Nghiên cứu ảnh hưởng của việc triển khai dịch vụ GPRS đến dung lượng thoại trong mạng GSM đang khai thác

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘỈ
KHOA CÔNG NGHỆ
—

'SỊP' —


NGUYỄN THÊ' NGỌC
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC TRIỂN k h a i DỊCII
VỤ GPRS ĐẾN DUNG LƯỢNG THOẠI TRONG MẠNG GSM
ĐANG KHAI THÁC
Chuyên ngành:
K Ỹ T H U Ậ T VÔ T U Y Ế N Đ IỆ N TỬ VẢ TIIÔ N C , T IN LIKN LẠC
Mã số: 2.07.00
LUẬN VĂN THẠC sĩ KHOA HỌC
ĐAI HỌC GUỐC G!A HA Nỏ' ị
'TI-UNnĩ/ 'T!i-
ị V-U)/90 j
NGƯỜI IIƯỚNG DẦN KIIOA MỌC:
TS. CHU NGỌC ANII
HÀ NÔI 5 - 2002
MỤC LỤC *
CH ƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỂ HỆ THỐNG (ỈSM 4
11 Các đặc lính của mạng thông tin di động GSM
4
1.2 Các dịch vụ của mạng GSM 5
1.3 Cấu Irúc mạng GSM 6
1.4 Các giao diện Irong mạng GSM I ị
1.5 Cấu hình kênh trôn giao diện vô luycn s
1.6 Mộl sò trường hợp Ihông tin diễn ra trong mạng CìSM X
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU DỊCH v ụ (ỈPRS XI

2.1 Câu Irúc mạng GPRS xay dựng trên cơ sơ mạng GSM ;.K
2.2 Các giao diện và các điểm chuẩn Irong mạng GPRS j I
2.3 Các giao thức mạng GPRS Í4
2.4 Các dịch vụ nong mạng GPRS. 16
2.5 Mã hoá dữ liệu ở các khối vô tuyến trong mạng CiPRS 18
2.6 Một số tham số đánh giá chất lượng dịch vụ GPRS
,9
2.7 Quản lý di động Irong mạng GPRS <2
CHƯƠNG 3. ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC TRIÍÌN KHAI <6
DỊCH VỤ GPRS ĐỐI VỚI DUNG LƯỢNG THOẠI TRONÍỈ
MẠNG GSM.
3.1 Một số phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của việc Iriổn khai ¿7
mạng GPRS đối với dung lượng thoại trong mạng GSM
1 1 ‘Mlị»
Các phương án phân chia dung lưựng
Phương pháp ước lượng sử dụng đổ đánh giá ảnh hưởng của việc
Iriển khai GPRS đối với dung lưựng thoại trong mạng GSM (lính
trong một cell) khi lưu lượng GPRS lliấp.
Nghiên cứu ảnh hưởng của việc triển khai dịch vụ GPRS đối với
dung lương thoại irong mạng GSM dùng phương pháp mô phỏng
liên máy tính.
CHƯƠNG 4. MẠNG GSM Ở VIỆT NAM VẢ NHỮNG
ĐÁNH GIÁ BƯỚC ĐẦU VỂ ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC
TRIỂN KHAI DỊCH vụ GPRS TRÊN c ơ SỞ MẠNG GSIYI
ĐANG KH\I THÁC.
Hiện trạng rnạng Ihông lin di dộng ở Việt Nam
Dự báo thị trường ihông tin di động Việt Nam.
Những đánh giá bước đầu vồ ảnh hưởng của việc triển khai clịcli
vụ GPRSđối với dung lượng thoại GMS đang kliai thác.
MỤC LỤC *

Trung
CHƯƠNG1 : TỔNG QUAN VỂ HỆ THỐNG C.SM
1 1 Các đặc lính của mạng Ihông lin di động GSM đ
'1
1.2 Các dịch vụ của mạng GSM
1.3 Cấu trúc mạng GSM 6
1.4 Các giao diện trong mạng GSM I I
1.5 Cấu hình kênh trên giao diện vổ luyến
1.6 Mộl số trường hợp thông lin diễn ra trong inạng GSM IX
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU DỊCH vụ GPRS 27
2.1 Cấu trúc mạng GPRS xây dựng trên cơ sở mạng CiSM 2X
2.2 Các giao diện và các điổm chuẩn trong mạng GPRS 3 I
2.3 Các giao thức mạng GPRS 34
2.4 Các dịch vụ trong mạng GPRS. 36
2.5 Mã hoá dữ liệu ở các khối vô luyến irong mạng GPRS 3M
2.6 Một số Iham số đánh giá chấl lượng dịch vụ GPKS 39
2.7 Quán lý di động Irong mạng GPRS 42
CHƯƠNG 3. ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC TRIỂN KHAI 46
DỊCH VỤ CỈPRS ĐỐI VỚI DUNG LƯỢNG THOẠI TRONíỉ
MANG GSM.
3.1 Mội số phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của việc triển khai 47
mạng GPRS đối với (Jung lượng thoại irong mạng CÍSM
CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ CÁC THUẬT NGỮ
3G 3nl Generation Công nghệ lliông tin di động
Ihố hệ thứ ha
A Giao diện giữa MSC và BSC
A-his Giao diện giữa BSC và BTS
Access Poinl Điểm truy nhập
APN Access Point Name Tên điểm Iruy nhập
AMPS Advanced Mobile Phone System Hạ tầng mạng thông till di

động lương lự sử dụng phổ
biến ờ Bắc Mỹ
AN A cjcss Network Mạng truy nhập
AUC Authentication Centrer Trung lâm nhận thực
BCCI1 Broadcast Control Chanel Kônli dieu khiển quảng há
BER Bit Error Rale Tỷ lệ lỗi hit
BG Border Gateway Gateway ngoại bien
BGw Billing Gateway cổng tính cước
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc
BSSGP BSS GPRS Protocol Giao lliức giao liếp giữa BSS
và GPRS
B I S Base Traneeiver Slalion Tram lim plìál gốc
CD MA Code Division Multiple Access Đa Iruy nhập phân chia theo
mã
CDR Call Detail Record Bản ghi chi liếl cuộc gọi
c s Coding Scheme Sơđổtnãhoá
CSD Circuit Switched Dala ÌVuyền dữ liệu chuyển mạch
kênh
EIR Equipment Identity Register Bộ ghi nhạn dạng lliiêt hị
ETSI Eutopcan Télécommunications Viện liêu chuẩn viễn Ihòng
Standard Institute châu Âu
FDM Frequency Division Multiplexing Phân kênh Iheo lần số
Firewall Bức lường lửa
Flex Giao thức nhắn till do
Motorola phái Iriổn
Frame Relay Chuẩn cóng nghiệp, giao
Gh
Go
Gd

Gf
GGSN
G1
Gn
Gp
c .o s
GPRS
GSM
Gr
Gs
GSN
HLR
HSCSD
IMAP4
IMEI
I MSI
IN
Gateway GPRS Support Node
Grade of Service
General Packet Radio Service
Group Special Mobile/Global
Syslcm for Mobile
Communication
GPRS Support Node
Home Location Register
High-Speed Circuit Switched
Data
Internet Message Access
Protocol
Intenational Mobile Equipment

Identity
Intenational Mobile Station
Identity
Intelligent Network
thức chuyển mạch lớp liên
kết dữ liệu, quản lí các mạch
ảo giữa các thiết bị kết nối sử
dụng phương thức dóng gói
HDLC
Giao diện giữa SGSN và BSC
Giao diện giữa GGSN và
HLR
Giao diện giữa SGSN và
SMSC
Giao diện giữa SGSN và E1R
Nút hỗ trợ GPRS cổng
Giao diện giữa GGSN và các
mạng dữ liệu bôn ngoài
Giao diện giữa hai CrSN
trong cùng một mạng PLMN
Giao diện giữa hai GSN ớ hai
mạng PLMN khác nhan
Cấp dịch vụ
Dịch vụ vô luyến gói chung
Hệ thống thông tin di dộng
toàn cầu
Giao diện giữa SGSN và
HLR
Giao diện giữa SGSN và
MSC/v Lr

Nút hỗ trợ GPRS
Bộ định vị thường trú
Truyền số liệu chuyển mạch
kênh tốc độ cao
Giao thức dùng để nhận thư
điện lử
Nhận dạng thiết bị di động
quốc tố
Nhận dạng trạm di dòng
quốc tế
Mạng thông minh
1
IP
Internet Protocol
Giao thức Inlernct
ISDN
Integrated Services Digital
Network
Mạng số đa dịch vụ
LA
Location Area
Vùng định vị
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
MAC
Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi
trường
MAP Mobile Application Pari Phần ứng dụng di động
MS Mobile Station Trạm di động
MSC
Mobile Switching Center

Trung lâm chuyển mạch di
động
OMC Operation & Maitcnance Centrer Trung lâm vận hành khai
thác
PACCH
Packet Associated Control Kênh diều khiển kết hợp gói
Chanel
PAGCH
Packet Access Gram Chanel
Kênh cấp truy nhập gỏi
PBCCI-1
Packcl Broadcast Control Chanel
Kênli điều khiển quảng há
gói
PCCCH Packol Common Control Chanel Kênh diều khiển chung gói
PCM
Pulse Code Modulation Điều chế xung mã
PCU
Packet Control Unit
PDA
Personal Digital Assistant Thiốl bị hỗ Irợ cá nhân số
PDC Personal Digital Cellular
Hạ lầng mạng Ihông tin di
động truyền cả (hoại và số
liệu lại Nhại Bản
PDCH
Packet Dala Chanel Kênh dữ liệu gói
PDN Packet. Dala Network
Mạng dữ liệu gỏi
PDP

Packet Data Protocol
Giao thức dữ liệu gói
PDTCH
Packet DataTraffic Chanel
Kênh lưu lượng dữ liệu gói
PLMN Public Land Mobile Network
Mạng di động mặl đất cổng
cộng
PNCH
Packet Notification Chanel
Kênh thông háo gói
PPCH
Packcl Paging Chanel
Kênh paging gói
ppp
Point -lo Poinl Protocol
Giao ihức điểm nối đicm
PRACH
Packet Random Access Channel
Kênh truy nhập ngẫu nhiên
gói
PSPDN
Packet Switched Public Data
Mạng dữ liệu công cộng
Network chuyển mạch gói
PTCCH
Packet Timing advance Control
Channel
Kênh diều khiển đồng bộ gỏi
P-TMSI Packet-Temporary Mobile

Số nhận dạng thuê bao di
Subsciber Identity dộng lạm thời gói
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RA Routing Area Vùng định tuyến
RF Radio Frequency Tần số vô luyến
RLC
Radio Link Control
Điều khiển liên kết vò tuyến
SGSN Serving GPRS Support Node
Nút hỗ trợ GPRS hiện hành
SMPP
Short Message Peer to Peer
Giao thức kết nối SMS điểm
Protocol
tới điổm
SMS
Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn
SMS-GMSC
Short Message Service Gateway
MSC
MSC cổng dịch vụ SMS
SMS-
Short Message Service
MSC lương lác dịch vụ SMS
IWMSC
SM SC
Short Message Service Centre Trung lâm dịch vụ bán till
ngắn
TDM Time Division Multiplexing Phân kênh theo thời gian
TDM A

Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo
thời gian
TE
Terminal Equiment
Thiết bị đầu cuối
TRX
Transmit Recieve unit
Khối thu phát
UDP User Datagram Protocol
Giao thức truyền nằm trong
bộ giao thức TCP/IP
UMTS
Universal Mobile Telephone Tiêu chuẩn mạng thông tin
System
di dộng mới thay thế CrSM
với tốc độ truyền số liệu lên
lới 2MBps
VLAN Virtual LAN
Mạng LAN ảo
VLR
Visitor Location Register
Bộ ghi định vị tạm trú
VPN
Virtual Private Network
Mạng riêng áo
WAN
Wire Area Network
Mạng diện rộng
WAP Wireless Application Protocol
Giao thức ứng dụng không

dây
I
MỞ ĐẦU
Từ khi ra đời, mạng thông lin di động GSM đã góp phần đáng kê’ I ro lili
việc ihúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của thị liường thông lin di dộng ihố giới.
Nhưng cũng như các công nghệ khác, sau gần 20 năm phái Ilion, thòng liu di
dộng ihố hệ 2 hắt đầu bộc lộ những khiếm kliuyốl cúa nỏ khi nhu cầu dịch vụ
truyền dữ liệu và các dịch vụ băng rộng ngày càng Irử nôn cấp tliiốl. lình Irạiiũ
i
phái Iriển các mạng di động ihế hệ Ihứ hai(2G) quá nhiều phái sinh ra mội loại
các vấn đề cần phải giải quyếl như phân bổ tần số bị hạn chế, cluiyển vùng phức
tạp và không kinh tế, chấl lượng chưa đạl được mức của diện llioại có
định Những nhược điểm cơ bản của hệ ihống GSM là chuyển mạch kênh không
thích ứng được với các tốc độ số liệu cao, và sự lãng phí tài nguyên do một kênh
luôn luôn ỏ' Irạng thái mở ngay cá khi không có lưu lượng đi qua. Sự phát trien
của mạng Internet cũng đòi hỏi khả năng hỗ trự Iruy cập Internet và thực hiện
thương mại điện tử di động Trước lình hình này, việc chuyển sang sử ilụng hệ
thống lliông tin di động thế hộ ihứ 3 là quá Irình íất yếu. Tuy nhiên, cho đốn nay.
chưa có các tiêu chuẩn chung thống nhấl cho thông Ún di động thố hệ llìứ ha. lum
nừa, việc chuyển đổi trực liếp đòi hỏi chi phí đẩu lu' quá lớn cần cỏ mộl giai pháp
quá độ có ihể chấp nhận đưực cả lừ phía nhà sản xuất, nhà khai lliác và khách
hàng. Đó chính là công nghệ Ihế hệ 2+ mà liêu biểu là Dịch vụ vô luyến gói
chung GPRS. GPRS có Ihể khắc phục được các nhược điểm chính của mạng
CìSM dồng llìời cho phép sử dụng cư sử hạ lầng sẩn cỏ của mạng GSM. Tronụ
mạnii GPRS, lài nguyên vô luyến được sử dụng hiệu quả hơn do kênh Iruyén chí
phái phục vụ khi ihực sự có dữ liệu cần phái hoặc Ihu. Tốc độ lối đa có tlic dại
được iheo lý thuyết là 171,2kb/s với điều kiện sử dụng ca <s khc ihời gian và
không sửa lỗi.
2
Khi triển khai GPRS trên cơ sử hạ tầng của mạng GSM, việc nghiên cứu

ánh hưởng của việc triển khai dịch vụ GPRS đối với dung lượng thoại Irons; mạnụ
GSM là rất can thiết. Trong luận văn này lác giả chỉ đề cập lới ảnh hướng của
việc triển khai GPRS lên dung lượng thoại trong mạng GSM thông qua việc dưa
ra một số phương pháp lính loán tham số cấp độ dịch vụ (GOS) của mạng GSM
Iroim trường hợp triển khai dịch vụ GPRS.
Luận văn gồm có 4 chương: Chương 1 nêu khái quát cấu trúc mạng CÌSM
với các thành phần cơ bản nhâì nhằm giúp cho việc giới thiệu mạng CìPRS ứ
chương 2 được dễ dàng hơn. Chương 2 giới thiệu về dịch vụ GPRS, cấu trúc
mạng, các giao điện mới, các giao thức mới Chươnn 3 đề cập den một SŨ
phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của việc triển khai dịch vụ GPRS dối với
dung lượng thoại trong mạng GSM, đưa ra một số phương pháp phân chia các
kênh lưu lượng vì- những đánh giá ảnh hương llieo các cách phân chia này. Tronu
chương 3 cũng giới thiệu chương Irình mô phỏng sử dụ nu, để tính luán anil hướng
trong trường hợp các kênh lưu lượng được cấp phái cố định cho dịch vụ CỈPkS.
Kết quả mô phỏng cùng với phương pháp đánh giá ánh hưởng của việc (l ien khai
dịch vụ GPRS đối với dung lượng thoại của mạng GSM dựa Iren kết C|iiii mô
phỏnu được Irình bày ở cuối chương 3. Chương 4 là những đánh giá hước đau vé
ánh hưởng của việc triển khai dịch vụ GPRS đối với dung lượng Ihoại iroim
Irưòĩig hợp mạng GSM ử Việt nam.
Cuối cùng là kốl luận và các kliuyốn nghị.
Do hạn chố về mặl thòi gian, nguồn tài liệu tham khao cũng như khá lũum
mô phỏng hệ Ihống, trong luận văn này lác giả chí đề cập đốn mộl kliía cạnh nhỏ
liên quan đốn mang GSM/GPRS và dưa ra mộl số đánh giá han đầu nhầm h u tr<í
việc nghiên cứu Il'ie’n khai dịch vụ GPRS. Những Ihiếu SÓI, hạn chế là không lhê
3
Iránh khỏi. Tác ¿
2
iả rấi mong nhận đưực những ý kiến đóng góp đổ ban luân vãn
được hoàn thiện hơn.
Tôi xin được bày tỏ lòng biếl ơn sâu sắc tới tiến sĩ Chu Ngọc Anil, lliầv

Huỳnh Hữu Tuệ, các ihầy cô giáo trong khoa Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia I là
Nội và lập ihể các cán hộ nghiên cứu thuộc phòng Vô Tuyến - Viện Kỹ Tliuậi
Bưu Điện, những nguòĩ dã lận lình chí báo, giúp đỡ lôi hoàn thành luận văn này.
4
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN HỆ THỐNG (ỈSM
Vào đầu những năm HO, ử một số nước châu Âu đã xuấl hiện các hệ ihonu
lliông lin di động số với kỹ ihuẠl đa truy cập phân chia llico lliời gian TDMA
(Time División Múltiple Access) do các hãng lliiếl bị viễn Ihổng như Errieson.
Acatcl sản xuấl. Các hệ Ihống này không lương Ihíclì với nhau làm cho mạng
thông tin di động chỉ bỏ họp trong từng quốc gia. Trước lình hình đó, vào tháiìũ
9-1987, trong hội nghị Châu Âu về bưu chính viễn ihông, 17 quốc gia ChAu Âu
dang sử dụng điện Ihoại di động số đã ký mộl hiên han ghi nhớ làm
11011
lánu cho
mạng thông tin di dộng số ihống nhấl toàn Châu Âu, Năm 1988, Viện liêu chuẩn
viễn ihông Châu Âu(ETSI - Eroupc Telecommunication Standard Inslitutc) dã
lliành lập nhóm chuyên Irách về dịch vụ thông tin (Ji dộng GSM ( Từ viết lắt của
cụm từ Groupc Spccial Mơbilc sau này đổi lại là Global System ỉbr Mobilc
Tclccommunicalion - Hộ thống thông tin di động loàn cầu). Nhóm này có nhiệm
vụ đưa ra các liêu chuẩn thống nhất cho hệ Ihống thông lin di dộng số GSM ilưứi
dạng các khuyến nghị làm cơ sử cho việc xây dựng mạng thông liII di i1ộn.g
thốn'4 nhấl.
Chương nàv chí đề cập đến những nét cơ bản nhấl của mạng GSM .
1.1 Các đặc tính của mạng thông tin di động GSM
Từ các khuyến nghị của GSM, la cỏ thổ lổng hợp nên các đặc lính chù yếu
của mạng thòng lin di động số mặl đất iheo tiêu chuẩn GSM như sau :
GSM cung cấp một số lượng lớn các dịch vụ và liộn ích cho thuê hao cá troim
thông tin ihoại và truyền số liệu. Các dịch vụ trong GSM tương Ihícli vói các dịch
vụ của mạng sẵn có (PSTN. ISDN) hơi các giao diện llieo liêu chuẩn cliiing. Mộl
hệ ihống GSM quốc gia có thể clio nhập mạng và quản lý mọi máy thuê hao di

động liêu chuẩn GSM. Mạng GSM lự động định vị và cập nhại vị Irí cho mọi thuê
5
hao di động. Việc sử dụng hăng lần ở 900Mh/, với hiệu qua cao bới sự kốt họp
giữa hai phưưng pháp TDMA và FDMA. Dung lượng mạng lăng lên nhò' việc sử
dụng lần số lôì hon và kỹ lluiậl ỏ nhỏ do vậy số Ihuô hao được phục vụ cũ nu sẽ
lã liu lên.
1.2 Các dịch vụ của mạng GSM
GSM là hệ (hống đa dịch vụ với các hình thức khác nhau. Các dịch vụ của
manu GSM cỏ thổ phân loại thành dịch vụ thoại và dịch vụ số liệu.
/.2.1 Dịch vụ thoại
Dịch vụ thoại là dịch vụ quan Irọng nlìấl của mạng GSM. Dịch vụ này cho
phép kết nối cuộc gọi hai hướng giữa mộl thuê bao GSM với bấl cứ mội 111 nê hao
llioại khác qua một mạng chung. Với sự phát triển của mạng lích hợp số lia dich
vụ. dịch vụ Ihoại đang và SC là mội phần quan trọng cúa mạng GSM
Các dịch vụ ihoại hao gồm :
- Chuyển hướng cuộc gọi vô điều kiện
- Chuyển hướng cuộc gọi khi thuê hao (Ji động hận
- Chuyển hướng cuộc gọi khi không trả lời
- Chuyển hướng cuộc gọi khi không đốn được trạm di dộng
- Chuyển hướng cuộc gọi khi ứ nghẽn vò luyến
- Cấm tất cả các cuộc gọi ra
- Cấm lất cả các cuộc gọi ra quốc lố
- Cấm lất cá các cuộc gọi đốn
- Cấm lấl cả các cuộc gọi đến khi lưu động ỏ' ngoài nước cỏ PLMN
- Giữ cuộc gụi
- Đợi cuộc gọi
- Chuyển giao cuộc gọi
- Hoàn Ihành các cuộc gọi đến các lliuc bao hận
- Nhóm người sử dụng khép kín
- Dịch vụ ba phía

- Thông báo cước phí
6
- Dịcli vụ diện llioại không tra cước
- Nhận dạng số chủ gọi
- Nhận dạng cuộc gọi mục đích xấu
- Voicemail
1.2.2 Các dịch vụ số liệu
- Truyền dẫn số liệu
- Dịch vụ thông báo ngắn
- Phái quảng há Irong ồ(ccll)
1.3 Cáu trúc mạng GSM
Giao (liên CÌSNI
I jC‘11 kết X25
Hình ỉ .ỉ Sơ dồ lổng quan hệ thong GSM
7
Hình 1.1 minh hoa cấu Irúc mạng GSM với những lliành phần co' hiín .
CÁC TIIÁNH PHẦN CỦA MẠNG GSM
Hệ Ihống GSM gồm hai phẩn chính là phần cơ sở hạ lần Vi mạng (cò
định ) và các thuê bao di động. Phẩn cơ sở hạ lổng mạng lại phan chia lliànlì các
mạni; nhỏ hơn(gọi là các phân hệ mạng) :
- Phân hệ vò luyến BSS(Basc Slalion Syslom)
- Phân hệ mạng NSS(Nelwork SubSyslcm)
- Hộ llìống con khai Ihác và hảo dưỡng OMSS (Operation & Maintenace
Subsystem)
1.3.1. Trạm cli (lộng MS
MS là thiêì bị được các thuê bao sử dụng đổ truy cập dịch vụ. Trạm di
động bao gồm hai phần chính là máy di dộng và lliê vi mạch cá nliàn
SIM(Subcribcr Idcntily Module) đưực gắn Iren máy di dộng. Sự nhận thực dưực
kiểm Ira bới mạng, xét xem liệu tlniê bao cỏ hợp pháp khi sử dụng các clịcli vụ
của mạng không, sau đó nỏ mới được nhập vào hệ thống. Một mã nhận tlạnụ cá

nhàn được dùng kèm iheo SIM- PlN(Pei\sonal Idenlily Number Code) de cliôn»:
lại sự sử dụng trái phép thẻ SIM.
Trạm di động có mộl số nhận dạng liêng là số nhận dạng ihiốl bị trạm ili
động quốc lố(Inlernalional Mobile Equipment Identity). IMEI bao ụồiiì inã cỏitu
nhận kiểu TAQType Appraval Code) theo liêu cluiẩn GSM và số thứ lự sán
phẩm do nhà sán xuấl đặl. Khi nhận thực, mạng sẽ thăm dò IBM í. so sánh với
IEMI ghi trong cư sơ dữ liệu mạng lừ khi đăng kí thuê bao VÌ
1
sẽ khóng chấp
nhận lliuê bao nếu so sánh này khổng tương ứng
1.3.2 Phân hệ vỏ tuyến BSS
X
BSS lliực hiện nhiệm vụ giám sál các đường ghép nối vô luyến, liên koi
kênh vỏ luyến với máy phát và quản lý cấu hình các kênh này.
Phân hệ BSS gồm 2 phần :
- Khối điều khiển vô luyến số BSC(Base Slalion Controller) : ỈỈSC tliựv
hiện các chức năng quản lý mạng vỏ tuyến, quản lý Irạm l!ìII phát gnc và (lieu
khiên nối Ihông máy di động. BSC cũng diều khiển quá trình chuyển uiiH) eú;i
máy di động. Ngoài ra, BSC còn có chức năng quản lý các đườnụ huyền <l;m lii
BTS đốn MSC đô’ dam bảo cho Ihông tin đúng và chính xác.
- Các trạm thu phát gốc BTS( Base Transcciver Slalion): B i'S cmm cap các
kC’iih vô luyến cho việc háo hiệu và cho lưu lượng dữ liệu của người sử dụm;.
Ngoài ra, BTS còn có chức năng xử lý tín hiệu thức như mã hoá, giái rníi
Khối chuyển đổi mã và Ihích ứng lốc độ(TRAU):
TRAU là một bộ phận của BTS . TRAU Ihực hiện chuyển dổi lliòng liu lù
kênh vô luyến có Lốc độ thấp 16kb/s sang kênh có lốc đô tiêu chuẩn 64kb/s lie
chuyên đốn lổng đài GSM và ngược lại.
1.3.3 Phân hệ chuyển mạch NSS
Phân hệ chuyến mạch gồm các khối chức năng sau :
- Trurg tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động MSC

- Bộ ghi định vị thường Irú MLR (Home Location Remisier)
- Bộ ghi định vị lạm thòi VLR(Vissiler Localion Rcgisler)
- Trung lâm nhạn ihựe AUC(Aullienliricalion Ccnlcr)
- Bộ ghi nhân dạng lliiôì bị LìlR(Equipmcnl klcnliricalioiì Rcụisier)
a) Trung tâm chuyên mạch các nghiệp VII di dộng MSC :
MSC có nhiệm vụ định luyến và kết nối các phần tử mạnu, Iliiiè hao (li
động với nhau hay với ihuê hao của mạng PSTN và ISDN. Các kiểu dữ liệu liOn
9
quan tlốn llniè bao di dộng ilưực cung câ’|) lừ lll.k, VLR, AUC, I.UK. Cfinj: III
khỏi này, các liu lức báo liiỌu cần lliiốl sẽ dược pliál ra các giao diện ngoại vi C I IM
mạng chuyên mạch, MSC cỏ giao diện với lfứ cà các pliÀn ui' lining
(BSS/1ILR/VLR/AUC/EIR/OMC) và với mạng cố dịnh PSTN hay ISDN. M.sc
còn thực hiện CU
11
!; câp các dịch vụ cùa mạng cho lluic bao. Ngoài ra IU) CÒM clnia
dữ liệu và lliực hiện các quá trình chuyổn gi;u)( Handover). Trong cho (lộ llioíú.
mội bộ Iriộl liếng vọng(12clio Canceller) sẽ được dặt ụiiĩa MSC và mạng l\STN ik
Iriột liènụ vọnụ giìy ra ớ các hộ bien dổi 2-4 (lây trong mạng PSTN.
b) Bộ ghi (lịnh vị thường (rú IILR :
HLR là c</sở dữ liệu tiling lAm, Cịuan Irọng nliAÌ cúa họ lliốug CỉvSM. (j (lú
Ill'll l i l i các dữ liệu VC time bao đãng ký Irong mạng ciia lit» Vil lliực hiện mộl so
chức năng liêng của mạng Ihông lin di dộng. Trong cơ sỡ dữ liệu này lưu lui'
nluĩnụ sô liộu vổ liạng lliái lluiê bao, Cịuyổn tham nliíiị) của tlitiô bao, các clk.t VII
mà thuê hao tlĩing ký, số liệu dộng về vùng mà ở dó đang chứa lluiC hao cú;i I1Ó.
Troll“ I ILR còn llìực hiên việc lao háo hiệu số 7 Iron giao diện với MSC.
(') Bộ ghi (lililí vị Una thòi VLR :
VLR chứa các thông Ún vồ lấl cá các lluiè hao (.li (.lộng ilang nằm Iron«',
villi«; phủ sóng cùa MSC này, gán cho các 1 huê bao lừ vimj; pluie VII MS('/Vl.lv
khác lới mội sỏ lhuê hao tạm thời. VLR còn lliực hiện liao c-ldi lining liu VC 11U le
bao Roaming giữa I ILK no'i lime hito dăng ký. Chí có llìố MSC moi c<’> tliỏ Iliii'1

l;ìp được (.lường glicp nối vô luyen vói MvS với các liườiiịi lio'p ihólijLi lili.
Ü) Trung (am nhận III ực AUC:
Trong hộ ihống CìSM có nhiều biện pluíp an loàn kliiíc nhau (lirực diliiü ill'
Iránh sự sử tlụng liai pliép, clu) plióp hám và ghi cuộc gọi. Dưòng vô luyen ciinu
dược AUC cimg cấp mã hâo mật cliống sự Hglic liộm, mã này dược ihay (loi l iòiụ’
10
biệl cho lừng ihuê hao. Cơ sở dữ liêu của AUC còn ghi nhiều lliỏng till cán llúCi
vồ thuê bao và phái được bảo vệ chống mọi Ihâm nhập trái phép.
c) Bộ ghi nhận dạng thiết l)ị EỈR: EIR giúp cho việc hao vệ mạng PLMN
khỏi sự ihâm nhập của những lliuê bao trái phép bằng cách so sánh sỏ IM RI ciut
lime bao này gửi lới khi thiết lập lliông lin với số IMEI(ỉĩUemalional Mobile
Equipement Identity- Nhộn dạng thiết bị Irạm di động quốc lê*) lưu lrũ' Irony, IHR.
nếu không lương ứng, Ü1UC bao sẽ không Ihể truy nhập được.
1.3.4 Trung tâm VÛ
11
hành và bảo dưỡng OMC
OMC hao gồm cho cá phẩn vô luyến và phần clniyen mạch. CMC l;ì mòi
mạng máy lính cục bộ (LAN). Hệ thống này được nối với các phần tứ eúa manu,
như MSC, HLR/AUC, VLR BSC, BTS qua giao diện X25 nhằm giám sái diều
hành, báo dưỡng mạng và quản lý llniô hao mộl cách lập Irung. Hộ ilion»: I
1
HV
cũng là nơi cung cấp các thông lin quan trọng cho việc lập kế hoạch xây dựiiu và
mớ rộng mạng.
Các chức năng chính cúa OMC trong việc quản lý mạng:
• Thống kê các sự kiện xảy ra Iron g các phần lử cua mạng.
• Thu ihặp và lưu giữ các số liệu xuất hiện trong quá trình khai thác cúa
các phần lử của mạng.
• Tiếp nhận và lưu giữ các thông lin trạng thái gửi lới lừ các phần lử cúa manu
• Xử lý các Ihổng tin nhận được lừ Irong mạng.

• Quản lý sự cố trên các phần tử của mạng
• Quán lý cấu hình mạng
• Kiêm soát hoạt động của lấl ca các phần tử trên mạng.
« Bác) đám an loàn số liệu và phần mềm Irong các hệ lliống quán lý manu
• Quản lý ihuê hao, bảo mậl các số liệu lliuô hao
1.4 Các giao diện trong mạng GSM
11
( ìiíto diện
nuoại vi
ỉlình ¡ .2 Cúc iỊĨưo diện cơ bản íroiiỊị num ỉ» ( ÌSM
Các giao dién nội hộ mạng GSM dùng hệ thống báo hiệu CCS7 Iroim C|iiá trình
diều khiên việc trao đổi Ihông lin giữa các phần lử trong mạng, cung cấp các dịch \ II
cho thuê hao và quản lý mạng. Các giao (Jiện quản lý mạng lliông dụng hiện nay c hua
được liêu chuẩn hoá, nhưng da số các hãng sử dụng X25. Những giao diện nuoai vi
với các mạng khác như PSTN, ISDN, PSDN hoặc PLMN khác sử dụng R2. CCS7 hay
X25 luỳ tluiộc vào diều kiện cụ thổ của lừng mạng.
1.4.1 Các giao diện nội bộ mạng
a) Giao diện vô luyến:
Là çiao diện giữa Br['S và lliiốt bị thuê bao di dộnụ (MS). Đày là uiati (licit
quan trọng và dặc sác nhài, đồng thòi quyết dịnh lớn Iihấl tiến chất lượn ụ dich MI
12
của mạng GSM. Trong mạng GSM, giao diện vô luyến sứ (.lụng kốl liỢp hai
phương pháp đa Iruy cập theo lần số và theo thời gian (FDMA và '['DMA)
h) (jiao diện Abis:
Giao diệu Ahis là giao diện giữa BTS và BSC. Giao diện nàv được sử ilụnu
dê trau đổi ihông lin ihuê hao và Ihông tin điều khiển ( như thông ùn háo hiệu, ilfnm
bộ ). BSC kiổm soát các BTS qua giao diện này. Abis sử dụng đườnu truyền clnmn
PCM 32 (2 Mb/s) với mã sửa sai CRC4 Ihco c c irr, G732. Giao 111 ức Hon- kênh háo
hiệu tuân theo chuẩn CCITT ( LAPD).
c) Giao diện A

Là giao diện giữa MSC và BSC, qua bộ chuyển đổi mã TRAU. Tuy Hicn
lliiốl kếcúa lừng hãng cụ lliổ, TRAU cỏ llìổ được gắn liền vó'i BSC hoặc tách lòi.
Giônụ như giao òiện A his, giao (Jiện A sử dụng cát: luồng chuẩn PCM M
(2Mb/s). Báo hiệu Irôn giao diện là CCS7 hao hỏm MTP, SCCP và BSSAP.
cl) (jiao diện B
Là giao diện giữa MSC và VLR đã được liêu chuẩn lioá ứ GSM pliit I.
Giao diện nàv sử dụng CCS7 đổ Irao đổi số liêu giữa MSC và VLK. nliư Cík so
liệu về quyền Iruy nhập của lliuê bao, các iham s ố xung quanh việc cluiycn UIỌC
nôi. số nhạn dạng sô của ihuô hao vãng lai và các số liệu chuẩn cẩn trao dổi ụiừa
lổng đài và thuê bao Irong thời gian nối mạch
c) (Hao diện c
Là giao diện giữa MSC và HLR. Giao diện này sứ dụng CCS7 và di rực- qui
định phần ứng dụng riêng cho GSM- MAP (Mobile Application Part). MSC' sử
dụng giao diện này đê Iruy nhập HLR lấy số liệu Irong các lru'0'nu hợp :
• Số roaming của MS khi cỏ cuộc gọi lừ mạng PSTN vào PLMN qua (ÌMSC.
• Thônu tin định luyến lừ HLR lới GMSC klú có cuộc gọi lừ mạng PSTN
vào mạnu di động PLMN.
13
f) (Jiao diện I)
Giao diện D là giao diện giữa VLR và MLR. D sử dung MAI’ đê’ Irao d:>i so
liệu về các lliuC hao (Ji động giữa các cơ sở dữ liệu của MLR và VLR. Ví dụ như :
• Các tham số về quyền truy cập mạng của thuê hao.
• Tái ihiốl lập lại số liệu của thuO hao trong VLR khi cần lliiốl.
• Khi có cu<)c gọi lừ mạng PSTN vào mạng GSM. 1ILR sẽ chuyển c á c yêu
cầu của GMSC VC MSRN cho VLR.
• Tliiốl lập mới các số liệu của thuê hao cho VLR khi MS di chuyển lừ vìmu
phục vụ khác lói.
• Xứ lý và lưu giữ các Ihồng till liên quan đến dịch vụ phụ khi có tluiê bao
nào đỏ yêu cầu.
i>) (jiao diện Li

Giao diện lì là giao diện giữa các lổng đài trong mạng CìSM. CìiiK) iliện I !
được sứ dụng Ihiết lạp các cuộc nối giữa các thuê hao thuộc vùng kiểm sn;il C'IIíI
các lổng dài khác nhau. Giao diện này sử dụng các luồng PCM 32 cùng cát/ kênh
CCS7. Phần ứng dụng của CCS7 là MAP và ISUP.
- Một số chức năng cua MAP:
• Di chuyển cuộc nối từ MSC lới MSC khác khi đang nối mạch cho mộl lluiO
hao đang di chuyển (Handover)
® Trao dổi các thông tin điều khiển cuộc gọi giữa MSC và MS khi Xiíy i;i
chuyển giao(handover)
- Mộl số chức năng của 1SUP : thiết lập, huỷ hay kốl Unie cuộc <"■
MSC qua MSC khác.
í>) Giao diện ư
14
Là giao diện giữa EIR và MSC. Giao diện F sử dụng MAP đồ MSC Into
dối số liệu vồ việc nhận dạng Ihiếl bị Ihuê bao quốc lố IMEỈ với cơ sớ tlữ liệu đã
dược ghi sẵn trong E1R khi cần kiểm tra các Ihuê hao MS.
Il ) (jiao diệìì G
Trong mạng GSM, G là giao diện giữa các VLR. Giao diện này dược các
VLR sử dụng để Irao đổi số liệu VC MS Irong quá liình tạo lạp và lưu giữ "hộ
kháu tạm li'ú" của các MS đó. Giao diện G sử dụng CCS7 với phần ứng dụng là
MAP de Irai) đổi thông tin. Ví dụ như:
• Gửi các yêu cầu VC 1MSI lừ VLR cũ sang VLR mới.
• Gửi các yêu cầu vé lliam số quyền truy cập của thuê hao lừ VI.R này sanụ
VLR khác khi di chuyển giữa hai MSC tương ứng.
i) Alcr
Aler là giao diện giữa BSC và TRAU. Qua giao diện này, TRAU sẽ cliiiycn
các kênh IraiTic tì' BSC có lốc độ 16kb/s Ihành kênh liêu chuẩn cú lốc độ 64kb/s
và ngược lại.
1.4.2 Các giao diện ngoại vi
a) Giao diện với OMC

Đày là giao diện giữa OMC và các phẩn tứ của mạng như MSC. VLk.
MLR, EIR, BSC do chức năng của phần BSS và NSS khác nhau nên hiện nay
OMC được lliiốl kế riêng cho lừng phần hệ thống. Tuy nhiên Irong lifting lai có
thổ ca mạng sẽ có một OMC duy nhấl. Giao diện này nhỉun mục dich diều hành,
khai lliác và báo dưỡng các phần tử Irong mạng.
b) Giao diện với PSiN.
Giao diện giữa mạng GSM với mạng thoại PSTN được chuẩn hoá hằng các
luồng PCM32, với hệ thống báo hiệu CCS7(TUP) hoặc MFC : R2. luv llniộc vito
15
mạng thoại. Chi có các dịch vụ có mặt ử cả hai mạng mới cung cấp được cho các
cuộc nổi liên quan đốn thuê hao trong mạng thoại.
(') Giao diện với ISDN
Giao diện mạng GSM với ISDN dược chuẩn hoá llico liêu chuẩn giao diện
của ISDN (giao diện sơ cấp) và sử dụng hệ thống háo hiệu CCS7 (ISUP) đổ CU
11
U
cấp các dịch vụ thoại, số liệu
íl) (jiao diện với PLMN qua PSTN/ISDN
Giao diện giữa các mạng GSM với nhau thông qua mạng PSTN hoặc ISDN
được liêu chuẩn hoá cho GSM. Giữa các MSC của hai mạng có hai loại háo 'ìiỌu
dược trao đổi khi nối mạng :
• Các chức nỉing xử lí cuộc gọi cơ bản, phụ Ihuộc vào hệ thống háo hiệu cùa
mạng cố định (CCS7-ỈSUP, R2)
• Các chức năng của MAP dành riêng cho GSM được qui (.lịnh Iron Li SCCP
của hệ thống báo hiệu số 7.
1.5 Cáu hình kênh trên giao diện vô tuyến
Giao diện vỏ luyến ià giao diện giữa giữa BTS và lliiết bị (lì lie hao di clòiiu
(MS). Giao diện vô luyến là giao diện quan trọng nhấl, dóng vai trồ quyết tlịnli
den chất lượng dịch vụ của mạng GSM . Trong mạng GSM, giao diện vỏ tuyên sử
dụng kốl liỢp hai phương pháp đa truy cập llico lần số và Iheo llùíi gian (I I3MA

và TDMA). Trên giao diện vô luyến người la đưa ra khái niệm kênh vậl lý VÌI
kênh logic.
1.5.1 Kê lì lì vậi /v
Hệ Ihống vô Iruyến GSM làm việc Irong một hăng lần họp, (Jai lần llico
liêu chuẩn GSM là lừ 890 đốn 960 MHz. Băng tổn này dược chia thành hai phần:
• Băng lần lên(Uplink band) với dải tần 890 -915 MH/ cho các kênh V(‘)
tuyến lừ trạm (Ji động đốn hệ thống trạm gốc
16
• Băng lần xuống(Downlink band) với dải lần 935 - 960 MI I/ cho các kênli
vô luyến lừ trạm Ihu phái gốc đốn trạm di động
Như vậy hai hăng này, mỗi hăng có độ rộng 25 Mil/ Trong CiSM 25 Mh/
này dược chia thành 124 sóng mang, các sóng mang gần nhau cách nlìau
200Kh/ Mỗi kênh sử dụng hai tần sô riêng hiệl, mộl dược dùng ello luyen lèn \à
mộl dược (Jùng cho luyen xuống, các kênh này được gọi là kènli song C Ù I1U.
Khoang cách giữa hai tần số nói Iren là khổng dổi và bằng 45MỈ1/ dược gọi là
khoảng cách song công. Kênh vô luyến này mang K khe thòi gian TS crime Slot)
và mỗi khe thò'i gian là mội kênh vậl lý Irao đổi thông lin giữa mạnụ và trạm ili
động. Thông tin được phái đi trong mội khe Ihời gian gọi là một cụm (bursl).
Sò kênh vậl lý trong GSM là 992 kC’nh( có 124 sóng mang, mồi SÓIIU
mang cỏ 8 kênh \ật lý).
1.5.2 Kênh lũiỊÌc
Ngoài khái niệm kênh vật lý, Iren giao diện vô luyến người la còn lilla ra
khái niệm kênh logic. Có nhiều loại llìổng liu cần truyền giữa BTS và MS (ilíí liệu
của người sử dung, thòng tin háo hiệu, Ihồng lin điều khiển ). Với các loiii Ihônụ
tin cần truyền khác nhau la sẽ có khái niệm về các kênh logic khác nhau. Các
kêuli logic được ấn định ở những kênh vật lý nhấl định và trong những klioánu
lliởi gian nhấl định của quá trình trai) đổi thông liu.
Cỏ hai loại kênh logic là kênli lưu lượng TCI I (Traffic Clkinnd) vil c;k'
kênh điều khiển.
1.5.2.1 Kênh hùi lượng : Là kênh mang Lhong tin llioại và sò’ liệu được mã

hoá của người sử dụng. Đây là kênh ở cả hai đường lên và xuống, truyền lữ đièm
lới diem.
Có hai loại kênh TCH là kênh loàn tốc FR(Full Ralc) và kênh hán lốc
1 lR(Hall Ralc) cỏ lốc độ hằng một nửa kênh loàn lốc.
17
1.5.2.2 Cúc kênh điền khiển
Các kênh báo hiệu điều khiển được chia thành ba loại : Các kênh quáng há
BCCH, các kênh dieu khiển chung CCCH và các kênh điều khiển liêng DCCII.
a) Các kênh điều khiển quảng bú BCCII :
* Các kênh hiệu chỉnh lẩn số FCCH mang ihông lili cùa hộ llìốnu lie điều
chính lần số cho MS. Đây là kênh đương xuống, kốl nối điểm - đa điểm .
* Kênh đổng hộ SCTI mang thông lin đồng bộ khung cho MS và mã iilụm
dạng Irạm BTS , là kênh dường xuống, kết nối điểm - đa điểm
* Kênh điều khiển quảng bá BCCH mang các llìông lin ciia hộ ihốnu Iilur
số LAI, các Ihông số của ô. BCCM là kênh chí dùng clì() đường xuống
b) Kênh diều khiển c/imiiỊ CCCIÌ :
* Kênh tìm gọi PCH : dùng đổ phái lliồng báo tìm gụi MS (paging). PCI I
là kênh dùng cho dường xuống.
* Kênh Ihâm nhập nlìẫu nlìiên RACH : là kênh MS sử dụng đổ yêu cầu
được cung cấp 1 kênh DCCH, trả lời thông háo lìm gọi, đồng Ihừi đổ thực hiện
các Uni lục khởi dầu khi đãng kí cuộc gọi (nhân thực, chuyển số gọi ). RAOI
là kênh đường lên, kết nối đi cm- đa điổm
* Kênh cho phép lliAm nhập AGCH là kênh B IS sử dụng lliônu háo cho
MS de dành mội kenh DCCH hay dành u ực liếp mộl kênh TCI ! dổ kêì nòi \(Vi
MS. AGCI I là kênh đường xuống, kết nối điểm - điểm
(•) Các kênh điền khiển riêng DCCll
* Kênh điều khiển riêng dứng đơn lé SDCCH dùng dể báo hiệu hệ lliống
khi lliiếl lập cuộc gọi (đăng kí, nhận thực, quay số ) Inrớc khi ấn định mộl kênh
TCH. SD CCH dùng ở cả đường lên và xuống, kết nối diổm - điểm.
* Kênh điều khiển liên kết chậm SACCH : kênh này không di mộl mình

mà liên kếl với một kênh SDCCH hoặc một kênh TCTI. Đây là kênh số liệu liên