hệ thống W-CDMA và thủ tục nhận thực, cấp phép, tính cớc trong mạng WCDM

Website: Email : Tel : 0918.775.368
Lời nói đầu
Thông tin di động ngày nay đã trở thành một ngành công nghiệp viễn thông
phát triển nhanh nhất và mang lại nhiều lợi nhuận nhất cho các nhà khai thác viễn
thông. Đối với nhiều khách hàng viễn thông, nhất là các nhà doanh nghiệp, thông
tin di động đã trở thành một phơng tiện liên lạc không thể thiếu đợc.
Thông tin di động ngày càng phát triển nhanh với các đòi hỏi cao về các dịch
vụ đa dạng, không ngừng cải tiến và bổ sung. Đến nay nó đã trải qua nhiều thế
hệ. Thế hệ thứ nhất 1G 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 2G và hiện nay các
yêu cầu mới về dịch vụ 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 các hệ thống thông tin di động
mới: hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 IMT-2000 với tốc độ lên đến 2
Mbps.
Trong khuôn khổ bản đồ án này em sẽ tập trung nghiên cứu về hệ thống W-
CDMA và thủ tục nhận thực, cấp phép, tính cớc trong mạng WCDMA.
Nội dung đồ án của em chia làm 4 chơng:
Chơng 1: Giới thiệu chung.
Chơng 2: Hành trình từ GSM lên 3G
Chơng 3: Hệ thống W-CDMA.
Chơng 4: Nhận thực , cấp phép và tính cớc trong mạng All-IP
Mục đích của đồ án là đa ra một cái nhìn tổng quát nhất về hệ thống W-
CDMA, đồng thời nêu lên hành trình tiến lên 3G từ hệ thống GSM (các giai đoạn
của quá trình chuyển đổi) và cuối cùng là nghiên cứu về thủ tục nhận thực, cấp
phép, tính cớc.
Trong quá trình thực tập và làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận đợc sự chỉ bảo
tận tình của các thầy cô trong khoa Điện tử Viễn thông trờng Đại Học Bách
Khoa Hà Nội.
Vì thời gian và khả năng có hạn nên bản đồ án của em khó tránh khỏi thiếu
sót. Em rất mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến của thầy cô giáo và bạn bè.
Website: Email : Tel : 0918.775.368

CHNG I: GII THIU CHUNG
1.1. Lịch sử và xu thế phát triển của thông tin di động :
Thông tin di động luôn không ngừng phát triển và ngày càng đòi hỏi các kỹ
thuật tiên tiến và công nghệ cao. ý tởng về sự liên lạc tức thời mà không quan tâm
đến khoảng cách là một trong những giấc mơ lâu đời nhất của loài ngời và giấc
mơ đó đang ngày càng trở thành hiện thực nhờ sự trợ giúp của kỹ thuật và công
nghệ. Việc sử dụng sóng vô tuyến để truyền thông tin diễn ra lần đầu tiên vào
cuối thế kỷ 19. Kể từ đó nó trở thành một công nghệ đợc ứng dụng rộng rãi trong
thông tin quân đội và sau này là thông tin vô tuyến công cộng.
Sau nhiều năm phát triển, thông tin di động đã trải qua những giai đoạn phát
triển quan trọng. Từ hệ thống thông tin di động tơng tự thế hệ thứ nhất đến hệ
thống thông tin di động số thế hệ thứ hai, hệ thống thông tin di động băng rộng-
thế hệ thứ ba đang đợc triển khai trên phạm vi toàn cầu và hệ thống thông tin di
động đa phơng tiện thế hệ thứ t đang đợc nghiên cứu tại một số nớc. Dịch vụ chủ
yếu của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất và thứ hai là thoại còn dịch vụ
thế hệ ba và thứ t phát triển về dịch vụ dữ liệu, thị tần và đa phơng tiện.
Các hệ thống thông tin di động tổ ong số hiện nay đang ở giai đoạn thế hệ
thứ hai cộng. Để đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ thông tin di
động nên ngay từ đầu những năm 90 ngời ta đã tiến hành nghiên cứu hệ thống
thông tin di động thế hệ thứ ba. ITU-R đang tiến hành công tác tiêu chuẩn hoá
cho hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000. ở Châu Âu, ETSI đang tiến
hành tiêu chuẩn hoá phiên bản của hệ thống này với tên gọi là UMTS. Hệ thống
mới này làm việc ở dải tần 2 GHz và cung cấp nhiều loại dịch vụ bao gồm từ các
dịch vụ thoại, số liệu tốc độ thấp hiện có đến các dịch vụ số liệu tốc độ cao, video
và truyền thanh. Tốc độ cực đại của ngời sử dụng có thể lên tới 2Mbps. Tốc độ
Website: Email : Tel : 0918.775.368
cực đại này chỉ có ở các ô pico trong nhà, còn các dịch vụ với tốc độ 14,4 Kbps sẽ
đợc đảm bảo cho thông tin di động thông thờng ở các ô macro. Ngời ta cũng đang
nghiên cứu các hệ thống thông tin di động từ thế hệ thứ t có tốc độ cho ngời sử
dụng lớn hơn 2 Mbps. ở hệ thống di động băng rộng (MBS) thì các sóng mang đ-

ợc sử dụng ở các bớc sóng mm, độ rộng băng tần 64GHz và dự kiến sẽ nâng tốc
độ của ngời sử dụng đến STM-1.
Hội nghị các nhà quản lý vô tuyến tổ chức năm 1992 (WARC-92) đã dành
các băng tần 1885-2025 MHz và 2110-2200 MHz cho IMT-2000. Hiện nay, ở
châu Âu và những ngời sử dụng GSM đang phát triển GSM đến UMTS. Nhật Bản
thì tập trung vào phát triển và tiêu chuẩn hoá W-CDMA, còn Mỹ thì tập trung vào
phát triển hệ thống thông tin di động thế hệ hai IS-95 và mở rộng tiêu chuẩn này.
1.2. Các yêu cầu cơ bản đối với hệ thống thông tin di
động thế hệ 3 :
1.2.1. Những mục tiêu cha thực hiện đợc của hệ thống thông tin di động
thế hệ hai :
Hệ thống thông tin di động thế hệ hai vẫn cha thực hiện đợc các mục tiêu
ban đầu đề ra, không thể đáp ứng đợc nhu cầu truyền tải tốc độ cao của một số
ngời sử dụng, không thể thực hiện hiệu quả một số kỹ thuật mới nh IP Những
nhu cầu này chính là động lực để phát triển hệ thống thông tin di động tốc độ cao.
Do vậy những hệ thống mới bắt đầu xuất hiện và trở thành kỹ thuật trung gian
quá độ sang hệ thống thông tin di động thế hệ ba. Sau đây là những mục tiêu
chính mà hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai cha đạt đợc:
Cha hình thành hệ thống tiêu chuẩn thống nhất toàn cầu.
Dịch vụ đơn nhất (chủ yếu là dịch vụ thoại, chỉ có thể truyền tải những
thông tin ngắn và đơn giản).
Không thể thực hiện trên toàn cầu: do tiêu chuẩn phân tán và bảo hộ
kinh tế nên không thể thống nhất toàn cầu và chuyển vùng toàn cầu.
Dung lợng thông tin không đủ.
Website: Email : Tel : 0918.775.368
1.2.2. Các yêu cầu cơ bản đối với hệ thống thông tin di động thế hệ 3 :
ITU( International Telecomunication Union Radio Sector- Bộ phận Vô tuyến
Liên minh Viễn thông Quốc tế) đang tiến hành công tác tiêu chuẩn hoá cho các
hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000. ở châu Âu ETSI đang tiến hành
tiêu chuẩn hoá phiên bản của hệ thống này với tên gọi là UMTS ( Universal

Mobile Telecommunication System- Hệ thống Viễn thông Di động Toàn cầu).
Cả IMT-2000 và UMTS đều thống nhất sử dụng công nghệ W-CDMA cho truy
nhập giao diện vô tuyến của mình. Nó sẽ cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ bao
gồm từ các dịch vụ thoại và số liệu tốc độ thấp nh hiện nay cho đến các dịch vụ
số liệu tốc độ cao nh video, truyền thanh. Tốc độ cực đại của ngời sử dụng sẽ lên
đến 2 Mbit/s. Tốc độ cực đại này sẽ chỉ có ở các pico trong nhà, còn các dịch vụ
với tốc độ 144 Kbit/s sẽ đợc đảm bảo cho di động thông thờng ở các ô macro.
Hiện nay chúng ta đang ở giai đoạn thế hệ di động 2+ tồn tại rất nhiều chuẩn
không thống nhất với nhau. Để đi lên 3G chúng ta không thể vứt bỏ toàn bộ nền
tảng của các hệ thống di động hiện có mà phải xây dựng dựa trên đó. Có rất nhiều
công nghệ đề xuất cho 3G nh W-CDMA, W-TDMA, TDMA/ CDMA, OFDMA,
ODMA tuy nhiên có hai chuẩn 3G đang trong giai đoạn thực hiện , đó là W-
CDMA và CDMA2000 đợc xây dựng trên những nền tảng thế hệ thứ hai hoàn
toàn khác nhau.Tuy nhiên cả hai chuẩn đó đều phải đáp ứng đợc các yêu cầu của
hệ thống 3G theo tiêu chuẩn IMT2000 đó là:
Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2 Ghz nh sau:
- Đờng lên: 1885- 2025 Mhz.
- Đờng xuống: 2110- 2200 Mhz.
Mạng phải là băng rộng và có khả năng truyền thông đa phơng tiện.
Nghĩa là mạng phải đảm bảo đợc tốc độ bit Rb của ngời sử dụng đến 2
Mbit/s. Môi trờng đợc chia thành 4 vùng:
- Vùng 1: trong nhà, ô pico có Rb 2 Mbit/s.
- Vùng 2: thành phố, ô macro có Rb 384 Kbit/s.
Website: Email : Tel : 0918.775.368
- Vùng 3: ngoại ô, ô macro có Rb 144 Kbit/s.
- Vùng 4: toàn cầu có Rb 9,6 Kbit/s.
Mạng phải có khả năng cung cấp độ rộng băng tần (dung lợng) theo
yêu cầu. Điều này xuất phát từ sự thay đổi tốc độ bit của các dịch vụ
khác nhau. Ngoài ra cần phải đảm bảo đờng truyền vô tuyến không
đối xứng, chẳng hạn với tốc độ bit cao ở đờng truyền xuống và tốc độ

bit thấp ở đờng truyền lên hoặc 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 đợc 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 phải bao gồm cả
thông tin vệ tinh.
W-CDMA (Wideband CDMA) là công nghệ 3G giúp tăng tốc độ truyền
nhận dữ liệu cho hệ thống GSM bằng cách dùng kỹ thuật CDMA thay thế
TDMA. Trong đặc tả IMT-2000 của ITU, W-CDMA còn đợc gọi là chế độ Direct
Sequence (DS).
Cdma2000 là công nghệ công nghệ 3G đợc phát triển theo hớng thứ hai đó là
phát triển trực tiếp từ cdmaOne (IS9-95).
Hiện nay, Châu Âu và các quốc gia sử dụng GSM cùng với Nhật đang phát
triển W-CDMA trên cơ sở hệ thống UMTS, còn Mỹ thì tập trung phát triển thế hệ
hai IS-95A và mở rộng tiêu chuẩn này đến cdma2000. Nh vậy ta thấy các tiêu
chuẩn băng rộng mới hoàn toàn đợc xây dựng trên cơ sở CDMA hoặc CDMA kết
hợp TDMA.
Website: Email : Tel : 0918.775.368


Quá trình phát triển từ hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất sang hệ thống
thông tin di động thế hệ thứ ba
GSM(1800)

TACS

GSM (900)

GSM(1900)

SMR

AMPS

NMT (900)

IS-136(1900)
IS-95(1900)
IS-136 TDMA
(800)
IS-95 CDMA
(800)
IDEN (800)

WCDMA

Cdma2000
MX

Cdma2000
1X

GPRS

EDGE
1G

2G

2.5G

3G

GPRS

1.3. Ưu điểm của công nghệ W-CDMA so với GSM :
Lý thuyết CDMA (Code Division Mutiple Access) đợc xây dựng từ những
năm 1950 và áp dụng trong thông tin quân sự vào thập niên 60 . CDMA là nền
tảng cốt lõi để xây dựng công nghệ WCDMA dùng cho 3G. CDMA và GSM cùng
phát triển tách từ công nghệ tơng tự AMPS cũ. Ưu điểm của CDMA so với GSM
là:
CDMA dùng một mã ngẫu nhiên để phân biệt kênh thoại và dùng chung
băng tần cho toàn mạng, có giải thuật mã hoá riêng cho từng cuộc gọi. Chỉ
thiết bị đợc gọi mới biết đợc giá trị ngẫu nhiên và giải thuật giải mã qua
các kênh báo hiệu. Chính vì thế tính bảo mật của cuộc thoại và mức độ hiệu
quả khai thác băng tần cao hơn.
Hệ thống CDMA có khả năng chuyển mạch mềm. Khi thiết bị di động di
chuyển vào giữa hai ô, thiết bị đồng thời nhận đợc tín hiệu từ hai trạm phát
gần nhất, tổng đài sẽ điều khiển cho hai trạm bắt tay nhau cho đến khi việc
chuyển đổi trạm phát thành công. Có phần tơng tự cơ chế chuyển mạch
cứng trong GSM nhng khả năng bắt tay của CDMA cao hơn.
Website: Email : Tel : 0918.775.368
So với hệ thống tơng tự AMPS, chất lợng thoại đợc nâng lên và dung lợng
của CDMA có thể tăng lên từ 6 đến 10 lần.
CDMA cũng có cơ chế giúp tiết kiệm năng lợng, giúp tăng thời gian thoại
của pin.
Khả năng mở rộng dung lợng của CDMA dễ dàng và chi phí thấp hơn so
với GSM. GSM sẽ gặp bài toán khó về phân bố lại tần số cho các ô.

CHNG II: HNH TRèNH T GSM LấN 3G
2.1. Giới thiệu chung về hành trình từ GSM lên 3G :
Để đảm bảo đáp ứng đợc các dịch vụ mới về truyền thông máy tính và hình
ảnh đồng thời đảm bảo tính kinh tế, hệ thống GSM sẽ đợc chuyển đổi từng bớc
sang thế hệ 3. Có thể tổng quát quá trình này nh sau:
Quá trình từ GSM lên 3G đòi hỏi phải có các sự chuyển đổi sau đây:
Sự chuyển đổi về kỹ thuật:
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Sự chuyển đổi về kỹ thuật là con đờng phát triển chỉ rõ phơng thức để triển
khai các phần tử mạng và loại công nghệ để thực thi kỹ thuật đó. Đây chính là b-
ớc phát triển trực tiếp theo các xu hớng chung về mặt cho công nghệ.
Bởi vì các phần tử mạng là yếu tố tạo lập nên mạng, nên về mặt lý thuyết sự
chuyển đổi về mặt kỹ thuật sẽ tơng ứng với sự phát triển mạng. Trong giai đoạn
một, do tính chất mở của các giao diện đợc định nghĩa trong chỉ tiêu kỹ thuật hệ
thống, mạng 3G có thể đợc kết hợp từ nhiều chủng loại thiết bị của nhiều hãng
khác nhau. Sự chuyển đổi về kỹ thuật có thể xử lý đợc điều này tuy nhiên với sự
khác nhau về tốc độ và bớc triển khai cụ thể trong mối kết hợp của các thiết bị
giữa các hãng khác nhau và yêu cầu thích ứng với các thay đổi của chỉ tiêu kỹ
thuật 3G nên trong nhiều trờng hợp nếu không xem xét thấu đáo thì kết quả có
thể không nh mong muốn.
Sự chuyển đổi về dịch vụ:
Khác với chuyển đổi về mặt kỹ thuật, sự chuyển đổi dịch vụ dựa trên nhu cầu
của ngời sử dụng và nhu cầu này có thể là thực tế hoặc chỉ là tởng tợng. Đôi khi
các nhà khai thác mạng và chế tạo thiết bị cung cấp các dịch vụ vợt qua sự kỳ
vọng của các thuê bao. Rõ ràng nếu hai yếu tố này không tơng đồng thì việc kinh
doanh các dịch vụ thông tin di động sẽ khó khăn.
Sự chuyển đổi mạng:
Chỉ tiêu kỹ thuật của GSM đảm bảo tính mở của các giao diện quyết định
nên thành phần chuẩn của hệ thống GSM. Bởi vì có giao diện mở này, nhà khai
thác mạng có thể sử dụng các thiết bị mạng khác nhau từ các Hãng cung cấp thiết

bị mạng GSM khác nhau. Tính mở của giao diện đợc thể hiện là nó xác định một
cách nghiêm ngặt các chức năng hệ thống thực hiện tại giao diện này, đồng thời
xác định rõ các chức năng nào cho phép nhà khai thác có thể sử dụng trong nội
bộ mạng tại hai phía của giao diện này.
Website: Email : Tel : 0918.775.368
2.2.Các bớc trong quá trình chuyển đổi :
2.2.1 Hệ thống GSM :
Hệ thống GSM chia thành các phân hệ gồm phân hệ chuyển mạch (NSS),
phân hệ trạm gốc(BSS), phân hệ khai thác(OSS) và trạm di động (MS) nh miêu tả
ở hình vẽ trên.
Các ký hiệu:
SS (Swiching System): Hệ thống chuyển mạch.
AUC (Authentication Center): Trung tâm nhận thực.
VLR (Visitor Location Register): Bộ ghi định vị tạm trú.
HLR (Home Location Register): Bộ ghi định vị thờng trú.
EIR (Equipment Identity Register): Thanh ghi nhận dạng thiết bị.
MSC (Mobile Switching Center): Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ
di động.
BSC (Base Station Controller) : Bộ điều khiển trạm gốc.
BTS (Base Transceiver Station): Trạm thu phát gốc.
NSS (): Phân hệ chuyển mạch.
BSS (Base Station System): Phân hệ trạm gốc.
Website: Email : Tel : 0918.775.368
MS (Mobile Station): Trạm di động.
OSS (Operation and Support System): Phân hệ khai thác bảo dỡng.
PSPDN (Packet Switching Public Digital Network): Mạng số liệu công
cộng chuyển mạch gói.
CSPDN (Circuit Switching Public Digital Network): Mạng số liệu công
cộng chuyển mạch kênh.
PSTN (Public Switching Telephone Network): Mạng điện thoại chuyển

mạch công cộng.
ISDN (Intergrated Services Digital Network): Mạng số dịch vụ tích hợp.
Phần tử nguyên tố của hệ thống là ô, hay còn gọi là tế bào (cell), mỗi ô do
một trạm thu phát gốc (BTS) điều khiển. BTS làm việc ở một tập hợp các kênh vô
tuyến . Các kênh này khác với các kênh lân cận để tránh giao thoa. Nhiệm vụ của
BTS là thu phát tín hiệu tới/từ MS , quản lý tìm gọi và cấp kênh vô tuyến cho MS.
Bộ điều khiển trạm gốc (BSC) quản lý một số BTS . BSC điều khiển các chức
năng nh chuyển giao và điều khiển công suất, quản lý tìm gọi và cấp kênh vô
tuyến cho MS.
Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC) điều khiển một số các
BSC. MSC điều khiển các cuộc gọi tới/từ máy di động (MS). Các MSC có chức
năng cổng (GMSC) đợc kết nối với các mạng ISDN, PSTN để có thể đảm bảo
liên lạc giữa mạng di động và các mạng này.
Do đặc tính của MS là luôn di động, cần phải có một bộ phận luôn cập nhật
vị trí của các MS để thiết lập kênh liên lạc. Cơ sở dữ liệu của MS đợc lu dữ trong
bộ ghi định vị thờng trú (HLR). Các dữ liệu này bao gồm các thông tin về dịch vụ
của thuê bao, các thông số nhận thực, vị trí của MS. Khi MS di động, nó sẽ gửi
các thông tin vị trí của mình tới cơ sở dữ liệu gốc của nó đặt trong HLR. Khi thuê
bao ở nơi khác muốn gọi đến MS ,hệ thống sẽ gửi dữ liệu yêu cầu tìm vị trí của
MS tới HLR để xác định xem MS hiện đang ở vùng phục vụ nào trong mạng di
Website: Email : Tel : 0918.775.368
động, từ đó hệ thống di động sẽ điều khiển việc nối thông giữa thuê bao gọi với
MS.
HLR đợc nối với trung tâm nhận thực (AUC). Chức năng của AUC là cung
cấp cho HLR các thông số nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho việc bảo
mật.
MSC đợc nối với bộ ghi định vị tạm trú (VLR). VLR là một cơ sở dữ liệu
chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang nằm trong vùng phục vụ của MSC. Khi
MS đi vào vùng phục vụ của một MSC mới, VLR của MSC này sẽ gửi yêu cầu về
các thông số của MS tới HLR. HLR khi đó sẽ cung cấp các thông số của MS cho

VLR này. Đồng thời HLR cũng đợc VLR thông báo về vị trí hiện thời của MS
(MS đang ở vùng phục vụ MSC nào). Nếu sau đó MS muốn thực hiện một cuộc
gọi, VLR sẽ có tất cả các thông số cần thiết để thiết lập cuộc gọi mà không cần
phải thông qua HLR. Nh vậy có thể coi VLR nh một HLR tạm thời của MS. Do
dung lợng trao đổi thông tin giữa MSC và VLR rất lớn nên hai khối này thờng đ-
ợc đặt ở cùng một vị trí hoặc tích hợp lại một thiết bị.
Mỗi MS có một SIM (Subcriber Identity Module), SIM cùng với thiết bị trạm
ME (Mobile Equipment) hợp thành máy di động MS. Hệ thống đăng ký với MS
chính là đăng ký với SIM, tức là một thuê bao đăng ký các thông số với mạng
thông qua SIM chứ không phải qua ME. Do đó thuê bao có thể dùng SIM với một
ME khác để gọi. Tuy nhiên để tránh trờng hợp mất cắp máy di động, hệ thống di
động sử dụng bộ nhận dạng thiết bị EIR để quản lý ME. Mỗi ME có mốt số nhận
dạng thiết bị di động quốc tế IMEI. Thông số này đợc đăng ký và kiểm soát qua
EIR. Bằng cách đó, EIR có thể cấm một thiết bị có thông số không đợc khai báo
liên lạc với hệ thống. Bộ nhận dạng thiết bị (EIR) đợc nối với MSC qua một đờng
báo hiệu.
Nếu một thuê bao cố định thuộc mạng PSTN muốn liên lạc với một thuê bao
di động, mạng PSTN sẽ hớng cuộc gọi này tới MSC có chức năng cổng (GMSC).
GMSC sẽ tìm ra vị trí của MS cần liên lạc bằng cách hỏi HLR nơi MS đăng ký.
HLR sẽ trả lời về địa chỉ vùng MSC/VLR phục vụ nơi MS đang hoạt động. GMSC
Website: Email : Tel : 0918.775.368
sau đó có đủ thông tin để định tuyến cuộc gọi đến vùng MSC hiện đang quản lý
MS . MSC này sẽ hỏi VLR của nó về vị trí vùng định vị cụ thể của MS. Sau đó
MSC ra lệnh cho BSC ở vùng định vị của MS phát thông báo tìm gọi MS.
Tên chung cho trung tâm dịch vụ gọi node mạng tơng ứng là phần dịch vụ
giá trị gia tăng VAS (Value Additional Service) nh hình 2.3
VAS đơn giản nhất cũng gồm hai loại thiết bị: trung tâm dịch vụ tin ngắn
SMSC (Short Message Service Center) và hệ thống th thoại VMS (Voice Mail
System). Về mặt kỹ thuật, VAS đảm bảo cung cấp một số loại dịch vụ nhất định
bằng cách sử dụng các giao diện chuẩn với mạng GSM và nó có thể có hoặc

không có các giao diện ra các mạng khác. Trên quan điểm phát triển dịch vụ,
VAS là bớc đầu tiên để tạo doanh thu với các dịch vụ giá trị gia tăng trên mạng
GSM.
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Khái niệm mạng thông minh IN (Intelligent Network) đợc tích hợp cùng với
mạng GSM. Về mặt kỹ thuật, nó làm thay đổi cơ bản các phần tử của mạng
chuyển mạch nhằm thêm vào chức năng IN, ngoài ra bản thân mạng IN là một bộ
phận tơng đối phức tạp. IN có khả năng phát triển dịch vụ hớng tới tính cá nhân
và nhà khai thác mạng có thể nhờ IN để đảm bảo an toàn kinh doanh, ví dụ các
thuê bao trả trớc hầu hết đợc triển khai nhờ công nghệ IN.
2.2.2 Giai đoạn HSCSD :
2.2.2.1. Giới thiệu chung :
Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao (HSCSD : Hight Speed Circuit Switched
Data) là dịch vụ cho phép tăng tốc độ dịch vụ số liệu chuyển mạch kênh hiện nay
của mạng GSM từ 9.6 Kbps lên 14,4 Kbps. Để tăng tốc độ số liệu ngời sử dụng
có thể đợc cấp phát nhiều khe thời gian hơn. Có thể kết hợp từ 1 đến 8 khe thời
gian để đạt đợc tốc độ tối đa là 64 Kbps cho một ngời sử dụng. Giao diện vô
tuyến của HSCSD thậm chí còn hỗ trợ lên tới 8*14,4 Kbps, nh vậy có thể đạt tới
tốc độ trên 100 Kbps.
Hầu hết các chức năng của dịch vụ số liệu hiện nay đợc đặt ở IWF (chức
năng kết cuối mạng) của tổng đài MSC và ở chức năng TAF (chức năng thích ứng
đầu cuối) của MS. Dịch vụ HSCSD sử dụng tính năng này. Một tính năng đặc biệt
của HSCSD là nó hỗ trợ cả kết nối đối xứng lẫn không đối xứng. Chế độ phát
không đối xứng thờng đợc sử dụng ở Internet khi cần nhiều khe để truyền nhanh
số liệu ở đờng xuống (khi tải số liệu từ mạng về máy chẳng hạn).
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Cấu trúc của HSCSD đợc xây dựng với yêu cầu tơng thích với cơ sở hạ tầng
mạng và giao diện vô tuyến hiện tại của GSM. Sự khác biệt của HSCSD so với
GSM phần lớn nằm ở các giao thức báo hiệu và truyền dữ liệu.
Để thiết lập kênh lu lợng, trong giai đoạn thiết lập cuộc gọi, thuê bao sử

dụng HSCSD sẽ thỏa thuận với mạng về một tập các tham số bao gồm tốc độ
truyền, số lợng kênh, phơng pháp mã hoá kênh Các tham số này có thể đ ợc
nhập vào máy di động bằng các lệnh GSM AT.
Một kết nối HSCSD sẽ đợc thiết lập nếu mạng có thể cung cấp dịch vụ cho
máy đầu cuối trong điều kiện giới hạn của các tham số trên. Kết nối sẽ đợc duy trì
cho tới khi ngời sử dụng ra lệnh kết thúc kết nối, với điều kiện là các đặc tính của
dịch vụ đợc duy trì trong một giới hạn cho trớc trong toàn bộ quá trình thông tin.
Việc tính cớc cho một cuộc gọi HSCSD đợc thực hiện dựa trên số lợng các
kênh TCH mà máy đầu cuối sử dụng. Thuê bao chủ gọi sẽ phải trả cớc cho tất cả
các kênh TCH mà thuê bao này sử dụng. Trong trờng hợp cuộc gọi là của một
thuê bao cố định gọi một thuê bao HSCSD, thuê bao bị gọi sẽ bị trả cớc cho các
kênh TCH mà thuê bao này sử dụng thêm ngoài kênh TCH đầu tiên. Tức là thuê
bao cố định chủ gọi sẽ trả phần cớc airtime cho 1 kênh TCH đầu, thuê bao
HSCSD bị gọi sẽ trả phần cớc airtime cho các kênh TCH khác. Việc tính cớc có
thể đợc căn cứ vào số lợng kênh và phơng thức mã hoá kênh.
2.2.2.2. Cấu trúc mã hoá kênh :
Cấu trúc của HSCSD bao gồm các kênh lu lợng độc lập với nhau, đợc thiết
lập giữa MS và mạng. Các kiểu kênh lu lợng có thể đợc sử dụng bao gồm
TCH/F4.8, TCH/F9.6 và TCH/F14.4 có tốc độ dữ liệu tơng ứng là 4,8 ; 9,6 ; 14,4
Kbps.
Để tối thiểu hoá chi phí phát triển HSCSD từ GSM, các trạm gốc hỗ trợ
HSCSD có thay đổi không đáng kể so với GSM. Tuy nhiên phần thay đổi lớn nhất
là ở BSC và MSC. Trong cấu trúc của HSCSD, dòng dữ liệu đợc chia nhỏ ra ở các
khối chức năng phân tách /kết hợp. Khối chức năng này tồn tại cả ở MS và ở phía
mạng. Vị trí của khối chức năng này trong mạng phụ thuộc vào cấu hình kênh lu
Website: Email : Tel : 0918.775.368
lợng: Trong các cấu hình sử dụng 4 kênh TCH/F, chức năng phân tách/kết hợp dữ
liệu đợc đặt ở khối IWF, và dòng lu lợng đợc truyển tải giữa BSC và IWF trên
một kênh 64 kbps. Đối với các cấu hình có số lợng kênh thoại lớn hơn 4, chức
năng phân tách/kết hợp sẽ đợc đặt ở phần BSS.

2.2.2.3. Giao diện vô tuyến:
Trong cấu trúc giao diện vô tuyến của GSM, một sóng mang có dải thông
200 Khz đợc chia làm 8 khe thời gian, mỗi khe thời gian là một kênh TCH/F và đ-
ợc gán cho một MS. Trong cấu trúc của HSCSD, mỗi MS có thể sử dụng nhiều
khe thời gian để truyền thông tin. Cấu trúc khe thời gian cũng nh phơng thức mã
hoá kênh và ghép xen, các phơng thức tơng thích tốc độ, thuật toán nhảy tần, các
chuỗi hớng dẫn xen, các chuỗi hớng dẫn trong HSCSD cũng đợc xây dựng giống
nh GSM để đảm bảo khả năng tơng thích. Tuy nhiên thuật toán mật mã hoá đợc
cải tiến hơn so với GSM, mỗi kênh lu lợng trong HSCSD sử dụng một khoá mật
mã khác nhau. Các mã này đợc tạo ra từ một khoá mật mã đợc xây dựng trong
quá trình thiết lập cuộc gọi.
ở các hệ thống GSM, kênh dữ liệu đờng lên và đờng xuống đợc truyền lệch
nhau theo thời gian nên quá trình thu và phát không diễn ra cùng một lúc, do đó
phơng thức truyền tin là bán song công. Tuy nhiên đối với HSCSD, do sử dụng
nhiều kênh thoại nên thời điểm thu và thời điểm phát dữ liệu có thể chồng lấn lên
nhau. Do đó đòi hỏi máy đầu cuối phải có thiết kế phức tạp hơn đồng thời cấu
trúc tần số vô tuyến cũng phải thay đổi để hỗ trợ khả năng phát và thu tín hiệu
cùng một lúc.
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Hệ thống HSCSD có thể hoạt động theo phơng thức truyền không cân bằng,
tức là tốc độ dữ liệu đờng xuống có thể lớn hơn đờng lên để hỗ trợ các ứng dụng
thích hợp với cơ chế truyền không cân bằng nh: duyệt WEB, truyền video Một
số cấu hình thờng đợc sử dụng là 2+1, 3+1, 3+2, 4+1.
Tơng tự nh GSM, các kênh SACCH và FACCH đợc sử dụng để điều khiển
hoạt động của kênh TCH/F. Kênh SACCH đợc sử dụng chủ yếu cho việc thông
báo cờng độ và chất lợng tín hiệu của các ô lân cận. Kênh FACCH đợc sử dụng
để tăng cờng tốc độ báo hiệu trong quá trình chuyển giao. Trong phơng thức
truyền cân bằng của HSCSD, mỗi kênh SACCH sẽ phục vụ một kênh TCH nhằm
phân tách việc điều khiển công suất cho từng kênh TCH. Đối với phơng thức
truyền không cân bằng, do số lợng kênh ở đờng xuống lớn hơn số lợng kênh ở đ-

ờng lên nên sẽ có một số kênh SACCH chỉ phục vụ các kênh đờng xuống. Chất l-
ợng và mức tín hiệu của các kênh thoại sẽ đợc trao đổi trên kênh chính của
HSCSD. Kênh chính là kênh duy nhất sử dụng FACCH trong hệ thống.
2.2.2.4. Các giao thức truyền dữ liệu:
HSCSD hỗ trợ các giao thức truyền dữ liệu trong suốt và không trong suốt.
Các chức năng của giao thức truyền dữ liệu phần lớn đợc đặt tại khối chức năng t-
ơng thích đầu cuối TAF của MS và ở khối IWF của hệ thống.
Truyền dữ liệu trong suốt: Việc truyền dữ liệu trong suốt đợc xây dựng dựa
trên giao thức V110 của ISDN. Việc biến đổi tốc độ từ 12Kbps (tốc độ của giao
diện vô tuyến) sang 16 Kbps (tốc độ báo hiệu của ISDN) đợc thực hiện bằng cách
cắt 20 bit đồng bộ ra khỏi khung 80 bit của V110. Do sử dụng nhiều kênh lu lợng
nên trong cấu trúc khung V110 của HSCSD sẽ d ra một số bit trạng thái, các bit
này sẽ có thể đợc sử dụng cho việc đồng bộ giữa các kênh thoại.
Truyền dữ liệu không trong suốt: Dịch vụ truyền dữ liệu không trong suốt đ-
ợc dựa trên cấu trúc liên kết vô tuyến RLC giữa MS và IWF. RLC sẽ chịu trách
nhiệm đánh số khung và phát lại các khung lỗi để đảm bảo bên thu nhận đợc các
khung theo thứ tự không có lỗi.
Website: Email : Tel : 0918.775.368
2.2.3 Giai đoạn GPRS :
2.2.3.1. Giới thiệu chung :
GPRS (General Packet Radio Service) là dịch vụ truyền tải mới cho hệ thống
GSM, nó cải thiện một cách hiệu quả việc truy nhập vô tuyến tới các mạng truyền
số liệu nh X.25, Internet bằng cách áp dụng nguyên lý gói vô tuyến để truyền số
liệu của ngời sử dụng một cách hiệu quả giữa máy điện thoại di động tới các
mạng truyền số liệu. Các gói tin có thể truyền trực tiếp từ máy di động GPRS tới
các mạng chuyển mạch số liệu.
GPRS thuộc GSM pha 2
+
đợc thiết kế để cung cấp các dịch vụ gói tốc độ cao
hơn so với tốc độ truyền số liệu đợc cung cấp bởi các dịch vụ số liệu chuyển

mạch kênh của GSM. Về mặt lý thuyết GPRS có thể cung cấp tốc độ số liệu lên
đến 171 Kbps ở giao diện vô tuyến, mặc dù các mạng thực tế không bao giờ có
thể đạt đợc tốc độ này (do cần phải dành một phần dung lợng cho việc hiệu chỉnh
lỗi trên đờng truyền vô tuyến). Trong thực tế giá trị cực đại của tốc độ bit thực tế
chỉ cao hơn khoảng 100 kbps một chút so với tốc độ khả thi thờng vào khoảng 40
Kbps hoặc 50 Kbps. Tuy nhiên các tốc độ nói trên cũng lớn hơn nhiều so với tốc
độ cực đại ở GSM.
GPRS đảm bảo tốc độ số liệu cao hơn nhng vẫn sử dụng giao diện vô tuyến
giống nh GSM (cùng kênh tần số 200 Khz đợc chia thành 8 khe thời gian). Tuy
nhiên bằng GPRS, MS có thể truy cập đến nhiều khe thời gian hơn. Ngoài ra mã
hoá kênh ở GPRS cũng hơi khác với mã hoá kênh ở GSM. GPRS định nghĩa một
số sơ đồ mã hoá kênh khác nhau. Sơ đồ mã hoá kênh thờng đợc dùng nhất cho
truyền số liệu gói là sơ đồ mã hoá 2(CS-2). Sơ đồ mã hoá này cho phép một khe
thời gian có thể mang số liệu ở tốc độ 13,4 Kbps. Nếu một ngời sử dụng truy cập
đến nhiều khe thời gian thì tốc độ 40,2 hay 53,6 Kbps là khả dụng đối với ngời
này. Sau đây là bảng liệt kê các sơ đồ mã hoá khác nhau và tốc độ bit (đo bằng
Kbps) tơng ứng với các sơ đồ mã hoá và số lợng các khe thời gian sử dụng:
1 TS 2 TS 3 TS 4 TS 5 TS 6 TS 7 TS 8 TS
Website: Email : Tel : 0918.775.368
CS-
1
9,05 18,1 27,15 36,2 45,25 54,3 63,35 72,4
CS-
2
13,4 26,8 40,2 53,6 67 80,4 93,8 107,2
CS-
3
15,6 31,2 46,8 62,4 78 93,6 109,2 124,8
CS-
4

21,4 42,8 64,2 85,6 107 128,4 149,8 171,2
Nh đã nói ở trên sơ đồ mã hoá thờng đợc sử dụng nhiều nhất cho truyền số
liệu của ngời sử dụng là CS-2. Sơ đồ này đảm bảo hiệu chỉnh lỗi khá tốt ở giao
diện vô tuyến. Mặc dù CS-3 và CS-4 cung cấp thông lợng cao hơn, nhng chúng
nhạy cảm cao với lỗi ở giao diện vô tuyến. Thực ra CS-4 hoàn toàn không đảm
bảo hiệu chỉnh lỗi ở giao diện vô tuyến. CS-3 và đặc biệt là CS-4 đòi hỏi phát lại
nhiều hơn ở giao diện vô tuyến, vì thế thông lợng thực sự hầu nh không tốt hơn
CS-2.
Ưu điểm lớn nhất của GPRS không chỉ đơn giản là ở chỗ nó cho phép tốc độ
số liệu cao hơn. Ưu điểm lớn nhất của GPRS là nó sử dụng công nghệ chuyển
mạch gói. Điều này có nghĩa là một ngời sử dụng chỉ tiêu phí tài nguyên khi ngời
này cần phát hoặc thu số liệu. Nếu một ngời sử dụng không phát số liệu ở một
thời điểm thì các khe thời gian ở giao diện vô tuyến tại thời điểm này sẽ đợc dành
cho các ngời sử dụng khác.
Việc GPRS cho phép nhiều ngời sử dụng cùng chia sẻ tài nguyên vô tuyến là
một u điểm lớn. Điều này có nghĩa rằng mỗi khi một ngời sử dụng muốn truyền
số liệu thì MS phải yêu cầu đợc phép truy cập đến các tài nguyên này và mạng
phải cấp phát các tài nguyên này trớc khi xảy ra truyền số liệu. Mặc dù điều này
có vẻ nh nghịch lý với việc dịch vụ luôn đợc kết nối, GPRS hoạt động sao cho thủ
tục yêu cầu- cấp phát không bị phát hiện, vì thế ngời sử dụng và dịch vụ dờng nh
luôn luôn đợc kết nối.
Website: Email : Tel : 0918.775.368
GPRS phù hợp với một phạm vi rộng các ứng dụng từ th điện tử (E-mail),
văn phòng di động (Mobile office), các ứng dụng đo lờng lu lợng từ xa, tới tất cả
các ứng dụng dữ liệu cụm chẳng hạn nh truy cập internet. GPRS cho phép hỗ trợ
các ứng dụng dữ liệu của mạng cố định hiện tại trên các đầu cuối di động. Dịch
vụ GPRS đợc định hớng chủ yếu cho các ứng dụng với các đặc tính lu lợng của
truyền tải chu kỳ với khối lợng nhỏ và truyền không theo chu kỳ của các dữ liệu
có kích thớc nhỏ hoặc trung bình. Điều này tạo ra khả năng cho hệ thống có thể
phục vụ các dịch vụ và ứng dụng mới. Sự truyền tải một lợng lớn dữ liệu vẫn sẽ đ-

ợc duy trì qua các kênh chuyển mạch kênh để tránh trở ngại của phổ vô tuyến gói.
Các ứng dụng của GPRS có thể tiến hành từ các công cụ thông tin trong một máy
tính xách tay PC (th điện tử và, truyền dẫn file và hiển thị trang web) đến các ứng
dụng đặc biệt liên quan đến các truyền tải thấp (máy đo từ xa, điều khiển lu lợng
đờng sắt và đờng giao thông, thông tin điều hành taxi và xe tải ).
2.2.3.2. Đặc điểm của GPRS:
- Đa giao thức internet IP vào mạng GSM cho phép kết nối với các mạng
công cộng và mạng số liệu riêng sử dụng các giao thức số liệu chuẩn nh
TCP/IP.
- Cho phép áp dụng nguyên tắc vô tuyến gói để truyền gói dữ liệu của ngời
sử dụng một cách hiệu quả giữa các máy đầu cuối di động GSM và mạng
dữ liệu gói. Các gói dữ liệu có thể định tuyến trực tiếp từ máy đầu cuối
GPRS tới các mạng chuyển mạch gói.
- Ngời sử dụng mạng GPRS sẽ có đợc thời gian truy nhập mạng nhanh hơn
và tốc độ truyền cao hơn. Nếu với mạng GSM mất vài giây truy nhập và chỉ
đạt tốc độ tối đa 9,6kb/s thì với mạng GPRS thời gian truy nhập mạng <1s
và tốc độ truyền dữ liệu lớn nhất là 171,2kb/s.
- Một kênh vô tuyến chỉ bị chiếm giữ trong khoảng thời gian truyền số liệu
thay cho việc kết nối liên tục nh trong công nghệ GSM.
Website: Email : Tel : 0918.775.368
- Việc tính cớc đúng và chính xác hơn cho các thuê bao sử dụng dịch vụ số
liệu dựa trên cơ sở số liệu gói dữ liệu truyền đi trong khi ở hệ thống GSM
ngời sử dụng phải trả tiền cho toàn bộ thời gian chiếm dụng kênh.
2.2.3.3. Cấu trúc mạng GPRS:
Cấu trúc mạng GPRS đợc xây dựng trên nền tảng mạng GSM đang tồn tại.
Vì lúc đầu GSM đợc thiết kế cho lu lợng chuyển mạch kênh nên việc đa dịch vụ
chuyển mạch gói vào đòi hỏi phải bổ sung thêm thiết bị cho mạng. Một mạng
GPRS gồm các phần sau:
- Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN-Serving GPRS Support Node).
- Nút hỗ trợ cổng GPRS (GGSN-Gateway GPRS Support Node).

- Một mạngBackbone nối các nút SGSN và GGSN với nhau
- Một domain name server sử dụng cho mục đích biên dịch địa chỉ
- Một Border Gateway để đảm bảo an toàn cho mạng GPRS PLMN từ:
+ Lu lợng,báo hiệu không mong muốn từ các GPRS PLMN khác
+ Lu lợng giữa các mạng Backbone PLMN đợc tạo ra từ các
nguồn truy cập trái phép.

Website: Email : Tel : 0918.775.368
Giao diện vô tuyến của GPRS sử dụng các tính năng cơ bản của giao diện vô
tuyến GSM. Nh vậy cả dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói đều có thể
sử dụng sóng mang. Tuy nhiên mạng đờng trục của GPRS đợc thiết kế sao cho nó
không phụ thuộc vào giao diện vô tuyến.
Các thành phần của mạng GPRS:
Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN):
SGSN phụ trách việc phân phát và định tuyến các gói số liệu giữa máy cầm
tay MS và các mạng truyền số liệu bên ngoài.
SGSN có các chức năng chính sau:
- Quản trị di động: quản lý việc nhập mạng, rời mạng của thuê bao GPRS,
quản lý vị trí hiện diện của thuê bao trong vùng phục vụ, thực hiện chức năng bảo
mật, an ninh cho mạng
- Định tuyến và truyền tải các gói dữ liệu đi đến hay đợc xuất phát từ
vùng phục vụ của SGSN đó.
- Quản lý các trung kế logic bao gồm các kênh lu lợng gói dữ liệu, lu l-
ợng các bản tin ngắn (SMS).
- Thiết lập hay huỷ bỏ các giao thức dữ liệu gói PDP phục vụ cho việc
truyền tải các gói dữ liệu PDP giữa thuê bao GPRS và GGSN thông qua hai giao
diện Gn và Gb.
- Thực hiện kỹ thuật nén dữ liệu đợc truyền tải giữa SGSN và máy di
động nhằm nâng cao hiệu quả của các kết nối trong mạng.
- Cung cấp các khả năng kết nối với các phần tử khác trong mạng nh:

SGSN-MSC/VLR, HLR,BSC
- Cung cấp khả năng tơng tác với mạng GSM khi cả hai công nghệ này
cùng sử dụng chung một nguồn tài nguyên.
Website: Email : Tel : 0918.775.368
- Điều hành việc xếp hàng các gói dữ liệu trao đổi giữa trạm gốc BSS và
SGSN.
- Cung cấp dữ liệu phục vụ cho việc tính cớc, các thông tin phục vụ tính
cớc đợc thu thập tại SGSN chỉ liên quan đến phần sử dụng mạng vô tuyến của
thuê bao.
SGSN tơng tự nh MSC/VLR trong vùng chuyển mạch kênh nhng thực hiện
các chức năng tơng tự ở vùng chuyển mạch gói. Các chức năng này bao gồm:
quản lý di động, bảo an và các chức năng truy nhập. Vùng phục vụ của SGSN đợc
chia thành các vùng định tuyến (RA: Routing Area), các vùng này tơng tự nh
vùng định vị ở vùng chuyển mạch kênh. Khi máy di động GPRS chuyển động từ
một RA này đến một RA khác nó thực hiện cập nhật vùng định tuyến cũng giống
nh cập nhật vùng định vị ở vùng chuyển mạch kênh. Chỉ có một sự khác nhau duy
nhất là MS có thể thực hiện cập nhật vùng định tuyến ngay cả khi đang xảy ra
phiên số liệu. Theo thuật ngữ của GPRS thì phiên dữ liệu đang xảy ra này đợc gọi
là ngữ cảnh giao thức số liệu gói (PDP Context: Packet Data Protocol Context).
Trái lại khi một MS đang tham dự một cuộc gọi chuyển mạch kênh, sự thay đổi
vùng định vị không dẫn đến cập nhật vùng định vị.
SGSN cũng giao diện với bộ ghi định vị thờng trú (HLR) thông qua giao diện
Gr. Đây là giao diện dựa trên cơ sở báo hiệu số 7, giao diện này sử dụng MAP
tăng cờng dùng cho SGSN. Giao diện Gr tơng tự nh giao diện giữa VLR và HLR
ở GSM. SGSN sử dụng giao diện Gr để cập nhật vị trí các thuê bao GPRS ở HLR
và để nhận đợc thông tin đăng ký thuê bao liên quan đến GPRS đối với mọi thuê
bao nằm trong vùng phục vụ của SGSN.
Tuỳ chọn một SGSN có thể giao diện với MSC thông qua giao diện Gs. Đây
là giao diện trên cơ sở báo hiệu số 7 sử dụng SCCP. Lớp trên SCCP là một giao
thức đợc gọi là BSSAP

+
, đây là một dạng cải biến của BSSAP đợc sử dụng giữa
MSC và BSC ở tiêu chuẩn GSM. Mục đích của giao diện Gs là đảm bảo kết hợp
giữa MSC/VLR và GPRS cho các thuê bao sử dụng cả các dịch vụ chuyển mạch
kênh và các dịch vụ số liệu chuyển mạch gói. Chẳng hạn thuê bao nào đó hỗ trợ
Website: Email : Tel : 0918.775.368
cả dịch vụ thoại và dịch vụ số liệu gói và nó đã nhập mạng SGSN, thì MSC có thể
tìm gọi thuê bao này cho cuộc gọi thoại thông qua SGSN bằng cách sử dụng giao
diện Gs. SGSN giao diện với trung tâm dịch vụ bản tin ngắn (SMSC: Short
Message Service Center) thông qua giao diện Gd. Giao diện này cho phép các
thuê bao thuê bao GPRS phát thu các bản tin ngắn trên mạng GPRS (gồm cả giao
diện vô tuyến GPRS). Giao diện Gd là một giao diện trên cơ sở báo hiệu số 7 sử
dụng MAP.
SGSN có thể giao diện với các SGSN khác trong mạng. Giao diện này cũng
đợc gọi là Gn và cũng sử dụng GTP. Chức năng đầu tiên của giao diện này là đảm
bảo truyền xuyên các gói từ một SGSN cũ đến một SGSN mới khi xảy ra cập nhật
định tuyến trong thời gian nội dung giao thức số liệu gói: PDP context giữa
chúng (phiên số liệu). Lu ý rằng quá trình chuyển hớng các gói từ một SGSN này
đến một SGSN khác rất ngắn: đúng bằng thời gian mà SGSN và GGSN thiết lập
PDP context giữa chúng. Quá trình này hoàn toàn khác với chuyển giao giữa các
MSC ở GSM. ở trờng hợp GSM, MSC đầu tiên vẫn duy trì vai trò MSC neo của nó
cho đến khi cuộc gọi kết thúc.
Nút hỗ trợ cổng GPRS (GGSN):
Nhìn về mặt hệ thống, GGSN đóng vai trò nh một GMSC. GGSN cung cấp
một giao diện cổng phục vụ cho việc trao đổi dữ liệu giữa các thuê bao với các
mạng số liệu gói bên ngoài (PDN). Nó cung cấp địa chỉ định tuyến cho các dữ
liệu đợc phân phối tới máy di động và gửi các số liệu xuất phát từ máy di động tới
địa chỉ đã đợc chỉ định. GGSN cũng tơng tác với các mạng chuyển mạch gói
ngoài và đợc kết nối SGSN theo giao thức IP dựa trên mạng đờng trục GPRS.
GGSN có hai giao diện Gi và Gn, trong đó giao diện Gi phục vụ cho việc

trao đổi dữ liệu giữa thuê bao GPRS với các thiết bị đầu cuối thuộc mạng dữ liệu
bên ngoài đợc kết nối với GGSN. Gn phục vụ cho việc truyền tải dữ liệu và báo
hiệu giữa GGSN và SGSN, kết nối này đợc thực hiện qua mạng IP (mạng đờng
trục GPRS).
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Tuỳ chọn GGSN có thể sử dụng giao diện Gc đến HLR, giao diện này sử
dụng MAP ở báo hiệu số 7. Cần sử dụng giao diện này khi GGSN cần xác định
SGSN hiện đang phục vụ một thuê bao, cũng giống nh việc MSC cổng (GMSC)
hỏi HLR để định tuyến thông tin cho một cuộc gọi kết cuối ở máy di động. Điều
khác nhau duy nhất giữa hai trờng hợp này là phiên số liệu thờng đợc MS thiết lập
chứ không phải mạng ngoài. Nếu MS thiết lập phiên thì GGSN biết SGSN nào
đang phục vụ MS, vì tuyến truyền từ MS đến GGSN đi qua SGSN phục vụ. Tong
trờng hợp này GGSN không cần hỏi HLR. GGSN phải hỏi HLR khi phiên đợc
khởi xớng bởi mạng số liệu bên ngoài. Đây là một khả năng tuỳ chọn và nhà khai
thác có thể không chọn khả năng này. Trong nhiều mạng khả năng này không đợc
thực hiện và MS buộc phải có một địa chỉ giao thức gói cố định (địa chỉ IP). Tuy
nhiên không gian địa chỉ quy định thờng hạn chế (nhất là ở phiên bản Ipv4) nên
một địa chỉ cố định cho từng MS thờng không thể thực hiện đợc còn đợc. GGSN
còn có các chức năng chính nh sau:
- Cung cấp giao diện giữa mạng GPRS với các mạng dữ liệu bên ngoài.
- Định tuyến và truyền tải dữ liệu giữa SGSN và các mạng dữ liệu GPRS.
- Quản trị các phiên làm việc GPRS, thiết lập thông báo về phía các mạng
bên ngoài.
- Cung cấp khả năng chuyển đổi khuôn dạng các gói dữ liệu đợc trao đổi
giữa mạng GPRS và các mạng dữ liệu khác.
- Cung cấp dữ liệu phục vụ cho việc tính cớc, các thông tin đợc thu thập
tại GGSN chỉ liên quan đến phần sử dụng dữ liệu bên ngoài.
- Điều khiển việc truy nhập trên GGSN.
Phân hệ trạm gốc BSS:
Phần BSS cung cấp tất cả các chức năng điều khiển và truyền dẫn thông tin

phần vô tuyến của mạng. Bao gồm các thành phần:
- Khối điều khiển dữ liệu gói PCU (Packet Control Unit):
Website: Email : Tel : 0918.775.368
PCU có nhiệm vụ kết hợp các chức năng điều khiển kênh vô tuyến GPRS với
phần hệ thống trạm gốc BSS của mạng GSM hiện tại, PCU đợc đặt tại bộ điều
khiển trạm gốc BSC và phục vụ BSC đó.
PCU là một phần tử mạng logic chịu trách nhiệm đối với một số chức năng
liên quan đến GPRS nh: điều khiển truy nhập giao diện vô tuyến, lập biểu gói trên
giao diện vô tuyến, phân tách và lắp ráp lại gói. Nói chính xác hơn PCU có thể đ-
ợc đặt tại BTS, BSC, hay tại SGSN. Một cách logic có thể coi PCU nh là một bộ
phận của BSC và trên thực tế ta thấy PCU thờng đợc kết hợp vật lý với BSC.
- Bộ điều khiển trạm gốc BSC:
Trong mạng GPRS, BSC đóng vai trò trung tâm phân phối, định tuyến dữ
liệu và thông tin báo hiệu GPRS. BSC cũng cung cấp tất cả chức năng liên quan
đến phần BSS của mạng. BSC có thể thiết lập, giám sát và huỷ bỏ kết nối của các
cuộc gọi chuyển mạch kênh cũng nh chuyển mạch gói. BSC còn cung cấp các
chức năng về chuyển vùng, thiết lập các tham số của các tế bào trong mạng.
- Trạm gốc BTS:
BTS cung cấp khả năng ấn định các kênh vật lý tại khe thời gian cho cuộc
gọi chuyển mạch trong mạng GSM và dữ liệu chuyển mạch gói GPRS. BTS kết
hợp với PCU để thực hiện các chức năng về vô tuyến trong mạng GPRS.
Phần chuyển mạch:
- Trung tâm chuyển mạch di động/ Bộ đăng ký tạm trú MSC/VLR:
MSC/VLR đợc sử dụng cho việc đăng ký và liên lạc với thuê bao nhng
không đóng vai trò gì trong việc định tuyến dữ liệu GPRS. Một MSC có thể đợc
kết nối với một hoặc nhiều SGSN tuỳ thuộc vào lu lợng thông tin.
Trong hệ thống GPRS, MSC/VLR không đợc dùng cho thủ tục nhận thực
thuê bao nh trong hệ thống GSM mà thay vào đó là HLR, do đó SGSN sẽ nhận bộ
ba thông số dành cho việc nhận thực từ bộ đăng ký thờng trú/trung tâm nhận
thực-HLR/AUC.