
MS).
Truyền thông
tin về cấu trúc
khung TDMA
và mã nhận
dạng trạm gốc
(BSIC).
Đồng bộ với cấu trúc khung trong
cell mà MS đang ở đó.
Kênh
BCCH
Downlink, từ
điểm tới đa
điểm (từ BTS
tới nhiều

MS).
Truyền thông
tin bao gồm
LAI (Location
Area Identity),
công suất phát
tối đa trong cell
và chỉ số nhận
dạng của các
kênh BCCH của
các cell lân cận.
MS nhận thông tin LAI và sẽ báo
hiệu cho mạng để khởi tạo thủ tục
cập nhật vị trí (Location Updating)
nếu LAI khác với LAI đã được lưu
trong SIM.
MS sẽ tự điều chỉnh mức công suất
phát của nó dựa trên thông tin về
công suất phát tối đa trên kênh
BCCH.
MS lưu trữ danh sách các kênh
BCCH để đo đạc chất lượng nhằm
hỗ trợ quá trình chuyển giao
(handover).
Khi MS được bật lên, nó sẽ tìm kiếm một BTS để kết nối vào. MS sẽ quét toàn bộ
dải tần hoặc quét trên các tần số trong một danh sách các tần số sóng mang đã được
cấp phát. Khi MS tìm thấy một sóng mang tốt nhất, nó sẽ phải tìm một trên kênh tần
số này một kênh logic gọi là BCCH (kênh điều khiển quảng bá). Kênh BCCH sẽ
vận chuyển các thông tin quan trọng cho MS bao gồm LAI (LA identity), thông tin
đồng bộ và network identity. Sau khi MS đã hoàn thành việc phân tích các thông tin

trên kênh BCH, nó sẽ có toàn bộ các thông tin cần thiết để hoạt động trong mạng.
Tuy nhiên, khi một MS chuyển từ cell này sang cell, quá trình đọc thông tin trên các
kênh FCCH, SCH và BCCH phải được lặp lại để lấy thông tin từ cell mới.
2.2.1.2. Kênh điều khiển chung CCCH.
Nếu thuê bao di động muốn khởi tạo hoặc nhận cuộc gọi, kênh điều khiển chung
CCCH sẽ được sử dụng. BTS và BS sẽ sử dụng các kênh logic thuộc loại này theo
mô tả như bảng dưới đây:
Kênh điều
khiển
chung
CCCH
Hướng BTS MS
Kênh PCH Downlink, điểm
tới điểm (từ BTS
xuống MS)
Truyền một bản tin
dò tìm khi có một
cuộc gọi đến. Bản
Vào khoảng thời gian nhất
định, MS lắng nghe trên
kênh PCH. Nếu nó nhận ra
tin dò tìm chứa số
thuê bao di động
mà mạng muốn liên
hệ.
có số thuê bao của nó trên
kênh PCH, nó sẽ phản hồi
lại BTS.
Kênh
RACH

Uplink, điểm tới
điểm (từ MS lên
BTS).
Nhận yêu cầu từ
MS để cấp phát các
kênh báo hiệu mà
các kênh này phục
vụ mục đích thiết
lập cuộc gọi.
Trả lời bản tin dò tìm trên
kênh RACH bằng cách yêu
cầu cấp phát một kênh báo
hiệu.
Kênh
AGCH
Downlink, điểm
tới điểm (từ BTS
xuống MS).
Cấp phát một kênh
báo hiệu SDCCH
cho MS.
Nhận việc cấp phát kênh
báo hiệu SDCCH từ BTS.
2.2.1.3. Kênh điều khiển riêng DCCH.
Để MS và BSS sẵn sàng bắt đầu thủ tục thiết lập cuộc gọi thì MS và BSS sử dụn
kênh điều khiển riêng. BTS và BS sẽ sử dụng các kênh logic loại này theo mô tả
như bảng dưới đây:
Kênh điều
khiển chung
DCCH

Hướng BTS MS
Kênh
SDCCH
Uplink và
downlink,
điểm tới điểm.
BTS gán kênh
SDCCH. Thủ tục
thiết lập cuộc gọi
được thực hiện trong
trạng thái nghỉ. BSC
sẽ cấp phát một kênh
TCH (SDCCH cũng
dùng để truyền text
và SMS).
MS sẽ gán kênh SDCCH.
Thủ tục thiết lập cuộc gọi
được thực hiện. MS sẽ
nhận thông tin về kênh
TCH mà nó được cấp phát
(bao gồm tần số sóng mang
và khe thời gian).
Kênh CBCH Downlink,
điểm tới đa
điểm (từ BTS
xuống nhiều
MS).
Sử dụng kênh
CBCH để truyển bản
tin quảng bá cell.

MS nhận bản tin quảng bá
cell.
Kênh
SACCH
Uplink và
downlink,
điểm tới điểm.
Hướng dẫn MS thay
đổi công suất phát.
Gửi kết quả đo cường độ
tín hiệu và chất lượng tín
hiệu của trạm BTS mà MS
đang kết nối và kết quả đo
cường độ tín hiệu của các
BTS lân cận. MS sẽ tiếp
tục sử dụng SACCH cho
mục đích này trong suốt
quá trình thực hiện cuộc
gọi.
Kênh
FACCH
Uplink và
downlink,
điểm tới điểm.
Truyền thông tin
phục vụ quá trình
chuyển giao
handover
Truyền các thông tin cần
thiết cho quá trình chuyển

giao.
2.2.2. Kênh lưu lượng.
Khi một thủ tục thiết lập cuộc gọi được hoàn tất trên kênh vật lý điều khiển, MS sẽ sử
dụng kênh logic TCH phục vụ quá trình đàm thoại. Có 2 kiểu kênh:
Kênh toàn tốc (TCH) sử dụng một kênh vật lý với tốc độ truyền là 13kbps.
Kênh bán tốc (TCH/2) với tốc độ truyền 6,5kbps. Hai kênh TCH bán tốc chia sẻ
chung một kênh vật lý.
3. Burst và đa khung.
3.1. Các kiểu burst.
Burst là nội dung thông tin của 1 khe thời gian.
Kiểu burst Mục đích Được sử dụng
bởi
Nội dung
Chuẩn Sử dụng để mang
thông tin về kênh
lưu lượng và kênh
điều khiển.
BCCH, PCH,
AGCH, SDCCH,
CBCH, SACCH,
FACCH, TCH.
2 khối, mỗi khối 57 bit cho kênh lưu
lượng.
26 bit training.
1 bit steal mỗi khối để thông báo một
kênh FACCH đã tạm thời chiếm giữ.
Các bit đuôi luôn là 000.
Khoảng bảo vệ có thời gian tương
đương 8,25 bit.
Điều

chỉnh
Sử dụng để đồng
bộ tần số của MS.
FCCH. 142 bit điều chỉnh tần số.
Bit đuôi.
Khoảng bảo vệ có thời gian tương
đương với 8,25 bit.
Đồng bộ Sử dụng để đồng
bộ khung cho
MS.
SCH. 2 khối 39 bit cho thông tin cấu trúc
khung TDMA.
64 đồng bộ.
Bit đuôi.
Khoảng bảo vệ có thời gian tương
đương với 8,25 bit.
Truy cập Sử dụng cho truy
cập ngẫu nhiên và
chuyển giao
(handover).
RACH, FACCH. 41 bit đồng bộ.
36 bit thông tin truy cập.
Bit đuôi.
Khoảng bảo vệ có thời gian tương
đương với 68,25 bit.
Giả Sử dụng khi
không có yêu cầu
cấp phát kênh và
nó không mang
thông tin.

Tất cả các khe
thời gian còn rỗi
trên sóng mang
C0.
Giống như burst chuẩn nhưng không
mang thông tin.
3.2. Đa khung.
Có hai kiểu đa khung:
 Đa khung lưu lượng gồm 26 khung TDMA, sử dụng để mang kênh TCH, SACCH,
FACCH.
Cấu trúc của đa khung lưu lượng:
 Đa khung điều khiển gồm 51 khung TDMA, sử dụng để mang kênh BCCH, CCCH,
SDCCH và SACCH.
Nhìn vào hình dưới đây, ta thấy được quan hệ giữa các khung, đa khung, siêu khung, siêu
siêu khung.
4. Ánh xạ từ kênh logic lên kênh vật lý.
4.1. Khe thời gian 0 của sóng mang 0.
Khe thời gian thứ 0 của sóng mang này thường được dùng cho mục đích báo hiệu. nói
cách khác, khi một MS đang xác định rằng một tần số sóng mang có là sóng mang BCCH
hay không thì nó sẽ biết phải tìm ở đâu.
Trên hướng downlink, thông tin BCH và CCCH được truyền đi. Chỉ có kênh logic
RACH là trên hướng uplink. Chỉ cần có được một kênh RACH, một thuê bao di động có
thể khởi tạo một cuộc gọi ở bất kì thời điểm nào.
4.2. Khe thời gian thứ 2 của sóng mang thứ 0.
Nhìn chung khe thời gian thứ 2 của sóng mang thứ 0 cũng dùng cho mục đích báo hiệu
ngoại trừ khi tải quá lớn hoặc quá nhỏ. Khi trong cell có tải lớn, nó có thể cấp phát một
kênh vật lý thứ ha hoặc nhiều hơn cho mục đích khởi tạo cuộc gọi (sử dụng các kênh
logic DCCH). Khi trong cell có tải quá thấp, nó có thể sử dụng kênh vật lý thứ 0 trên
kênh thứ 0 cho tất cả các thông tin báo hiệu (BCH, CCCH, DCCH). Khi đó, kênh vật lý
thứ 1 được giải phóng cho việc truyền dữ liệu.

8 kênh SDCCH và 4 kênh SACCH có thể chia sẻ chung một kênh vật lý. Điều này có
nghĩa là 8 cuộc gọi có thể được thiết lập đồng thời trên cùng một kênh vật lý.
4.3. Sóng mang thứ 0, khe thời gian 1, 3  7 và tất cả các khe thời gian trên các sóng
mang khác trong cùng 1 cell.
Tất cả các khe thời gian trong một cell ngoài dùng để báo hiệu, nó được dùng cho mục
đích lưu lượng (bao gồm thoại và dữ liệu), chính là các kênh TCH.
Trong quá trình đàm thoại, MS sẽ định kì gửi bản tin thông báo kết quả đo cường độ tín
hiệu và chất lượng tín hiệu về BTS. Khi đó, một một khe thời gian dành cho TCH sẽ bị
thay thế bởi kênh SACCH để truyền bản tin này.
5. Mô tả một cuộc gọi tới MS.
Khi có một cuộc gọi tới MS, trình tự thiết lập cuộc gọi như sau:
Bước 1: MSC/VLR xác định xem MS bị gọi đang ở trong LA (Location Area) nào. Một bản
tin dò tìm được gửi tới BSC quản lý LA đó.
Bước 2: BSC sẽ gửi bản tin dò tìm tới tất cả các trạm BTS trong vùng LA mà nó quản lý.
Mỗi BTS sẽ truyền bản tin này tới tất cả các MS trong phạm vi của nó trên kênh logic PCH.
Bước 3: Khi MS bị gọi phát hiện ra số thuê bao của nó trên kênh PCH, nó sẽ gửi một yêu cầu
cấp phát kênh báo hiệu trên kênh RACH.
Bước 4: BSC sử dụng kênh AGCH để thông báo cho MS bị gọi về kênh báo hiệu (SDCCH
và SACCH) để sử dụng.
Bước 5: Các kênh SDCCH và SACCH được sử dụng để thiết lập cuộc gọi. Một kênh TCH
được cấp phát và kênh SDCCH được giải phóng.
Bước 6: MS bị gọi và BTS trao đổi trên kênh TCH đã được cấp phát. MS này bắt đầu đổ
chuông. Nếu thuê bao trả lời, kết nối được thiết lập. Trong suốt quá trình đàm thoại, kết nối
vô tuyến được duy trì bởi việc gửi và nhận các thông tin đến và đi từ MS trên kênh SACCH
(liên quan đến việc điều khiển công suất).