giới thiệu chung về mạng gsm

Chương I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG GSM
• Mạng thông tin di động tế bào GSM .
• Khái quát
Chữ GSM được viết tắt từ : Global System for Mobile Communications, tuy
nhiên tên nguyên thuỷ của nú theo tiếng Pháp là : Groupe Spộcial Mobile.
Đây là một trong những công nghệ về mạng điện thoại di động phổ biến
nhất trên thế giới. Cho đến nay công nghệ này có khoảng 2, 5 tỷ thuê bao sử dụng
trên phạm vi 212 quốc gia và vùng lãnh thổ. Do nú hầu như có mặt khắp mọi nơi
trên thế giới nên khi các nhà cung cấp dịch vụ thực hiện việc ký kết roaming với
nhau nhờ đó mà thuê bao GSM có thể dễ dàng sử dụng máy điện thoại GSM của
mình ở bất cứ nơi đâu.
Mặt thuận lợi to lớn của công nghệ GSM là ngoài việc truyền âm thanh với
chất lượng cao còn cho phép thuê bao sử dụng các cách giao tiếp khác rẻ tiền hơn
đó là tin nhắn SMS. Ngoài ra để tạo thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ thì
công nghệ GSM được xây dựng trên cơ sở hệ thống mở nên nú dễ dàng kết nối các
thiết bị khác nhau từ các nhà cung cấp thiết bị khác nhau.
Nú cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa ra tính năng roaming cho thuê bao
của mình với các mạng khác trên toàn thế giới. Và công nghệ GSM cũng phát triển
thêm các tính năng truyền dữ liệu như GPRS và sau này truyền với tốc độ cao hơn
họ sử dụng EGDE.
• Lịch sử phát triển mạng GSM.
Vào đầu những năm 1980 tại châu Âu người ta phát triển một mạng điện
thoại di động chỉ sử dụng trong một vài khu vực. Sau đó vào năm 1982 nú được
chuẩn hoá bởi (CEPT : European Conference of Postal

and Telecommunications Administrations) và tạo ra Groupe Spộcial Mobile
(GSM) với mục đích sử dụng chung cho toàn châu Âu. Vào đầu những
năm 1980 tại châu Âu người ta phát triển một mạng điện thoại di động chỉ sử dụng
trong một vài khu vực. Sau đó vào năm 1982 nó được chuẩn hoá bởi (CEPT :
European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) và tạo ra

Groupe Spécial Mobile (GSM) với mục đích sử dụng chung cho toàn châu Âu.
Vào năm 1989 công việc quản lý tiêu chuẩn và phát triển mạng GSM được
chuyển cho viện viễn thông châu Âu (European Telecommunications Standards
Institute (ETSI)), các tiêu chuẩn, đặc tính phase 1 của công nghệ GSM được công
bố vào năm 1990. Đến 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.
Mạng điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM được xây dựng và đưa
vào sử dụng đầu tiên bởi nhà khai thác Radiolinja ở Finland và cuộc gọi đầu tiên
được thực hiện ngày 27/03/1991, tin nhắn SMS đầu tiên được gửi đi năm
1992. Mạng điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM được xây dựng và
đưa vào sử dụng đầu tiên bởi nhà khai thác Radiolinja ở Finland và cuộc gọi đầu
tiên được thực hiện ngày 27/03/1991, tin nhắn SMS đầu tiên được gửi đi năm
1992.
Ngày 7/9/1987, 15 hãng viễn thông đã ký kết một hợp đồng xây dựng
mạng lưới có tên gọi " Hệ thống thông tin di động toàn cầu" (gọi tắt là GSM). Từ
đó đến nay, số lượng người dùng công nghệ GSM luôn vượt xa dự đoán và đến nay
chưa lúc nào có dấu hiệu đi xuống, đặc biệt là ở các quốc gia đang phát
triển Ngày 7/9/1987, 15 hãng viễn thông đã ký kết một hợp đồng xây dựng
mạng lưới có tên gọi "Hệ thống thông tin di động toàn cầu" (gọi tắt là GSM). Từ
đó đến nay, số lượng người dùng công nghệ GSM luôn vượt xa dự đoán và đến nay
chưa lúc nào có dấu hiệu đi xuống, đặc biệt là ở các quốc gia đang phát triển.

Hiện nay, có 64% trên tổng số người dùng mạng GSM trên thế giới là ở các
thị trường mới nổi. Trung Quốc có khoảng 445 triệu khách hàng này. Cũng theo
Hiệp hội GSM, có khoảng 7 tỷ tin nhắn được gửi mỗi ngày.
Theo số liệu mới được Hiệp hội GSM công bố, cho đến nay, trên toàn thế
giới đang có hơn 2, 5 tỷ thuê bao đang sử dụng công nghệ điện thoại di động GSM.
Số lượng thuê bao điện thoại di động liên tục tăng mạnh trong vòng 6 năm
qua. Theo báo cáo 3G của Mỹ hiện có hơn 700 mạng GSM hoạt động tại hơn 200
quốc gia trên toàn thế giới.

Thậm chí tại một số nước phát triển, số điện thoại di động còn nhiều hơn số
dân. Theo thống kê cuối năm 2006 của tổ chức Ofcom, cứ 100 người Anh thì có
116. 6 chiếc mobile. Thông tin từ phía hiệp hội GSM cho biết cần 12 năm để có
một tỉ điện thoại di động kết nối vào mạng, nhưng chỉ mất 30 tháng cho con số này
nhảy vọt lên 2 tỉ! Conway khẳng định: “Tại các nước đang phát triển, mobile đã
gắn kết chặt chẽ với đời sống”. 445 triệu người đang sử dụng mobile tại Trung
Quốc, 64% người dùng di động sống tại các nước đang phát triển. Và hơn hết, 7 tỉ
tin nhắn SMS được gửi trên sóng di động mỗi ngày.
Trên thực tế, số lượng thuê bao GSM trên toàn thế giới hứa hẹn đạt 3, 3 tỉ
tính đến năm 2010, với tốc độ tăng trung bình là 10% mỗi năm. Những khu vực
phát triển chính của mạng này sẽ là châu Á, châu Phi và đặc biệt là Trung Đông.
Tương lai của mạng GSM khá tươi sáng khi nhìn vào thực tế hiện tại. Chắc chắn
thị phần của mạng này sẽ liên tục tăng đáp ứng mọi mong đợi. Trên thực
tế, số lượng thuê bao GSM trên toàn thế giới hứa hẹn đạt 3,3 tỉ tính đến năm 2010,
với tốc độ tăng trung bình là 10% mỗi năm. Những khu vực phát triển chính của
mạng này sẽ là châu Á, châu Phi và đặc biệt là Trung Đông. Tương lai của mạng
GSM khá tươi sáng khi

nhìn vào thực tế hiện tại. Chắc chắn thị phần của mạng này sẽ liên tục tăng
đáp ứng mọi mong đợi.
• Tình hình thuê bao GSM tại Việt Nam.
Tại Việt Nam, công nghệ GSM đã vào Việt Nam từ năm 1993 qua việc
cung cấp hệ thống đầu tiên ở miền Bắc. Hiện nay, ba mạng GSM của Việt Nam là
Mobifone, VinaPhone, và Viettel đã có tổng cộng 11 triệu thuê bao, chiếm 95% số
người dùng ĐTDĐ tại Việt Nam. Tại Việt Nam, công nghệ GSM đã vào
Việt Nam từ năm 1993 qua việc cung cấp hệ thống đầu tiên ở miền Bắc. Hiện nay,
ba mạng GSM của Việt Nam là Mobifone, VinaPhone, và Viettel đã có tổng cộng
11 triệu thuê bao, chiếm 95% số người dùng ĐTDĐ tại Việt Nam.
Thị trường di động Việt Nam năm 2008 được cho là phát triển với tốc độ
tăng trưởng từ 60%-80% với những bước ngoặt HT Mobile " khai tử" mạng

CDMA chuyển sang GSM, mạng di động GSM GTel sẽ nhập cuộc. Song ba nhà
khai thác GSM là MobiFone, Viettel và Vinaphone vẫn là những người chơi chủ
đạo trên thị trường di động Việt Nam. Thị trường di động Việt Nam năm
2008 được cho là phát triển với tốc độ tăng trưởng từ 60%-80% với những bước
ngoặt HT Mobile "khai tử" mạng CDMA chuyển sang GSM, mạng di động GSM
GTel sẽ nhập cuộc. Song ba nhà khai thác GSM là MobiFone, Viettel và
Vinaphone vẫn là những người chơi chủ đạo trên thị trường di động Việt Nam.
• Các giao diện trong hệ thống :
• Giao diện A : giao diện giữa trạm gốc BS và MSC để đảm bảo báo hiệu
và lưu lượng (cả số liệu lẫn tiếng).
• Giao diện A - bis : giao diện giữa BTS và BSC

• Giao diện Ai : giao diện giữa MSC và PSTN, giao diện này được định
nghĩa như giao diện tương tự sử dụng hoặc báo hiệu đa tần 2 tông (DTMF) hoặc
báo hiệu đa tần (MF).
• Giao diện B : giao diện giữa MSC và VLR, giao diện này được định
nghĩa ở tiêu chuẩn giao thức GSM hoặc TIA IS-41.
• Giao diện C : giao diện giữa MSC và HLR.
• Giao diện D : giao diện giữa HLR và VLR được xây dựng trên cơ sở báo
hiệu số 7.
• Giao diện Di : giao diện giữa MSC và ISDN, đây là giao diện số
• Giao diện E : là giao diện lưu lượng và báo hiệu giữa các tổng đài của
mạng di động, giữa MSC và MSC
• Giao diện F : giao diện giữa MSC và EIR
• Giao diện G : giao diện giữa các VLR với nhau, được sử dụng khi cần
thông tin giữa các VLR
• Giao diện H : giao diện giữa HLR và AuC, giao thức cho giao diện này
mới chỉ được định nghĩa cho GSM
• Giao diện I : giao diện giữa MSC và DMH (bộ xử lý bản tin dữ liệu)
• Giao diện F : giao diện giữa MSC và IWF, được định nghĩa bởi chức

năng tương tác.
• Giao diện Mi : giao diện giữa MSC và PLMN, là giao diện với mạng di
động khác
• Giao diện O : giao diện giữa MSC với hệ thống khai thác OS
• Giao diện Pi : giao diện giữa MSC và mạng chuyển mạch gói PSPDN
1. 1 Tổng quan về hệ thống GSM
1. 1. 1Hệthốngtrạm gốc (BSS)


Phân hệ trạm gốc BSS thực hiện giao tiếp trực tiếp với di động MS thông
qua giao diện vô tuyến Um, kết nối MS tới tổng đài và tới những người sử dụng
dịch vụ khác. Vì vậy, BSS được ghép với phân hệ chuyển mạch NSS thông qua
giao diện A. Bên cạnh đó, BSS được kết nối với OSS để điều khiển. BSS gồm 2
thành phần cơ bản sau đây:
- Một BTS bao gồm các thiết bị thu phát, antenna, hệ thống feeder và khối xử
lý tín hiệu. Có thể coi BTS là các modem vô tuyến phức hợp có thêm một số chức
năng khác. Một bộ phận quan trọng của BTS là khối chuyển đổi mã hóa và thích ứng
tốc độ TRAU. Nhiệm vụ chính của khối này là thực hiện quá trình mã hóa và giải mã
đặc thù cho GSM đồng thời thích ứng với trường hợp truyền số liệu. TRAU có thể
không đặt tại BTS mà có thể đặt giữa BTS và BSC. Quan trọng nhất là BTS cung cấp
truy nhập vô tuyến tới MS, các BTS sẽ tạo nên vùng phủ sóng của tế bào và quyết
định dung lượng, vùng phủ của mạng.
- BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả các giao diện vô tuyến thông qua lệnh
điều khiển từ xa của BTS và MS. Chức năng chính của BSC là gán và giải phóng
kết nối của kênh, điều khiển công suất được phát và quản lý chuyển giao. BSC
được nối với BTS thông qua giao diện Abis và được nối với MSC thông qua giao
diện A. Trong thực tế, BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng tính toán. Trung bình
một BSC có thể quản lý vài chục BTS tạo thành phân hệ trạm gốc.
Những BTS được kết nối tới BSC theo nhiều cấu hình liên kết khác nhau.
Ba cấu hình cơ bản thường dùng (hình 1. 1):

- Cấu hình liên kết kiểu chuỗi: kiểu này đơn giản,
rẻ tiền, dễ lắp đặt, nhưng có nhược điểm nếu bị lỗi ở càng
gần BSC càng khiến nhiều BTS bị cô lập;

- Cấu hình liên kết kiểu vòng: nhược điểm rất lớn
của cấu hình này là vòng kín và khó mở rộng;
- Cấu hình liên kết kiểu sao: kiểu liên kết này đưa
tới sự thuận tiện, chủ động trong liên kết với BSC. Khi một
BTS hay liên kết bất kỳ bị lỗi không làm ảnh hưởng tới
những BTS khác. Nhưng kiểu này gây tốn kém vì mỗi BTS
cần phải có một kết nối riêng tới BSC.
Hình 1.1: Các kiểu cấu hình liên kết mạng BSC
Kết nối từ BTS tới BSC thường sử dụng cáp đồng trục, cáp quang hoặc viba.

1. 1. 2Trạm diđộng(MS)
ThuêbaosẽsửdụngMSđểgọivànhậncuộcgọiquamạngGSM.MS
gồm2phầncóchứcnăngkhácnhaulàmodulnhậndạngthuêbao(SIM)vàthiết
bịdiđộ
ng(ME).SIMlàthẻthôngminhtháolắpđược,chứacácthôngtinliênquanđếnthuêbaocụ t
hể,cònMEchínhlàbảnthânđiệnthoạidiđộng(khôngcó
SIM).
MEcóthểchiathành3khốichứcnăng.Thứnhấtlàthiếtbịđầucuối(TE
),thựchiệnchứcnăngriêngchodịchvụcụthểvídụmáyfax.TEkhôngsửlím
ộtchứcnăngnàoliênquanđếnhệthốngGSM.Khốichứcnăngthứ2làđầuc
uốidiđộng(MT),thựchiệnmọinhiệm

vụliênquanđếntruyềnthụngtintrờngiaodiệnvôtuyếnGSM.Cuốicù
ngkhốichứcnăngthứ3làbộphốihợpđầucuối(TA)dùngđểbảođảmsựtươ
ngthíchgiữaMTvàTA.VídụcầnTAđểtạo giaodiệngiữaMTtươngthích-
ISDNvàTAcógiaodiệnmodem.

Hình1. 2CấutrúcmạngGSM

1. 1.
3SIM:làthẻthụngminhcókíchthướcthẻtíndụnghoặcnhỏhơn,đượcthuê
baosửdụngđể“cỏnhânhóa”ME.LưuýrằngtrongGSM,MSluụnlàtổhợp
củaSIMvàME.SIMcóvùngbộnhớcốđịnhđểnhớthôngtinliênquanđếnth
uêbao(gồmcảIMSI).Sốnàydựngđểnhậndạngtừngthuêbaotrongmạng
GSMvàdàikhôngquá15chữsốthậpphõn.Bachữsốđầutiờnlàmónướcdi
động(NMC),dùngđểnhậndạngnướcmàthuêbaođăngkí.Haichữ sốtiếpt
heolàmómạngdiđộng(MNC)dùngđểnhậndạngmạngPLMNthườngtrú
củathuêbao trongnước.CácchữsốcònlạicủaIMSIlàsốnhậndạngthuêba
odiđộng
(MSIN)dùngđểxácđịnhduynhấttừngthuêbaotrongmạngPLM
N.SIMcòn
chứachìakhóanhận

dạngmậtthuêbao,K
i
,thuậttoánnhậndạngA3vàthuậttoántạochỡak
hóamậtmóA8.Tấtcảcáckhoảnnày(bắtbuộcphảicó)đềuđượclưutrongS
IMvàđượcbảovệrấtchặtchẽ.NgoàiraSIMcòncóthểchứa1sốchứcnăngt
ùychọnkhácnhưquaysốtắt,danhbạv.v CũngnhờcóSIMmàthuê baocó
thể dễdàngthayđổicácMEkhácnhau,vínhưkhiphảisửachữaME.
MộttrongnhữngđộnglựcchínhphớasausựpháttriểncủahệthốngG
SMlàchophépthuêbaolưuđộngtựdokhắpchâuÂumàvẫngiữnguyờnkh
ảnănggọivànhậncuộcgọibằngcùngmộtMS.Điềunàychỉcóthểkhitồntại
cácmạngtươngthíchnhautạimỗinước.SIMđóđưarakháiniệm“lưuđộng
SIM”tứclàthuêbaocóthểlưuđộnggiữacácmạngkhácnhaukhôngtươngt
híchvớinhaubằngcáchthuêMEthíchhợpvàcắmSIMvào.Điềunàytrởnờ
nđặcbiệthấpdẫnkhinướcMĩgiớithiệuhệthống PCS1900(thườnggọilà

GSM1900).
1. 1. 4Trungtõm chuyểnmạchdiđộng(MSC)
Từhình1.
2tathấymỗiBSSđượcnốivớiMSC.MSCđảmbảoviệcđịnhtuyếncáccuộ
cgọiđến/đitừMS.Nócókhảnăngchuyểnmạchlớn,thôngthườngmộtMS
CđiềukhiểnvàichụcBSCvớidunglượngvàichụcnghìnthuêbao.MSCtư
ơngtựnhưtổngđàitrongmạngcốđịnh,songnócòncóthêmcácchứcnăngq
uảnlídiđộngcủacácthuêbao(đăngkívịtrívàHO).ĐặctảGSMsửdụngthu
ậtngữvùngMSCđểmôtảphầnmạngbaophủbởi MSCvàcácBSC,BTSliê
nquan.GiaodiệngiữaMSCvàBSSđượcgọilàgiaodiệnA,hoàntoànđược
xácđịnhtrongđặctả.Vìthế,cácnhàkhaithácmạngcóthểtựdolựachọnMS
CvàBSStừcácnhàsảnxuấtkhácnhau.GiaodiệngiữacácMSCkhácnhauđ
ượcgọilàgiaodiệnE.Nhàkhaitháccóthểlựachọn1hoặcmộtvàiMSCđểd
ựnglàmMSCcửangừ

(GMSC).GMSCcungcấpgiaodiệngiữaPLMNvàcácmạngngoài.
Khicócuộcgọiđếntừmạngngoài,GMSCliờnlạcvớicáccơ sởdữliệumạn
gliênquanđểbảođảmcuộcgọiđượcđịnhtuyếnđếnMSthíchhợp.
1. 1. 5Cơ sởdữliệumạngGSM
TrongphầntrờntađóxétcácbộphậnkhácnhautrongGSMdùngđểtạ
ođườngliênlạcgiữamộtMSvàmộtMSkháchoặcngườidùngtrongmạng
khác.Khôngkémphầnquantrọngtrongcácmạngthươngmạilàcácphươn
gtiệnthanhtoántínhcước,duytrìsốliệuđăngkíchínhxácvàngănngừacác
xõmnhậpmạngtráiphộp.Trongmạngtếbào,cácthuêbaođượctựdolưuđộ
ngtrongvùngphủsóng,vìthếmạngphảicócáchnàođóđểtheodừicácMSn
hằmđịnhtuyếnchínhxáccuộcgọiđếnchúng.Tấtcảcácchứcnăngnàyđượ
cthựchiệnnhờsửdụngkếthợpcáccơsởdữliệuhoặccácbộghi.Bộghivịtrít
hườngtrú(HLR)lưugiữcácthôngtinriờngcủacácthuêbao,cácchitiếtvềđ
ăngkícủangườidùng(vídụdịchvụ)vàthôngtinvịtrícủatừngthuêbao(víd
ụ:chitiếtvềvùngMSCmàthuêbaohiệnthờiđăngkí).Cóthểtruycậpthôngt

introngHLRnếudùngIMSIhoặcMSISDNcủathuêbao.Mọithuêbaotro
ngGSMđềucóđầumục(entry)trongHLRcủamạngchủ.GiaodiệngiữaH
LRvàMSCđược gọi làgiaodiệnC.
CơsởdữliệukhácliênquanchặtchẽvớiHLRlàtrungtõmnhậnthực(AuC).AuCdùng
đểlưutrữthôngtinliênquanđếnkhớacạnhanninhGSM,nghĩalànhậnthựcngườidựngvà
mậtmãhóađườngvôtuyến.NóchứachỡakhóanhậndạngthuêbaoK
i
vàcácthuậttoánanni
nhA3,A8.AuCchỉliờnlạcvớiHLRthôngquagiaodiệnH.Cơsởdữliệuquantrọngkhácđư
ợcdựngtrongGSMlàbộghivịtrítạmtrú(VLR).VLRliờnkếtvớimộthoặcvàiMSCvàchứa
thôngtinliênquanđếncác

thuêbaohiệnđangđăngkítrongvùngMSC.VùngđượcphụcvụbởiVLRcụthểđượcg
ọilàvùngVLR.ChứcnăngchínhcủaVLRlàcungcấpbảnsaothôngtincụcbộ(local)củathu
êbaonhằmmụcđíchxửlícuộcgọivàđểtránhtruynhậpliờntụcHLR(đểlấythôngtinvềthuê
baocụthể).VLRcũngchứacácthôngtinchophépmạng“tìmthấy”thuêbaokhicócuộcgọi
đến.
Quátrìnhđịnhvịthuêbaotrởnờndễdàngbằngcáchchiavùngphủsún
gcủamạngthànhmộtsốvùngđịnhvị(LA),mỗiLAgồmmộthoặcmộtsốtếb
ào.VLRsẽchứacácchitiếtvềLAtrongđómỗithuêbaođượcđăngkí.Khicó
cuộcgọitới,MSsẽđượctìmgọitrongtấtcảcáctếbàothuộcLA.Điềunàycó
nghĩalàMSsẽdichuyểntựdogiữacáctếbàocủacùngvùngđịnhvị,khôngp
hảithôngbáochomạngvềvịtrícủanú.TuynhiênkhiMSdichuyểngiữacác
tếbàothuộccácLAkhácnhau,nóphảiđăngkítrongvùngmớitheothủtụcc
ậpnhậtvịtrí.CònkhithuêbaodichuyểngiữacácLAthuộccácVLRkhácnh
au,chitiếtcủanóđượccopytừHLRvàoVLRmớiđồngthờiđượcxóakhỏi
VLRcũ.GiaodiệngiữaHLRvàVLRlàgiaodiệnD,còngiaodiệngiữaMS
CvàVLRliênquanlàgiaodiệnB.GiaodiệngiữacácVLR đượcgọilàgiaod
iệnG.
SựtồntạicủathẻSIMtrongGSMcónghĩalàviệctheodừithuêbaokhô

ngcònlàtheodừithiếtbịnữa.Vìvậyngườitasửdụngbộghinhậndạngthiết
bị(EIR)đểnhàkhaithácmạngcóthểtheodừiMEbịđánhcắphoặccólỗi.M
ỗiMEđượcgánmộtsốIMEIduynhất15sốtạinơisảnxuất.MỗimodelMEđ
ềuphảiquamộtquátrìnhgọilàchấpthuậnkiểu,ởđómộtsốđặctínhcủanóđ
ượcthửnghiệmbởibộmôphỏnghệthốngGSM.Việcthửnàyđượcthựchiệ
nbởicácphũngthínghiệmđượcthừanhận,độclậpvớibấtkìcôngtyhoặcnh
àsảnxuấtnào.Saukhiquađượcquátrìnhnày,MEsẽđượcgán

Bảng1.
2Cáccấuhìnhkênhlogiccóthểánh
xạlên1kênhlogic

CấutrúckhungđốivớiTCH/Fchiếmkhethờigian1trongmỗikhungTDMAđ
ượcvẽtrờnhình1.4.12khethờigianđầutiêntrongmỗikhungTDMAcủađakh
ung,từ0-
11,đượcdùngbởichínhTCH/F.Khethờigiantiếptheokhôngđượcdùngđểtru
yềnvìthếnóđượcgọilàkhe“rỗi”.12khetiếptheotrongmỗikhungTDMAcủa
đakhungđượcdựngbởiTCH/F,khethờigiancònlạitrongkhungTDMA26đư
ợcdựngbởiSACCH.Hình2.14cóthểápdụngcảchođườnglênvàđườngxuốn
gvớichúýrằngcóđộlệch3chukìcụmgiữađịnhthờikhungtrờnđườnglênvàđư
ờngxuống.Đakhunglưulượngcóđộdàichínhxáclà120msvàđiềunàyxácđịn
hnhiềuchukìthời gian sửdụngtrong GSM,vídụ1khungTDMA=120ms/2
6≈4.615ms.Talưuýrằngcấutrúcđakhung
trờnhình1.4chỉápdụngchoTCH/
Fchiếmcáckhethờigianđánhsốlẻ.Trờn
cáckhethờigianđánhsốchẵnvàkhet
hờigian0,vịtrícủacáckhethờigianrỗivàSACCHđượctráođổi.Đểhiểulídoc
ủađiềunày,tacầnxemxétcáchmangthôngtintrênSACCH.Saunàytasẽthấyr
ằngcácthôngbáoSACCHđượchoánvịtrờn4cụm,biểudiễnchukìthờigiancủ
a4đakhunghay480ms.CónghĩalàBTSphảithu4cụmSACCH

sửdụngtrờnkhethờigianbấtkìvàsóngmangbấtkì,trừkhethờigian0củ
asóngmangBCCH.
Bảng1.6chỉrằngcó3tổhợpcóthểcủacáckênhchungvàkênhquảngbá.
Hình4.18làcáchánhxạmỗitổhợpnàylờnđakhungđiềukhiển.Hình1.8alàbốt
ríkênhđiềukhiểncơbảntồntạitrênkhethờigian0củasóngmangBCCH.Đakh
ungđườngxuốngđượcchianhỏthành5nhómmỗinhóm10khethờigianvới1k
herỗiởcuối.KhethờigianđầutiờncủamỗinhómđượcgánchoFCCHvàchứac
ụmsửatần.Tươngtự,khethờigianthứ2củamỗinhómđượcgánchoSCHvàch
ứacụmđồngbộ.Trongnhómđầutiên,4khethờigiansauFCCHvàSCHđược
gánchoBCCH.Cáckheđườngxuốngcònlại,trừcụmrỗiởcuốiđakhung,được
gánchoPCHvàẠGCH.CáckhePCH/AGCHcóthểđược gánchokênhbấtkìt
rêncơsởkhối-
khối,vớikhốigồm4khe(xácđịnhbởikíchthướckhốihoánvị).Mỗikhốisẽchứ
ađủthôngtinđểMSnhậndạngkênh(PCHhoặcAGCH).Trênđườnglên,tấtcả
cáckhethờigianđượcgánchoRACH.Lưuýrằng4khethờigiansaukheBCCH
trờnhình1.8acũngcóthểđượcgánchoBCCH.Trongtrườnghợpnày,4khenà
ysẽđượcgánhoặcchoBCCH,PCHhoặcAGCHtrêncơ sởkhối-khối.


Mô hình này đã chỉ ra rằng tổn hao đường truyền trung bình là một hàm tỷ lệ
với khoảng cách theo hàm mũ. Hay tổn hao đường truyền trung bình là một hàm
của khoảng cách d với số mũ n
(2.6)
Trong đó L(d) là tổn hao trung bình, n là số mũ tổn hao đường truyền chỉ ra
rằng tổn hao tăng nhanh như thế nào với khoảng cách, d
0
là khoảng cách tham
chiếu chuẩn, thường được chọn là 1m và d là khoảng cách giữa máy thu và máy
phát. Khi được vẽ theo thang log, phương trình trên sẽ cho ta dạng đường thẳng.

Tổn hao trung bình tuyệt đối, tính theo dB, thì được định nghĩa là tổn hao từ máy
phát tới khoảng cách tham chiếu d
0
cộng với tổn hao đường truyền, được mô tả
bằng phương trình sau đây:
(2.7)
L(d
0
) là tổn hao đường truyền tham chiếu từ tổn hao truyền sóng không gian
tự do với khoảng cách tham chiếu là 1m. Tổn hao này được tính như sau:
(2.8)
Với là bước sóng tính theo m
Mô hình thực nghiệm đề nghị đã đưa vào ảnh hưởng của hiệu ứng bóng râm
bằng cách cộng thêm một biến ngẫu nhiên có đặc tính thống kê của phading
chậm trong kênh vô tuyến bên trong tũa nhà. Biến này là một biến ngẫu nhiên phân
bố chuẩn Log với độ lệch chuẩn (dB). Khi đó tổn hao đường truyền trong tũa
nhà theo dB được tính bằng công thức sau:

thấp. Mối liên hệ giữa lưu lượng và xác xuất bị nghẽn có thể thấy trong hình
2.1.

Hình 2. 1 - Mối liên hệ giữa xác xuất bị nghẽn GoS,
lưu lượng muốn truyền và lưu lượng được truyền

Giả sử:
- Lưu lượng muốn truyền là: A (lưu lượng muốn
truyền);
- Lưu lượng bị nghẽn: A * GoS (lưu lượng mất đi);
- Lưu lượng được truyền A*(1-GoS) (lưu lượng
được phục vụ).

Mạng di động tế bào để có thể hoạt động với hiệu suất cao thường có GoS =
2% nghĩa là tối đa 2% lưu lượng bị nghẽn và tối thiểu 98% lưu lượng phải được
truyền.
Trong hệ thống mạng di động tế bào, việc tính toán ước lượng số thuê bao
được truyền, bị nghẽn dựa theo mô hình Erlang B. Nghĩa là thuê bao không hề gọi
lại khi có cuộc gọi không thành công đồng thời giả thiết rằng phân bố xác suất
cuộc gọi theo luật ngẫu nhiên Poison, số người dùng rất lớn hơn số kênh dùng
chung, không có kênh dự trữ dùng riêng, cuộc gọi bị nghẽn không được gọi lại
ngay.

• Mô hình 7/ 21 là mô hình sử dụng 21 nhóm tần số cho 7 trạm. Mô hình
này có ưu điểm là số tần số cho mỗi cell nhỏ hơn cả trong trường hợp mô hình
4/12. Khoảng cách tái sử dụng rất lớn vì vậy trong mô hình này gần như không có
nhiễu. Việc phủ sóng và chất lượng đảm bảo. Nhược điểm dung lượng nhỏ, số
kênh cho mỗi tế bào ít. Mô hình này thường được sử dụng trong trường hợp kích
thước tế bào nhỏ khi chia nhỏ các tế bào.
Khoảng cách tái sử dụng tần số trực tiếp ảnh hưởng tới chất lượng mạng
thông qua vấn đề nhiễu. Có 2 loại can nhiễu cơ bản trong hệ thống thông tin di
động là nhiễu đồng kênh và nhiễu kênh lận cận.
Nhiễu đồng kênh: là can nhiễu do 2 máy phát sử dụng cùng một tần số để
liên lạc. Do vậy, bên thu sẽ thu được 2 tín hiệu với cường độ mạnh yêu khác nhau
tựy theo vị trí của máy thu so với bên phát.
Nhiễu đồng kênh được thể hiện bằng tỷ lệ C/I:
(2.21)
Pc: công suất tín hiệu của sóng mang phát
Pi: công suất của tín hiệu gây nhiễu
Trong thông tin di động, tỷ lệ nhiễu đồng kênh được đánh giá qua giá trị như sau:
- C/ I ≥ 25dB: rất tốt;
- 20dB ≤ C/ I ≤ 25dB: tốt;
- 15dB ≤ C/ I ≤ 20dB: có hiệu quả;

- C/ I ≤ 15dB: không hiệu quả.
Nhiễu kênh lân cận: là nhiễu xảy ra khi mà bên thu chịu ảnh hưởng của
những kênh liền kề với kênh tín hiệu mong muốn. Việc thu những tín hiệu liền kề
sẽ xảy ra hiện tượng chồng lấn phổ. Việc này sẽ gây nên tỷ lệ lỗi bit cao.

cụm tiếp theo nhận được sẽ cao hơn nếu nú được gửi đi trên một tần số khác. Kỹ
thuật như vậy được gọi là kỹ thuật nhảy tần.
Nhảy tần là một tập hợp các tần số đã định trước được thiết lập sử dụng
cho mỗi tế bào. Máy phát sẽ thực hiện thay đổi tần số sau mỗi khung TDMA,
nghĩa là tần số nhảy sẽ là 217 lần/ s (1khung TDMA = 8timeslot * 0. 577 Ms =
4.615s).
Kỹ thuật nhảy tần có ưu điểm chính là làm giảm ảnh hưởng của phading
đa đường, của nhiễu nên chất lượng dịch vụ được cải thiện, làm cho việc tái sử
dụng tần số được hiệu quả hơn. Lý do để được ưu điểm này là nhảy tần mang 2 ưu
điểm đặc biệt. Điểm đặc biệt đó chính là có độ lợi về phân tập tần số và độ lợi về
trung bình húa nhiễu.
• Độ lợi về phân tập tần số là do máy di động không còn giữ nguyên vị trí
ở một mức phading cụ thể dài hơn 1 khung TDMA nữa mà sẽ trải ra các tần số.
Các tần số khác nhau thì có độ dữ trữ phading khác nhau. Chúng ta thực hiện
truyền tin trên những tần số được thay đổi liên tục theo một chu kỳ nhất định.
Chính vì vậy khe phading sẽ không còn rơi vào một kênh trong suốt khoảng thời
gian duy tri kết nối nữa.
• Độ lợi trung bình húa nhiễu rất có ý nghĩa trong việc cải thiện chất lượng
mạng, vì nhiễu chỉ tồn tại ở một tần số nhất định trong chuỗi nhảy tần, một tần số
bị nhiễu sẽ được trung bình húa với những tần số khác không nhiễu. Nhóm nhảy
tần càng nhiều thì độ lợi trung bình húa nhiễu càng tăng, lúc này nhiễu càng được
trải ra trên một băng lớn hơn.
Có hai loại nhảy tần chính: nhảy tần tổng hợp và nhảy tần băng gốc.
Nhưng với hệ thống kỹ thuật ngày nay đa số chỉ triển khai nhảy tần tổng hợp như
một biện pháp để nâng cao chất lượng. Vì vậy, trong khuôn khổ đồ án này chỉ trình

bày về những đặc điểm chính của kỹ thuật nhảy tần tổng hợp.

2. 5. 1 Khảo sát tũa nhà
Khảo sát nhằm mục đích thu thập thông tin cần thiết về tũa nhà, để đánh giá
xem cần phải có hệ thống inbuilding tại đây hay không. Thông tin thu thập được
cũng nhằm mục đích cho việc đưa ra thiết kế sơ bộ và hiệu chỉnh thiết kế để đạt
được một bản thiết kế hoàn chỉnh cho hệ thống inbuilding. Những thông tin cần
phải thu thập như:
- Thông tin chung về tũa nhà: tên, địa chỉ, tọa độ (Longitude, latitude),
diện tích bao phủ, hình dạng tũa nhà (cao dẹt, rộng thấp), số lượng tầng, số thang
máy và mục đích sử dụng của tũa nhà như làm văn phòng, khu vui chơi giải trí,
hay khu chung cư. Từ những đặc điểm này đưa ra những đánh giá về nhu cầu cần
phục vụ tại tũa nhà.
- Thông tin thu được từ việc khảo sát chi tiết từng tầng, số thứ tự tầng,
diện tích sử dụng, mục đích sử dụng của mỗi tầng (như làm văn phòng, phòng sinh
hoạt), số vách ngăn, tường, trần, loại vật liệu cấu thành (gỗ, kính, trần giả, thạch
cao, tường, bê tông). Dự đoán số lượng người sử dụng tại tầng.
- Thông tin từ khảo sát, đánh giá vùng phủ hiện tại của tũa nhà. Đánh giá
chất lượng, mức nhiễu, lượng chuyển giao tại từng tầng trong tũa nhà. Việc này cần
phải được đo đánh gia tại những vị trí quan trọng như dọc theo cách hành lang,
giữa những phòng, tại các nơi mà tại đó tín hiệu có thể thâm nhập dễ dàng (vách
ngăn thạch cao, cửa kính, ) hay tại những vị trí khoảng hở (cử sổ, của ra vào…).
Sau khi kết thúc khảo sát cần phải có biên bản báo cáo với đầy đủ những yêu
cầu đã nêu như trên và phải được kết hợp với bản vẽ kỹ thuật của tũa nhà.
2. 5. 2 Thiết kế hệ thống
Mục đích của thiết kế là đưa ra được:

(c)

(d)
Hình 3. 5 - Các trạm BTS và POI

Các trạm BTS và bộ kết hợp được đặt trên tầng áp mái và được
đưa tới

Hình 3. 13 - Đường cáp đồng trục thứ 3 xuất phát từ POI

Hình 3. 14 - Mặt cắt bằng tầng 13 của tũa nhà Keangnam
và minh họa vùng phủ của mạng di động Vinaphone.

Hình 3. 15 biểu diễn đường đi của đường cáp thứ 4. Tín hiệu lần lượt được
đưa tới các tầng 8, 9, 10. Đường cáp chính đi qua bộ chia công suất không đều 2
đầu ra: một đầu đi tới tầng 8; một đầu tới 2 tầng còn lại là tầng 9 và tầng 10. Tương
tự như các tầng trên tầng này mỗi tầng đều sử dụng 6 antenna omni. Hình 3. 16 là
mô phỏng vùng phủ tầng 10 của mạng di động Mobiphone.

Hình 3. 15 - Đường cáp đồng trục thứ 4 xuất phát từ POI

Hình 3. 16 - Mặt cắt bằng tầng 10 của tũa nhà Keangnam
và minh họa vùng phủ của mạng di động Mobifone.

Với tổ hợp BTS thứ 2 phủ sóng từ tầng 7 xuống tầng hầm 2 có thể thiết kế
tương tự như tổ hợp BTS thứ nhất với đường cáp trục thứ nhất đưa tín hiệu đến
tầng 5, 6, 7 (hình3.17). Đường cáp thứ hai sẽ truyền tín hiệu tới tầng 3, 4 (hình
3.18). Tương tự như đường cáp thứ hai, đường cáp thứ ba đưa tín hiệu tới tầng 1, 2.
Đường cáp cuối cùng truyền tín hiệu tới 2 tầng hầm và thang máy đặt o tầng hầm 2
(hình 3.19). Tổ hợp BTS thứ hai này đưa tín hiệu đi xa hơn nhưng được chia cho ít
tầng nên vẫn đảm bảo vùng phủ.

Hình 3. 17 - Đường cáp đồng trục thứ 1 xuất phát từ POI



Hình 3. 18 - Đường cáp đồng trục thứ 2 xuất phát từ POI