Hệ thống thông tin di động gsm

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÁO CÁO
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II
ĐỀ TÀI: Hệ thống thông tin di động GSM
Giảng viên hướng dẫn : Ths.Lại Nguyễn Duy
Lớp : DV11
Sinh viên thực hiện :
Nguyễn Thị Các Linh
Phan Thị Huỳnh Giao
Đỗ Văn Vũ
Trần Khánh Vương
Nguyễn Thành Duy
TP.HCM, 12/2014
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

TP.HCM, ngày tháng 12 năm 2014
Giảng viên hướng dẫn
Th.S Lại Nguyễn Duy
NHÓM 03 Trang 2
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
NỘI DUNG BÁO CÁO
Trang
Chương 1: Hệ thống thông tin di động tế bào
1.1 Giới thiệu mạng thông tin di động tế bào
1.1.1 Giới thiệu
1.1.2 Lịch sử
1.1.3 Ưu điểm
8
8
9
9
1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống thông tin di động tế bào
1.2.1 Cấu trúc mạng
1.2.2 Nguyên lý đa truy cập
10
10

14
Chương 2: Hệ thống di động toàn cầu GSM
2.1 Cấu trúc mạng GSM
2.1.1 Cấu trúc địa lý
2.1.2 Cấu trúc mạng GSM
2.1.2.1 Trạm di động MS (Mobile Station)
2.1.2.2 Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem)
2.1.2.3 Hệ thống chuyển mạch NSS (Network Switching System)
2.1.2.4 Trung tâm khai thác và bảo dưỡng OMC (Operation and
Maintenance Center)
17
17
19
19
23
27
31
2.2 Giao diện trong GSM
2.2.1 Giao diện Um
2.2.2 Giao diện Abis
2.2.3 Giao diện A
33
33
34
35
2.3 Cập nhật vị trí trong GSM
2.3.1 Nguyên nhân
2.3.2 Quá trình thực hiện
2.3.3 Chế độ chọn mạng
36

37
37
38
2.4 Nguyên lý đa truy cập
2.4.1 Đa truy cập phân chia theo tần số FDMA
2.4.2 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA
2.4.3 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA
39
40
41
42
2.5 Các băng tần trong GSM 43
NHÓM 03 Trang 3
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
2.6 Phương pháp tái sử dụng tần số
2.6.1 Cự ly tái sử dụng tần số
2.6.2 Tính toán nhiễu đồng kênh C/I
2.6.3 Cách tổ chức Cluster trong mạng tổ ong
2.6.1.1 Mẫu tái sử dụng tần số 3/9
2.6.1.2 Mẫu tái sử dụng tần số 4/12
2.6.1.3 Mẫu tái sử dụng tần số 7/21
45
45
46
47
47
48
50
2.7. Kênh trong GSM
2.7.1 Kênh vật lý

2.7.2 Kênh Logic
51
51
54
NHÓM 03 Trang 4
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC
Người thực hiện Nội dung thực hiện
Tình trạng
công việc
Nguyễn Thị Các Linh
1151040033
Phần 1:
I. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
thông tin di động tế bào
1. Cấu trúc mạng
Phần 2:
II. Cấu trúc mạng GSM
Tổng hợp tài liệu
Làm word
Làm slide
Làm wor
 Hoàn thành
Phan Thị Huỳnh Giao
1151040015
Phần 1:
I. Giới thiệu mạng thông tin di động tế
bào
Phần 2:
IV. Nguyên lý đa truy cập

V. Các băng tần trong GSM
 Hoàn thành
Trần Khánh Vương
1151040062
Phần 1:
III. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
thông tin di động tế bào
2. Cấu trúc mạng
Phần 2:
III. Cập nhật vị trí trong GSM
 Hoàn thành
Đỗ Văn Vũ
1151040067
Phần 1:
I. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
thông tin di động tế bào
3. Nguyên lý đa truy cập
 Hoàn thành
NHÓM 03 Trang 5
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
Phần 2:
II. Giao diện trong GSM
VI. Phương pháp tái sử dụng tần số
Nguyễn Thành Duy
1151040010
Phần 1:
I. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
thông tin di động tế bào
2. Nguyên lý đa truy cập
Phần 2:

VII. Kênh trong GSM
 Hoàn thành
NHÓM 03 Trang 6
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
GIỚI THIỆU
Ngày nay thông tin liên lạc đã trở thành một nhu cầu quan trọng trong cuộc sống
của chúng ta. Ngoài các dịch vụ mà các điện thoại cố định có như: truyền thoại,
nhắn tin, Fax, dữ liệu, …vv. Thông tin di động còn cung cấp các tính năng ưu việt
của nó ở chất lượng dịch vụ, tính bảo mật thông tin, thiết bị nhỏ gọn, linh hoạt trong
việc di chuyển, và các dịch vụ ngày càng đa dạng như truyền hình di động, truyền
video chất lượng cao. Để đáp ứng nhu cầu của khách hành các nhà cung cấp dịch vụ
đã liên tục nâng cấp hệ thống mạng, chất lượng đường truyền, và đa dạng các dịch
vụ, đồng thời giảm cước dịch vụ, những điều này đã mang lại cho họ một số lượng
thuê bao khổng lồ và tăng nhanh. Một công nghệ quan trọng nhất và được sử dụng
phổ biến nhất không chỉ ở Việt Nam mà còn các nước trên thế giới là công nghệ
GSM (Global System for Mobile communication-Hệ thống thông tin di động toàn
cầu). Ở Việt Nam hiện nay những nhà cung cấp dịch vụ viễn thông lớn như:
Vinaphone, MobiFone, Viettel đều sử dụng công nghệ GSM. Được phát triển từ
năm 1982 với kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) một giải pháp
tăng dung lượng hệ thống và mã hoá tín hiệu đảm bảo tính an toàn dữ liệu đồng thời
đảm bảo chất lượng dịch vụ để đáp ứng nhu cầu của hàng triệu khách hàng
Đứng về phía quan điểm khách hàng, lợi thế chính của GSM là chất lượng cuộc
gọi tốt hơn, giá thành thấp và dịch vụ tin nhắn. Thuận lợi đối với nhà điều hành
mạng là khả năng triển khai thiết bị từ nhiều người cung ứng. GSM cho phép nhà
điều hành mạng có thể kết hợp chuyển vùng với nhau do vậy mà người sử dụng có
thể sử dụng điện thoại của họ ở khắp nơi trên thế giới.
Để tìm hiểu về vấn đề này, bài báo cáo của chúng em được chia thành 2 chương:
Chương 1. Hệ thống di động tế bào
Chương 2. Hệ thống di động GSM
NHÓM 03 Trang 7

HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
CHƯƠNG 1
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TẾ BÀO
I.1 Giới thiệu hệ thống thông tin di động tế bào
I.1.1 Giới thiệu
Hệ thống thông tin di động tế bào sử dụng một số lượng lớn các máy phát vô
tuyến công suất thấp để tạo nên các cell hay còn gọi là tế bào (đơn vị cơ bản của hệ
thống thông tin vô tuyến). Thay đổi công suất máy phát nhằm thay đổi kích thước
cell theo phân bố mật độ thuê bao, nhu cầu thuê bao theo từng vùng cụ thể. Khi thuê
bao di động di chuyển từ cell này sang cell khác, cuộc đàm thoại của họ sẽ được giữ
nguyên liên tục, không gián đoạn. Tần số sử dụng ở cell này có thể được sử dụng lại
ở cell khác với khoảng cách xác định giữa hai cell.
 Nguyên nhân hình thành ?
 Cấu trúc hệ thống thoại di động trước đây
• Antenna ở khá cao.
• Công suất phát lớn.
• Không áp dụng kỹ thuật tái
sử dụng tài nguyên vô tuyến.
• Dung lượng hệ thống hạn
chế.
• Sử dụng phổ tần số kém hiệu
quả.
NHÓM 03 Trang 8
Hình 1.1 Hệ thống thông tin di động
truyền thống
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
 Ý tưởng:
Thay vì sử dụng một trạm công suất lớn, người ta sử dụng nhiều trạm công suất
nhỏ trong vùng phủ sóng được ấn định trước, khi các cell đủ xa thì có thể sử dụng
lại cùng một tần số.

 Hiệu quả:
– Nâng cao dung lượng hệ thống.
– Tránh tắt nghẽn trong thông tin.
– Tiết kiệm, sử dụng hiệu quả tài nguyên vô tuyến.
I.1.2 Lịch sử hình thành
– 12/1971: Hệ thống cellular tương tự đầu tiên ra đời, FM, ở dải tần số
850MHz vào tháng.
– Năm 1983: Ra đời bản thương nghiệp AMPS.
– Những năm đầu thập kỷ 90: Hệ thống cellular thế hệ thứ 2 có 3 tiêu chuẩn
chính: GSM, IS-54, JDC.
– Những năm sau của thập kỷ 90: Hệ thống cellular thế hệ thứ 3 với CDMA
và TDMA cải tiến ra đời.
– Năm 1991: Qualcomm triển khai hệ thống di động trên công nghệ CDMA
chuẩn IS-95A (Interim Standard-95A).
– Năm 1993: Việt Nam sử dụng GSM.
– 7/2003: Việt Nam triển khai hệ thống di động theo công nghệ CDMA và
đưa vào sử dụng.
I.1.3 Ưu điểm
– Điều khiển động trong việc cấp phát kênh liên lạc làm cho sử dụng phổ tần
số hiệu quả hơn
– Có nhiều dịch vụ mới: nhận thực số liệu, mật mã hóa, kết nối ISDN.
– Dung lượng tăng, diện tích Cell nhỏ đi, chuyển giao nhiều hơn, báo hiệu tất
bật đều dễ dàng xử lý bằng phương pháp số.
NHÓM 03 Trang 9
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
I.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống thông tin di động tế bào
I.2.1 Cấu trúc mạng thông tin di động tế bào
I.2.1.1 Cell
Cell (tế bào) là đơn vị địa lý cơ bản của hệ thống thông tin vô tuyến theo mô
hình tế bào. Các vùng phủ sóng bởi các trạm có dạng tế bào nên ta gọi là hệ thống

thông tin theo mô hình tế bào. Các cell là các trạm gốc phát sóng đến một bán kính
địa lý xung quanh và vùng phủ sóng có dạng giống hình lục giác
– Hình dạng thực tế của cell
Hình 1.3a Hình 1.3b
• Mật độ thuê bao cao
• Sóng vô tuyến không bị che khuất
• Công suất phát cao
– Nhóm các tế bào (Cluster)
NHÓM 03 Trang 10
Hình 1.2. Khái niệm về biên giới của cell
Hình 1.3. Hình dạng thực tế của cell
• Mật độ thuê bao thấp
• Sóng vô tuyến ít bị che khuất
• Công suất phát lớn
• Mật độ thuê bao cao
• Sóng vô tuyến bị che khuất
• Công suất phát nhỏ
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
Cluster là một nhóm các cell. Các kênh không được tái sử dụng tần số* trong
một cluster. Một cluster gồm 7 cell.
*Tái sử dụng tần số
*Tái sử dụng tần số
Phổ tần số sử dụng trong hệ thống thông tin di động là có hạn nên người ta phải
tìm cách sử dụng lại tần số để có thể tăng dung lượng điện thoại phục vụ. Việc sử
dụng lại tần số được thực hiện bằng cách cấu trúc lại kiến thúc hệ thống thông tin di
động theo mô hình tổ ong.
– Các loại kích thước cell
NHÓM 03 Trang 11
Hình 1.4. Nhóm tế bào
Hình 1.5. Tái sử dụng tần số

HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
+ Megacells: phủ hàng trăm km (satellite BS)
+ Macrocells: phủ hàng chục km (phủ thành phố, >1km)
+ Microcells: phủ hàng trăm m (tòa nhà, khu thương mại, hội nghị, hội chợ,…
< 1km)
+ Picocells: W-LAN (trong toà nhà, < 0,1km)
• Femtocells: Mạng truy cập cá nhân, đồ dùng, vật dụng trong nhà PAN.
NHÓM 03 Trang 12
Hình 1.6. Các kích thước Cell
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
I.2.1.2 Mô hình hệ thống thông tin di động tế bào
Trong đó:
AUC (Authentication Center): Trung tâm nhận thực.
CSPDN: Mạng chuyển mạch số theo mạng công cộng .
BSS (Base Station Subsystem): Hệ thống trạm gốc.
BSC (Base Station Controller): Điều khiển trạm gốc.
BTS (Base Transceiver Station): Trạm thu phát gốc.
EIR (Equipment Indentity Register): Thanh ghi nhận dạng thiết bị.
ISDN: Mạng số liên kết đa dịch vụ.
HLR (Home Location Register): Bộ thanh ghi địa chỉ thường trú.
MS (Mobile Station): Trạm di động.
MSC (Mobile services Switching Center) : Tổng đài di động.
OMS (Operation Maintenance subsystem): Hệ thống vận hành,giám sát và bảo
dưỡng.
PSPDN: Mạng chuyển mạch công cộng theo gói.
PSTN: Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng.
SS (Switching subsystem): Hệ thống chuyển mạch.
VLR (Visistor Location Register): Bộ thanh ghi địa chỉ tạm trú.
PLMN (Public Land Mobile Network): Mạng di động mặt đất công cộng.
NHÓM 03 Trang 13

Hình 1.7. Mô hình hệ thống thông tin di động tế bào
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
I.2.2 Nguyên lý đa truy cập
–Tài nguyên tần số là có hạn nên ngoài việc sử dụng lại tần số để đáp ứng số lượng
lớn thuê bao thì trong mỗi cell số kênh tần số được dùng chung theo kiểu trung
kế.
–Xử lý trung kế cho phép người dùng sử dụng một cách trật tự số kênh có hạn.
Phương thức này được gọi là đa truy cập.
 Các hệ thống đa truy cập:
– FDMA (Frequency Division Multiple Access): Đa truy cập theo phân chia tần số
– TDMA (Time Division Multiple Access): Đa truy cập theo phân chia thời gian
– CDMA (Code Division Multiple Access): Đa truy cập phân chia theo mã
Hình 1.8. Các hệ thống đa truy cập
NHÓM 03 Trang 14
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TOÀN CẦU
GSM - Global System of Mobile communication
 Vài nét về hệ thống thông tin di động GSM
Từ đầu những năm 1980, sau khi các hệ thống NMT đã hoạt động một cách
thành công thì nó biểu hiện một số hạn chế :
- Vì dung lượng thiết kế có hạn mà số thuê bao không ngừng tăng. Do đó hệ
thống này không còn đáp ứng được nữa .
- Các hệ thống khác nhau đang hoạt động không thể phục vụ cho tất cả các thuê
bao ở Châu Âu, nghĩa là thiết bị mạng NMT không thể thâm nhập vào mạng
TACS và ngược lại.
- Nếu thiết kế một mạng lớn phục vụ cho toàn Châu Âu thì khó thực hiện được
vì vốn đầu tư quá lớn.
Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu phạm vi sử dụng điện thoại di động được rộng rãi
trên nhiều nước, cần phải có hệ thống chung. Tháng 12-1982, nhóm đặc biệt cho

GSM (thông tin di động toàn cầu) được hội bưu chính và viễn thông Châu Âu
CEPT (Confrence European Postal And Telecommunication Administration) tổ
chức, đồng nhất hệ thống thông tin di động cho Châu Âu lấy dải tần 900MHz. Cho
đến năm 1989, nhóm đặc biệt GSM này đã trở thành một uỷ ban đặc biệt của viện
tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu ETSI (European Telecommunication standart
Instute) và các khuyến nghị GSM 900MHz ra đời.
GSM là tiêu chuẩn cho mạng thông tin di động mặt đất công cộng PLMN (Public
Land Mobil Network), với dải tần làm việc (890-960)MHz. Đây là một tiêu chuẩn
chung, điều đó có nghĩa là các thuê bao di động có thể sử dụng máy điện thoại của
mình trên toàn châu âu.
 Các chỉ tiêu phục vụ :
- Hệ thống được thiết kế sao cho thuê bao di động có thể hoạt động ở tất
cảcác nước có mạng GSM
- Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất cho các
NHÓM 03 Trang 15
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
loại dịch vụ khác liên quan tới mạng đa dịch vụ ISDN.
- Tạo một hệ thống có thể hoạt động cho các thuê bao trên tàu viễn dương nh một
mạng mở rộng của các dịch vụ di động mặt đất.
- Phải có chất lượng phục vụ Ýt nhất là tương đương với các hệ thống tương tự
đang hoạt động.
- Hệ thống có khả năng mật mã thông tin người sử dụng để tránh sự can thiệp trái
phép.
- Kế hoạch đánh số dựa trên khuyến nghị của CCITT.
- Hệ thống phải cho phép cấu trúc và tỷ lệ tính cước khác nhau khi được dùng ở
các mạng khác nhau.
- Dùng hệ thông báo hiệu được tiêu chuẩn hoá quốc tế. Nếu MS di chuyển sang
vùng định vị mới thì nó phải thông báo cho PLMN về vùng đinh vị mới mà nó đang
ở đó. Khi có cuộc gọi đến MS thì thông báo gọi sẽ được phát trong vùng định vị mà
MS đang ở đó.

Năm 1996, số thành viên GSM MoU đã lên tới 200 nhà điều hành từ gần 100
quốc gia. 167 mạng hoạt động trên 94 quốc gia với số thuê bao đạt 50 triệu.
Năm 2000, GPRS được ứng dụng. Năm 2001, mạng 3GSM (UMTS) được đi vào
hoạt động, số thuê bao GSM đã vượt quá 500 triệu. Năm 2003, mạng EDGE đi vào
NHÓM 03 Trang 16
Hình 2.0. Thị phần thông tin di động trên thế giới năm 2006
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
hoạt động.
Cho đến năm 2006 số thuê bao di động GSM đã lên tới con số 2 tỉ với trên 700
nhà điều hành, chiếm gần 80% thị phần thông tin di động trên thế giới. Theo dự
đoán của GSM Association, năm 2007 số thuê bao GSM sẽ đạt 2,5 tỉ.
2.1 Cấu trúc hệ thống thông tin di động GSM
2.1.1 Cấu trúc địa lý mạng
Mọi mạng điện thoại cần có một cấu trúc nhất định để định tuyến cuộc gọi đến
tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi. Ở một mạng di động cấu trúc rất
quan trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng
– Vùng phục vụ GSM
Là toàn bộ vùng phục vụ do sự kết hợp của các quốc gia thành viên nên những
máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở có thể sử dụng được
nhiều nơi trên thế giới.
– Vùng phục vụ PLMN
Có thể là một hay nhiều vùng trong một quốc gia tùy theo kích thước của vùng
phục vụ.
Kết nối các đường truyền giữa mạng di động GSM/PLMN và các mạng khác (cố
định hay di động) đều ở mức tổng đài trung kế quốc gia hay quốc tế. Tất cả các
cuộc gọi vào hay ra mạng GSM/PLMN đều được định tuyến thông qua tổng đài vô
NHÓM 03 Trang 17
Hình 2.1. Hệ thống các vùng phủ sóng GSM
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
tuyến cổng G-MSC (Gateway-Mobile Service Switching Center). G-MSC làm

việc như một tổng đài trung kế vào cho GSM/PLMN.
– Vùng phục vụ MSC (Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động, gọi tắt
là tổng đài di động).
Là một bộ phận của mạng được một MSC quản lý. Để định tuyến một cuộc gọi
đến một thuê bao di động. Mọi thông tin để định tuyến cuộc gọi tới thuê bao di
động hiện đang trong vùng phục vụ của MSC được lưu giữ trong bộ ghi định vị tạm
trú VLR.
Một vùng mạng GSM/PLMN được chia thành một hay nhiều vùng phục vụ
MSC/VLR.
– Vùng định vị LA (Location Area)
Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị LA. Vùng
định vị là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR, mà ở đó một trạm di động có thể
chuyển động tự do mà không cần cập nhật thông tin về vị trí cho tổng đài
MSC/VLR điều khiển vùng định vị này. Vùng định vị này là một vùng mà ở đó
thông báo tìm gọi sẽ được phát quảng bá để tìm một thuê bao di động bị gọi. Vùng
định vị LA được hệ thống sử dụng để tìm một thuê bao đang ở trạng thái hoạt động.
Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng vùng định
vị LAI (Location Area Identity):
LAI = MCC + MNC + LAC
+ MCC (Mobile Country Code): mã quốc gia
+ MNC (Mobile Network Code): mã mạng di động
+ LAC (Location Area Code) : mã vùng định vị (16 bit)
- Cell (Tế bào hay ô)
Vùng định vị được chia thành một số ô mà khi MS di chuyển trong đó thì không
cần cập nhật thông tin về vị trí với mạng. Cell là đơn vị cơ sở của mạng, là một
vùng phủ sóng vô tuyến được nhận dạng bằng nhận đạng ô toàn cầu (CGI).
Mỗi ô được quản lý bởi một trạm vô tuyến gốc BTS.
CGI = MCC + MNC + LAC + CI
+ CI (Cell Identity): Nhận dạng ô để xác định vị trí trong vùng định vị.,Trạm
di động MS tự nhận dạng một ô bằng cách sử dụng mã nhận dạng trạm gốc BSIC

NHÓM 03 Trang 18
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
2.1.2 Cấu trúc mạng GSM
2.1.2.1 Trạm di động MS (Mobile System)
Trạm di động là một thiết bị đầu cuối di động, là phương tiện giữa người và
mạng. MS có chức năng vô tuyến chung và chức năng sử lý để truy cập mạng qua
giao diện vô tuyến.
Sự lựa chọn thực hiện đối với các nhà sản xuất có thể khác nhau nhưng đều phải
tạo ra mạch tổ hợp theo mét giao tiếp chuẩn để MS có thể truy cập đến tất cả các
mạng. MS thực hiện chức năng:
– Hiển thị số bị gọi.
– Chọn mạng PLMN.
– Hiển thị và xác nhận các thông tin nhắn
 Máy di động MS gồm 2 thành phần:
– Thiết bị thu, phát, báo hiệu ME (mobile Equipment).
– Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR (Equipment Identity Register)
MS=ME+SIM
NHÓM 03 Trang 19
Hình 2.2. Mô hình cấu trúc mạng GSM
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
2.1.2.1.1 Thiết bị máy di động ME (mobile Equipment).
– ME có bộ phận đầy đủ phần cứng cần thiết để phối hợp với giao diện vô tuyến
chung, cho phép MS có thể truy cập đến tất cả các mạng. ME có số nhận dạng là
IMEI (International mobile Equipment Identity) nhờ kiểm tra IMEI này mà ME
bị mất cắp sẽ không được phục vụ.
+ TAC (Type Approval Code): mã chứng nhận loại thiết bị, gồm 6 kí tự,
dùng để phân biệt với các loại không được cấp bản quyền. TAC được
quản lý một cách tập trung.
+ FAC (Final Assembly Code): xác định nơi sản xuất, gồm 2 kí tự.
+ SNR (Serial Number): là số Seri, dùng để xác định các máy có cùng TAC

và FAC.
– Thuê bao thường chỉ tiếp xúc với ME mà thôi, có 3 loại ME chính:
+ Loại gắn trên xe (lắp đặt trong xe, anten ngoài xe).
+ Loai xách tay (Anten không được gắn trực tiếp trên thiết bị)
+ Loại cầm tay (Anten được gắn trực tiếp trên thiết bị).
NHÓM 03 Trang 20
Hình 2.3. Thiết bị di động (Mobile Equipment)
Hình 2.4. chỉ số IMEI
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
Tuỳ theo công suất phát, ME có một số loại:
Bảng 2.1. Bảng phân loại các loại ME.
Loại Công suất phát Độ nhạy máy thu
1 20W(không dùng) -104 dBm
2 8W (39 dBm) -104 dBm
3 5W (37 dBm) -104 dBm
4 2W (33dBm) -102 dBm
5 0,8W (29 dBm ) -102 dBm
2.1.2.1.2 Modul nhận dạng thuê bao SIM (Subcriber Identity Module).
SIM là một cái khoá cho phép MS được
dùng. Nhưng đó là cái khoá vạn năng. Dùng
để nhận dạng thuê bao và tin tức về dịch vụ
mà thuê bao đăng ký. Số nhận dạng thuê bao
di động quốc tế IMSI là duy nhất và trong
suốt quá trình người dùng GSM thiết lập
đường truyền và tính cước dựa vào IMSI.
Hình 2.5. Modul nhận dạng thuê bao
SIM cũng có phần cứng, phần mềm cần thiết với bộ nhớ lưu trữ 2 loại tin tức:
Tin tức có thể đọc hoặc thay đổi bởi người dùng và tin tức không thể và không cần
cho người sử dụng biết. Các thông số trong SIM được bảo vệ, Ki không thể đọc,
IMSI không thể sửa đổi. Một số thông số khác trong SIM cần được cập nhật.

SIM được thiết kế để không thể làm giả. Người dùng có thể sử dụng mật khẩu
riêng PIN (personal Identity Namber) để phòng người khác dùng SIM phi pháp.
Ngoài ra SIM còn chứa thông tin tính cước và thực hiện thuật toán nhận thực.
SIM : Module nhận dạng thuê bao chứa một số thông tin như:
– Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI (International Mobile Subcriber
Identity). Để nhận dạng thuê bao được truyền khi khởi tạo. IMSI không thể sửa
đổi.
IMSI = MCC + MNC + MSIN
NHÓM 03 Trang 21
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
Trong đó:
+ MCC (Mobile Country Code): mã nước có mạng GSM, do CCITT qui định
để nhận dạng quốc gia mà thuê bao đang có mặt.
+ MNC (Mobile Network Code): mã mạng GSM.
+ MSIN (Mobile Subscriber Identification Number): số nhận dạng thuê bao di
động, gồm 10 số được dùng để nhận dạng thuê bao di động trong các vùng
dịch vụ của mạng GSM, với 3 số đầu tiên được dùng để nhận dạng
HLR.MSIN được lưu giữ cố định trong VLR và trong thuê bao MS. MSIN
được VLR sử dụng khi truy nhập HLR/AUC để tạo lập “Hộ khẩu thường trú”
cho thuê bao.
– Số nhận dạng thuê bao di động tạm thời TMSI (Temporary Mobile subcriber
Identity). Quản lý việc thay đổi TMSI để thuê bao không bị theo dõi ở giao diện
vô tuyến.Gồm 4 octet. VLR lưu giữ và sử dụng LMSI cho tất cả các thuê bao
hiện đang có mặt tại vùng phủ sóng của nó và chuyển LMSI cùng với IMSI cho
HLR. HLR sử dụng LMSI mỗi khi cần chuyển các mẩu tin liên quan đến thuê
bao tương ứng để cung cấp dịch vụ.
– Khoá nhận thực thuê bao Ki: để nhận thực SIM card. Ki không thể đọc
được
– Số nhận dạng vùng định vị LAI (Location Area Identity).
Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng vùng định

vị LAI (Location Area Identity):
LAI = MCC + MNC + LAC
+ MCC (Mobile Country Code): mã quốc gia
+ MNC (Mobile Network Code): mã mạng di động
+ LAC (Location Area Code) : mã vùng định vị (16 bit)
– Số điện thoại của thuê bao di động MSISDN (Mobile Station ISDN)
MSISDN = Mã quốc gia + Mã vùng + Mã thuê bao.
Các thông số của SIM được bảo vệ
NHÓM 03 Trang 22
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
2.1.2.2 Hệ thống trạm gốc BSS (Base Station System).
BSS thực hiện giám sát các đường ghép nối vô tuyến, thực hiện đấu nối các MS
với tổng đài và nhờ vậy đấu nối những người dùng trạm di động với người dùng
viễn thông khác.
– BSS thực hiện :
+ Điều khiển sự thay đổi tần số vô tuyến của đường ghép nối với sự thay đổi
công suất
+ Phát vô tuyến.
+ Mã hoá kênh và mã hoá thoại, phối hợp tốc độ truyền tin.
+ Quản lý chuyển giao (Handover).
+ Bảo mật kênh vô tuyến.
– Hệ thống trạm gốc BSS bao gồm 3 phần chính :
+ Trạm thu phát BTS.
+ Phân hệ điều khiển trạm gốc BSC.
+ Bộ chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU.
NHÓM 03 Trang 23
Hình 2.6. Hệ thống trạm gốc BSS
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
2.1.2.2.1 Bộ chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU (Transcoding and
Rate Adaption Unit)

Để đảm bảo bề rộng của dải tần, tiếng qua giao diện vô tuyến của GSM được mã
hoá với tốc đọ 13Kbps nhờ việc sử dụng bộ mã hoá dự đoán tuyến tính LPC (Linear
Prediction Code)
Trong mạng GSM, MSC kết nối với tổng đài ISDN hoạt động trên các mạch tốc
độ 64Kbs.
Bởi vậy cần phải có sự chuyển đổi giữa tốc độ 13Kbs (LPC) và tốc độ 64Kbs
(PCM) trong mạng GSM giữa MS và MSC. Việc chuyển đổi này thực hiên nhờ bộ
chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU. Chức năng thích ứng tốc độ đáp ứng tốc
độ truyền dữ liệu là 9,6Kbps và thấp hơn. Sau đó nó được chuyển thành tốc độ
64Kbps để truyền qua MSC. Về nguyên tắc thì TRAU là một bộ phận của BSS
nhưng thường thì nó đặt ở xa BSC và được đặt cùng với MSC.
NHÓM 03 Trang 24
Hình 2.7 Bộ chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU
Hình 2.8 Vị trí của TRAU trong hệ thống GSM
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG II GVHD: ThS.Lại Nguyễn Duy
2.1.2.2.2 Trạm thu phát vô tuyến BTS (Base Tranceiver Station).
– Một BTS bao gồm:
+ Bộ phát/thu vô tuyến TRX
+ Xử lý tín hiệu và ñiều khiển thiết bị
+ Anten và cable
+ Nguồn AC/DC
Là thiết bị trung gian giữa mạng GSM và máy di động MS, BTS cung cấp các
chức năng thu, phát trao đổi thông tin với MS qua giao diện vô tuyến. Một BTS phủ
sóng cho mét (hay một số) khu vực nhất định gọi là ô (cell). BTS có thể chứa một
hay một số máy thu phát vô tuyến TRX (Tranceiver ).
– BTS thực hiện các chức năng:
+ Phát quảng bá thông tin hệ thống dưới sự điều khiển của BSC.
+ Phát các thông tin tìm gọi.
+ Quản lý tín hiệu thu phát
+ Mã hoá ghép kênh và giải mã.

+ Điều khiển công suất.
+ Đo chất lượng.
+ Bảo dưỡng.
NHÓM 03 Trang 25
Hình 2.9. Trạm thu phát vô tuyến BTS