đồ án kỹ thuật điện điện tử Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
PHẦN 1:
TỔNG QUAN MẠNG DI ĐỘNG GSM
NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG
I. CẤU TRÚC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ:
Mô hình hệ thống thông tin di động cellular như sau:
isdn
pspdn
cspdn
pstn
plmn
auc
hlr
msc
eirvrl
msc
hlr
ms
oss
1. Phân hệ trạm gốc BSS:
Phân hệ trạm gốc – BSS là thiết bị đặt tại phạm vi cell, bao gồm một tổ
hợp thiết bị thu, phát vô tuyến và quản lý vô tuyến. BSS đảm bảo sự liên kết
giữa các thiết bị di động và trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động.
BSS sẽ liên lạc với trạm di động trên giao diện vô tuyến số và với trung
tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC) qua đường truyền 2Mbps.
BSS gồm 3 bộ phậm chủ yếu sau:
a. Bộ điều khiển trạm gốc (BSC)
BSC đảm bảo việc điều khiển cho BSS. BSS thông tin trực tiếp với MSC.
BSC có thể điều khiển một hay nhiều BTS.
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
b. Trạm thu phát gốc (BTS)
BTS chứa tất cả các cấu kiện RF cung cấp giao diện vô tuyến cho mét cell
riêng biệt. Đay cũng chính là bộ phận của mạng trực tiếp trao đổi thông tin
với BTS máy di động.
c. Bộ chuyển mã (XCDR)
Bộ chuyển mã được sử dụng để nén các tín hiệu từ trạm di động sao cho
việc phát các tín hiệu lên các giao diện cơ sở có hiệu quả hơn. Do vậy bộ
chuyển đổi mã cũng được xem nh một bộ phận của BSS, nó thường được định
vị để nối đến MSC.
1.1 Bộ điều khiển trạm gốc (BSC).
BSC quản lý giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa của
BTS và MS. Đó là các lệnh Ên định , giảI phóng kênh vô tuyến và quản lý
chuyển giao. BSC được đặt giữa các BTS và MSC. BSC là một tổng đài nhỏ
có khả năng tính toán nhất định. Vai trò chủ yếu của BSC là quản lý các kênh
vô tuyến và quản lý chuyển giao. Mét BSC có thể quản lý hàng choc BTS, tạo
thành một trạm gốc. Giao diện A được quy định giữa BSC và MSC, sau đó
giao diện Abits được quy định giữa BSC với BTS.
BTS sẽ đảm bảo việc điều khiển BSS. Một thông tin bất kỳ BTS yêu cầu,
cho khai thác sẽ thu qua BSC. Còng nh vậy, thông tin bất kỳ được yêu cầu về
BTS (ví dụ OMC) sẽ thu được bằng BSC.
BSC sẽ kết hợp với một ma trận số được ding để kết nối các kênh vô
tuyến trên giao diện vô tuyến với các mạch hệ thống trong MSC.
Ma trận chuyển mạch BSC còng cho phép BSC thực hiện các chuyển
vùng giữa các kênh vô tuyến trong các BSC riêng rẽ dưới sự điều khiển của
BSC mà không dính dáng đến MSC.
1.2 Trạm thu phát gốc
BTS chứa phần cứng RF tức là các thiết bị thu, phát, anten và khối xử lý
tín hiệu cho giao diện vô tuyến. BTS nh là một Modern vô tuyến phức tạp.
BTS sẽ cung cấp việc kết nối giao diện vô tuyến với máy di động, nó cũng có

nhiều hạn chế về choc năng điều khiển, điều này dẽ giảm nhiều lưu lượng cần
được truyền giữa BTS và BSC.
Mỗi BTS sẽ cung cấp lần lượt từ 1 đến 6 sóng mang RF, và sẽ cung cấo từ
8 đến 48 cuộc gọi đồng thời.
BSC, BTS sẽ điều khiển riêng rẽ hoặc cả hai cùng điều khiển một chức
năng.
BSC sẽ quản lý các chức năng, ngược lại BTS sẽ thực hiện các chức năng
thực hiện các phép đo để giúp BSC.
1.3 Bộ chuyển đổi mã(XCDR).
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
XCDR là bộ chuyển mã toàn tốc, sẽ đảm bảo sự chuyên rmã thoại và ghép
kênh con 4:1. Bộ chuyển mã (XCDR) cần phảI có để chuyển đổi thông tin
(thoại hay số liệu ) ở lối ra MSC (64 Kb/s ) thành dạng quy định bở các đặc
tính kỹ thuật SGM (special mobile group committee) để phát lên giao diện vô
tuyến, tức giữa BSS và MS(64 Kb/s thành 16 Kb/s và ngược lại).
Tín hiệu 64 Kb/s từ các bộ điều chế xung mã (PCM) của MSC, nếu được
phát trên giao diện vô tuyến mà không có sự sửa đổi thì sẽ chiếm nhiều dải
tần vô tuyến, điều này tất nhiên là việc sử dụng phổ vô tuyến có sẵn là không
hiệu quả, vì vậy bằng việc xử lý các mạch 64 Kb/s để giảm băng tần yêu cầu
sao cho tổng lượng thông tin yêu cầu để phát thoại dã được số hoá giảm
xuống 13 Kb/s.
Bộ chuyển mã có thể được càI đặt ở MSC, BST hay BTS, nếu nó được đặt
tại MSC thì các kênh truyền 13 Kb/s được phát đến BSS bằng cách chin thêm
bit để có tốc độ truyền dữ liệu 16 Kb/s và sau đó ghép 4 kênh 16 Kb/sthành
một kênh 64 Kb/s. Do vậy mỗi đường truyền PCM 2 Mb/s 30 kênh có thể
mang 120 kênh thoại GSM quy định, tức là sẽ tiết kiệm chi phí đối với nhà
khai tác hệ thống. Bộ chuyển mã thường được định vị chung với MSC, nh
vậy nó sẽ giảm số lượng đường truyền 2 Mb/s.

1.4 Các cấu hình của BSS
Nh trên dã đề cập, một BSC có thể điều khiển nhiều BTS, số lượng các
BTS cực đại có thể được điều khiển bằng một BSC không quy định trong
GSM. Các BTS và BSC hay có thể cả hai sẽ được đặt trong cùng một cell
hoặc đựoc đặt ở các khu vực khác (remote). Trong thực tế phần lớn là các
BTS được điều khiển từ xa, trong một mạng thì các BTS nhiều hơn nhiều so
với các BSC.
Mét BTS không cần thông tin trực tiếp với BSC điều khiển nó, nó có thể
được kết nối với BSC thông qua một vòng các BTS. Để thiết lập một mạng
thì một vòng BTS có thể giảm số lượng cáp cần thiết như khi mét BTS có thể
được kết nối với một BTS bên cạnh nó đúng hơn so với tất cả được nối tới
một BSC, để tránh trễ truyền dẫn do vòng các BTS gây ra. Vì vậy độ dàI của
một vòng BTS cần phảI giữ đủ ngắn để ngăn ngừa lỗi vòng do trễ thoại trở
nên quá dài
2. Phân hệ chuyển mạch (SS)
Phân hệ chuyển mạch bao hàm các chức năng chuyển mạch chính của hệ
thống GMS, nó cũng bao gồm các cơ sở dữ liệu cần thiết về số liệu thuê bao
và quản lý di động. Chức năng chính của nó là quản lý các thông tin giữa
mạng GSM và các mạng truyền thống khác.
Các thành phần của phân hệ chuyển mạch nh sau:
• Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC)
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
• Bé ghi định vị thường trú (HLR)
• Bé ghi định vị tạm trú (VLR)
• Bé ghi nhận dạng thiết bị (EIR)
• Trung tâm nhận thực thuê bao (AUC)
• Chức năng tương tác mạng (IWF)
• Bộ triệt tiếng vang (EC)

Hệ thống các thanh định vị : thanh ghi định vị thường trú (HLR), thanh
ghi định vị tạm trú, thanh ghi đinh dạng thiết bị (EIR). Các thanh ghi định vị
là các điểm xử lý được đinh hướng trên cơ sở dữ liệu của các bộ phận quản lý
số liệu thuê bao theo bất cứ địa chỉ nàokhi một thuê bao d động đứng yên
cũng nh khi kưu động trong khắp mạng.
Về mặt chức năng, như chức năng tương tác (IWF), triệt vang (EC), có
thể xem như là các phần của MSC vì các hoạt động của chúng là được liên kết
chính xác đến chuyển mạch cũng như kết nối các cuộc gọi thoại, số liệu đến
và đi từ các trạm di động (MS).
2.1 Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC)
Trong thông tin di động MSC ding để chuyển mạch cuộc gọi, tức là thiết
lập cuộc gọi đến MS và đI từ MS, toàn bộ mục đích của nó giống nh một tổng
đài điện thoại bất kỳ. Tuy nhên, do cần phảI bổ xung thêm nhiều mặt điều
khiển, bảo mật phức tạp trong hệ thông tế bào GMS và độ rộng băng tần cho
thuê bao, nên sẽ có nhiều ưu điểm hơn, MSC có khả năng dáp ứng nhiều chức
năng bổ xung khác.
MSC sẽ thực hiện hàng loạt các nhiệm vụ khác nhau tuỳ thuộc vào vị trí
của nó trong hệ thống. Khi MSC cung cấp giao diện giữa PSTN và các BSS
trong hệ thống GSM nó sẽ được hiểu như la mét MSC cổng, ở vị trí này nó sẽ
đảm bảo yêu cầu chuyển mạch cho toàn bộ quá trình thông tin di dộng từ khi
bắt đầu cho đến khi kết thúc.
Mỗi MSC sẽ cung cấp dịch vụ đến các máy di động được định vị trong
vùng phủ sang địa lý xác định, một hệ thống điển hình gồn có nhiều MSC.
Mét MSC có khả năng đáp ứng vùng đô thị khoảng một triệu dân,
MSC thực hiện các chức năng sau:
• Chức năng xử lý cuộc gọi: bao gồm điều khiển việc thiết lập cuộc gọi
thoại/ số liệu, liên kết các BSS, liên kết các MSC, các chuyển vùng, điều
khiển việc quản lý di động (tính hợp lệ và vị trí của thuê bao).
• Chức năng hỗ trợ và bảo dưỡng khai thác: Bao gồm việc quản lý cơ sở dữ
liệu, định lượng và đo lưu lượng thông tin, giao tiếp người- máy.

Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
• Chức năng hoạt động tương tác giữa các mạng: Quản lý giao tiếp giữa hệ
thống GSM và hệ thống điện thoại công cộng PSTN.
• Chức năng Billing: Thu thập số liệu lập hoá đơn cước cuộc gọi.
2.2 Bộ định vị thương trú (HLR)
Bé ghi định vị thường trú liên quan với cơ sở dữ liệu về các thông số của
thuê bao. Các thông tin này được đưa vào cơ sở dữ liệu do hãng khai tác
mạng khi một thuê bao mới được bổ xung vào hệ thống.
Bất kể MS đang ở đâu, HLR đều lưu giữ mọi thông tin thuê bao liên quan
đến việc cung cấo các dịch vụ viễn thông, kể cả vị trí hiên thời của MS. HLR
thường là máy tính đứng riêng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao,
nhưng không có khả năng chuyển mạch. Một chức năng nữa của HLR nhận
dạng thông tin do AUC cung cấp( số liệu bảo mật về tính hợp pháp của thuê
bao).
Các tham số được lưu trữ trong HLR gồm có:
• Các chỉ số(ID) của thuê bao (IMSI và MSISDN)
• VLR của thuê bao hiện thời (vị trí hiện thời)
• Các dịch vụ bổ sung thuê bao yêu cầu
• Thông tin về dịch vụ bổ sung (ví dụ số máy chuyển tiếp tạm thời)
• Trạng thái thuê bao( đăng ký / xoá đăng ký)
• Khoá nhận thực và các chức năng AUC
• Số lưu động thuê bao di động( MSRN)
Cơ sở dữ liệu của HLR chứa đựng các dữ liệu chính của tất cả các thuê
bao ở một mạng GSM PLMN.
Cơ sở dữ liệu của HLR chứa đựng các dữ liệu chính của tất cả các MSC
và các VLR trong mạng và dù cho mạng có nhiều HLR nhưng chỉ có một cơ
sơ dữ liệu được ghi cho một thuê bao. Vì vậy một HLR chỉ xử lý một phần
của toàn bộ cơ sở dữ liệu thuê bao.

Dữ liệu thuê bao có thể được truy nhập bằng số IMSI hoặc số MSISDN.
Dữ liệu cũng có thể sẽ được truy nhập bởi một MSC hay mét VLR trong
một mạng PLMN khác để cho phép liên kết hẹ thống và liên kết vùng di
động.
2.3 Bé ghi định vị thường trú (VRL).
VLR là một cơ sở dữ liệu được nối với một hay nhiều MSC.
VLR sẽ sao chép hầu hết các số liệu được lưu trữ tại HLR. Tuy nhiên, đó
chỉ là số liệu tạm thời tồn tại chưng nào thuê bao “đang hoạt động “ trong
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
vùng phủ rieng của VLR (số liệu định vị thuê bao MS lưu giữ trong VLR
chính xác hơn số liệu tương ứng trong HLR ). Do vậy cơ sở dữ liệu VLR sẽ
có một vàI số liệu giống hệt nh nhiều số liệu chính xác, thích hợp khi các thuê
bao tồn tại trong vùng phủ của VLR.
VLR sẽ cung cấp cơ sở dữ liêu nội bộ về thuê bao, bất cứ nơi nào thuê
bao tồn tại thực sự trong một mạng PLMN, điều này có thể có hoặc không có
ở hệ thống “gốc” , chức năng này sẽ loại trừ các nhu cầu về truy cập đến cơ sở
dữ liệu HLR “gốc” tốn nhiều thời gian.
Các chức năng của VLR thường được liên kết với chức năng của MSC.
Các dữ liệu bổ sung được lưu trữ ở VLR nh sau:
 Nhận dạng vùng định vị:
Các ô trong mạng di động (PLMN) được tập hợp lion nhau thành các
vùng địa lý và mỗi vùng được Ên định một chỉ số nhận dạng vùng định vị
(LAI), một vùng định vị khoảng 30 ô.
Mỗi VLR sẽ kiểm soát một loạt các LAI và khi một thuê bao di động di
chuyển từ một LAI này đến một LAI khác, thì LAI được cập nhật vào một
VLR. Còng nh vậy, khi mét thue bao di chuyển từ một VLR này đến một
VLR khác thì các địa chỉ của VLR sẽ được cập nhật vào một HLR.
 Nhận dạng thuê bao di động tạm thời:

Các VLR sẽ điều khiển việc phân phối các chỉ số nhận dạng thuê bao di
động tạm thời (TMSI) và sẽ thông báo chúng đến HLR.
Các TMSI sẽ được cập nhật thường xuyên, điều này sẽ làm cho việc phát
hiện cuộc gọi là rất khó khăn vì vậy, đảm bảo khả năng an ninh rất cao cho
thuê bao, TMSI có thể sẽ được cập nhật ở trạng tháI bất kỳ sau:
• Thiết lập cuộc gọi
• Đang vào một LAI mới
• Đang vào một VLR mới
 Số lưu động của thông tin di động:
Khi một thuê bao muốn hoạt động ngoàI vùng thường trú của nó tại một
thời điểm nào đó thì VLR cũng sẽ chỉ định một số lưu động cho trạm di động
(MSRN), chỉ số này được Ên định từ một danh sách các số thuê bao được lưu
giữ tại VLR (MSC). MSRN sau đó được sử dụng để định tuyến cuộc gọi đến
một MSC sẽ điều khiển trạm gốc tại vị trí hiện thời của các tạm di động. Cơ
sở dữ liệu trong VLR có thể sẽ được truy nhập bằng IMSI, TMSI hay MSRN.
Một cách điển hình sẽ có một VLR cho mỗi MSC.
2.4 Bé ghi nhận dạng thiết bị (EIR)
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
ở EIR chứa một cơ sở dữ liệu trung tâm để xã nhận tính hợp lệ của chỉ số
nhận dạng thiết bị di động quốc tế (IMEI)
Đây là cơ sở dữ liệu liên quan duy nhất đến thiết bị MS và không liên
quan đến thuê bao đang sử dụng MS để phát hay thu các cuộc gọi
Cơ sở dữ liệu của EIR gồm có danh sách các số IMEI (hay các khối
IMEI) được cơ cấu nh sau:
- Danh sách Trắng: gồm các số IMEI đã được gán cho các máy di động
hợp lệ
- Danh sách Đen: gồm các số IMEI của các máy di động đã được trình báo
là mất cắp hoặc các dịch vụ bị từ chối vì một vàI lý do nào đó .

- Danh sách Xám: gồm các số IMEI của các máy di động có vấn đề trục
trặc( nh lỗi phần mềm), tuy nhiên chưa đủ ý nghĩa để cho phép dựa vào “danh
sách đen”
Cơ sở dữ liệu của EIR có thể truy nhập từ xa bởi các MSC trong mạng và
cũng có thể được truy nhập bởi một MSC ở mạng PLMN khác.
Cũng như HLR,một mạng có thể sẽ có một hoặc nhiều bộ EIR, với mỗi
EIR sẽ kiểm tra một khối các số IMEI nào đó. Khi cho một số IMEI thì MSC
sẽ dễ dàng truyền lại theo địa chỉ của EIR để kiểm tra ở khu vực thích hợp ở
cơ sở dữ liệu của thiết bị.
2.5 Trung tâm nhận thực(AUC):
Trung tâm nhận thực là một hệ thống xử lý. AUC thường được đặt chung
với thanh ghi định vị thường trú (HLR) bởi vì nó được yêu càu để truy nhập
và cập nhật một cách liên tục, liên quan mật thiết đếnhồ sơ thuê bao trong hệ
thống. TRung tâm nhận thực AUC/ HLR có thể được đặt chung với MSC
hoặc tại các MSC ở xa Quá trình nhận thực thường xảy ra ở mỗi thời điểm
“khởi đầu của thuê bao trong hệ thống.
Trong quá trình nhận thực, các dữ liệu được bảo mật lưu giữ tại SIM card
được vận dụng và so sánh với dữ liệu lưu giữ tại cơ sở dữ liệu của HLR. Đây
là các dữ liệu đã được nhập vào SIM card và cơ sở dữ liệu của hệ thống(HLR)
tại thời điểm phát hành SIM card.
Quá trình nhận thực như sau:
a) Một số ngẫu nhiên được gửi tới máy di động từ trung tâm nhận thực
(AUC)
b) Số này được thao tác bằng các thuật toán nhận thực lưu giữ trong SIM
card. Khoá nhận thực thuê bao (Ki) được lưu giữ trong SIM cũng được sử
dụng trong việc thao tác.
c) Các kết quả thao tác số ngẫu nhiên sẽ được trả lời(SRES) trở lại AUC
cùng với một khoá bảo mật(Kc) đã được lưu giữ tại SIM card. Khoá bảo mật
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
7

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
được ding để bảo mật dữ liệu khi phát lên giao diện vô tuyến, tạo ra nhiều sự
an toàn trên giao diện.
d) Khi máy di động và AUC cùng thực hiện đồng thời các phếp tính giống
nhau một cách chính xác với số ngẫu nhiên và dữ liệu đã được lưu trữ tại
HLR.
e) AUC sẽ nhận lời đáp (SRES) và so sánh với đáp án đúng.
f) Nếu các trả lời đưa ra bởi AUC và thuê bao giông nhau thì thuê bao được
phép sử dụng trên mạng.
g) Khoá bảo mật được đưa ra bởi AUC, được lưu giữ và gửi đến BTS để cho
phép được tiến hành bảo mật.
II. TỔNG QUAN VỀ CÁC KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP ĐÃ VÀ ĐÃ SỬ
DỤNG
Để làm tăngdung lượng của dảI vô tuyến ding cho hệ thống thông tin tế
bào, người ta sử dụng các kỹ thật ghép kênh. Hiện nay có rất nhiều dạng ghép
kênh nhưng có ba hình thức thông dụng nhất là:
 Đa truy nhập phân chia theo tần số( FDMA – Frequency Division
Multiple Access)
Đa truy nhập phân chia theo thời gian( TDMA – Time Division Multiple
Access)
Đa truy nhập theo mã(CDMA – Code Division Multiple Access)
Liên quan đến việc ghép kênh là dải thông mà mỗi kênh hoặc mỗi mạch
chiếm trong một băng tần nào đó. DảI thông đơn giản chỉ là một sự chênh
lêch giữa các tan sè cao nhất và thấp nhất trong băng. Cùng một kháI niệm
nh vậy dải thông của kênh được áp dung theo quy mô nhỏ hơn.
Trong mỗi hệ thống ghép kênh ở trên đều sử dụng thuật ngữ đa truy nhập,
tức là các kênh vô tuyến được nhiều thuê bao ding chung chứ không phải là
mỗi thuê bao được gắn với tần số riêng.
Sau đây sẽ là chi tiết về kỹ thuật ghép kênh TDMA.
1) Đa truy nhập phân chia theo thời gian(TDMA):

Với TDMA mỗi kênh vô tuyến được chia thàng các khe thời gian. Từng
cuộc đàm thoại được biến đổi thành tín hiệu số sau đó được gán cho mét trong
những khe thời gian này. Số lượng khe thời gian trong một kênh có thể thay
đổi bởi vì nó là một nhiệm vụ của thiết kế hệ thống. Có Ýt nhất là hai khe thời
gian cho một kênh, và thường thì nhiều hơn,điều đó có nghĩa làTDMA có khả
năng phục vụ số lương khách hàng nhiều hơnvàI lần so vời kỹ thuật FDMA
với cùng một lượng dải thông nh vậy.
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
TDMA là một hệ thống phức tạp hơn FDMA, bởi bì tiếng nói phảI được
số hoá hoặc mã hoá, sau đó được lưu trữ vào bộ nhớ đệm để gán cho mét khe
thời gian trống và cuối cung mới phát đi. Do đó việc truyền dẫn tín hiệu là
không liên tục và tốc độ truyền dẫn phải lớn hơn vài lần tốc độ mã hoá. Ngoài
ra, do có nhiều thông tin hơn chứa trong cùng một dảI thông nên thiết bị
TDMA phải được sử dụng kỹ thuật phức tạp hơn để cân bằng tín hiệu thu
nhằm duy trì chất lượng tín hiệu.
Hình vẽ dưới đây minh hoạ kỹ thuật TDMA, các kênh analog 31 kHz ding
cho mạng tế bào hỗ trợ được ba kênh digital. Các đường truyền âm thanh
analog của mỗi cuộc đàm thoại đi qua bộ biến đổi A/D và sau đó chiếm một
khe thời gian trong kênh analog 30 kHz.
Bé biÕn ®æi A/D
Bé biÕn ®æi A/D
Bé biÕn ®æi A/D
Bé biÕn ®æi A/D
Bé biÕn ®æi A/D
30 kHz kªnh 1
30 kHz kªnh 832
.
.

.
.
.
.
B
CGB
G C A
A F D
F D E
B
B G C
G C A
A F D
F D E
E B
Bé biÕn ®æi A/D
Hình vẽ: Cấu trúc cơ bản của hệ thống tế bào
Trong hệ thống FM/FDMA hay TDMA/FDMA số lượng các kênh trong
một tế bào tỷ lệ ngịch với hệ số táI sử dụng tần số L, liên quan đến số lượng
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
các kênh trên dãy tần xác định, vì mỗi tế bào trong cluster chỉ được dành cho
1/L phần phổ tần sẵn có trong băng tần. Trong hình vẽ L= 7.
Trong khi đó, CDMA có thể tái sử dụng toàn bộ băng tần với tất cả các tế
bào. Hệ số sử dụng trong hệ thống tế bào CDMA do đó bằng 1. Điều này
khiến cho dung lượng của hệ thống được cải thiện. Để ý rằng dung lượng
được xác định nh là một số lượng tối đa những người sử dụng tích cực trong
tất cả các tế bào chứ không phảI là chỉ số lượng của những người dùng trong
dãy tần hay trong một tế bào đơn vị. Việc cải thiện về mặt dung lượng tổng

thể nh định nghĩa của hệ thống CDMA so với hệ thống TDMA hay FDMA
theo yêu cầu từ 4 đến 6 và so với hệ thống FM/FDMA là hệ số khoảng 20.
Những tín hiệu cơ bản của người sử dụng khác đồng thời trên cùng băng
tần sẽ gây ra nhiễu đồng kênh. Nhiễu đồng kênh là một tham số giới hạn của
hệ thống vô tuyến di động. Phương pháp tái sử dụng tần số trong
TDMA/FDMA và FM/FDMA gây ra nhiễu đồng kênh vì có cùng một dải tần
được sử dụng lại ở một tế bào khác. Việc sử dụng các cluster 7 tế bào trong
nhiều hệ thống vô tuyến di động là không đủ để tránh hiện tượng nhiễu đồng
kênh. Có thể tăng L lớn hơn 7 để giảm nhiễu đồng kênh nhưng sẽ làm giảm số
lượng các kênh trong một tế bào, do vậy sẽ làm giảm dung lượng của hệ
thống. Tương tự nếu giữ nguyên hệ số tái sử dụng là 7 và chia tế bào thành
những vùng nhỏ hơn. Mỗi tế bào được chia thành ba hoặc sáu vùng nhỏ sẽ sử
dụng ba hoặc sáu anten định hướng tương ứng thành trạm gốc phục vụ cả thu
lẫn phát. Mỗi vùng nhỏ này sử dụng một dải tần riêng, khác với dải tần của
các vùng kia. Thí dụ, nếu một tế bào được chia thành ba vùng nhỏ thì nhiễu
thu được trên anten định hướng chỉ sấp xỉ một phần ba của nhiễu thu được
trên anten vô hướng đặt tại trạm gốc. Sử dụng tế bào chia nhỏ thành ba vùng
thì số lượng người ding trong một tế bào có thể tăng thêm gấp ba lần trong
cùng một cluster.
Một vấn đề quan trọng khác trong việc tăng dung lượng của hệ thống là
tính tích cực của thoại. Trong một cuộc thoại giữa hai người, mỗi người chỉ
nói khoảng 35% đến 40% thời gian và nghe hết thời gian còn lại. Trong hệ
thông CDMA tất cả những người sử dụng cùng chia sẻ một kênh vô tuyến.
Khi những người sử dụng trên kênh đang liên lạc không nói thì những người
sử dụng đang đàm thoại khác sẽ chịu ảnh hưởng rất nhỏ của nhiễu. Do vậy
việc giám sát tính tích cực của tiếng nói làm giảm nhiễu đa truy nhập đến
65%. Điều này dẫn đến việc tăng dung lượng của hệ thống lên hệ số 2,5.
Trong đa truy nhập FDMA hoặc TDMA việc người sử dụng được phân
chia tần số hoặc thời gian trong thời gian diễn ra cuộc gọi và hệ thống cấp lại
hai tài nguyên này cho hai người khác trong khoảng thời gian rất ngắn khi

kênh Ên định yên lặng là không thực tế vì điều nay yêu cầu phải chuyển mạch
rất nhanh giữa những người sử dụng khá nhau. Trong FDMA hoặc TDMA
việc tổ chức tần số là yêu cầu khó khăn vì nó kiểm soạt nhiễu đồng kênh.
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
Trong hệ thống CDMA chỉ có một kênh chung nên không cần thực hiện tổ
chức tần số.
Trong FDMA và TDMA, khi máy di dộng ra khỏi vùng phủ sóng của tế
bào trong quá trình đàm thoại thì tín hiệu thu được sẽ yếu đI và trạm gốc sẽ
yêu cầu chuyển giao (handover). Hệ thống sẽ chuyển mạch sang một kênh
mới khi cuộc gọi tiếp tục. Trong CDMA các tế bào khác nhau, khác nhau ở
chỗ sử dụng các dãy mã khác nhau nhưng giống nhau là đều sử dụng phổ tần.
Do đó không cần phảI thực hiện handover từ tần số này qua tần số khác.
Chuyển giao nh vậy được gọi là chuyển giao mềm (soft handover).
III. HỆ THỐNG THU PHÁT:
A. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRẠM GỐC BSC
1. Chức năng:
I.1 Quản lý mạng vô tuyến
Mạng vô tuyến của một hệ thống tổ ong luôn bị sức Ðp của việc tốc độ
các thuê bao mới tham gia hệ thống không ngừng gia tăng. Sauk hi bắt đầu
phục vụ, hệ thống thường xuyên phảI tổ chức lại cấu hình để quản lý lưu
lượng ngày càng tăng . Vì thế việc thực hiện cấu trúc số liệu có hiệu quả là rất
quan trọng.
Một bộ phận của BSC đảm bảo sự tồn tại của thiết bị đang hoạt động
trong đó phần khác được tập trung vào hiệu quả lưu lượng truyền sóng. Việc
chống lại sự mất cân đối tải ở mạng do lưu lượng cao điểm ngày càng trở nên
quan trọng. ở một mức độ nào đó có thể bù trừ sự mất cân đối này bằng cách
diều chỉnh các thông số của ô được xác định bởi BSC. ở các trường hợp đặc
biệt có thể sử dụng các biện pháp mạnh hơn nh định tuyến lưu lượng đến các

ô khác.
I.2 Quản lý BTS:
Xây dung BTS được định hướng theo máy thu phát. Điều này nghĩa là
thiết bị chung cho nhiều máy thu phát càng Ýt càng tốt. Lợi Ých lớn nhất của
việc này là có thể đạt được các đặc trưng dự phòng. Tổn thất cực đại gây ra
bởi một sự cố phần cứng chỉ là một máy thu phát. Điều này tất yếu dẫn đến
quan hệ chủ tớ BSC và các máy thu phát ở BTS. Trước khi bắt đầu khai thác,
BSC lập cấu hình của TRX và các tần số cho mỗi trạm. Nh vậy BSC nhận
được một tập hợp các kênh có thể dành cho việc nối thông với các máy di
động. Sau đó TRX được giám sát bằng cách kiểm tra phần mềm bên trong.
Một sự cố được phát hiện dẫn đến việc lập lại cấu hình của BTS, chẳng
hạn một TRX dự phòng được đưa vào hoạt động. Vì thế tập hợp các kênh
logic không bị ảnh hưởng.
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
I.3 Điều khiển cuộc nối trạm di động
BSC chịu trách nhiệm thiết lập và giảI phóng các đấu nối đến máy di
động. Trong quá trình thiết lập một cấu hình kênh logic được dành cho các
đấu nối. Việc dành kênh này được thực hiện trên cơ sở thông tin về các đặc
tính của từng kênh riêng. thông tin này được thu thập từ các phép đo các khe
thời gian rỗi ở trạm vô tuyến gốc.
Trong quá trình gọi, sự đấu nối BSC được giám sát. Cường độ tín hiệu và
chất lượng tiếng được đo ở máy di động và máy thu phát, sau đó được phát
đến BSC. Một thuật toán công suất quyết định các công suet ra tốt nhất của
máy di động và máy thu phát để giảm nhiễu trong mạng và được chất lượng
nối thông tốt.
Chức năng định vị làm việc trên cùng số liệu đo và quyết định có cần
chuyển máy di động đến ô khác hay không. Nếu nó xác định ô nào là tốt nhất.
Chức năng chuyển giao thực hiện việc chuyển dịch cuộc nối thông đến

kênh khác. Trường hợp ô này thuộc BSC khác, MSC phảI được tham gia vào
chuyển giao. Tuy nhiên nó chỉ làm việc theo các lênh từ BSC, không có quyết
định nào được thực hiện từ MSC, vì không có thông tin thời gian thực về cuộc
nối.
Chuyển giao trong ôlà một dạng đặc biệt Nó được thực hiên khi BSC thấy
chất lượng nối thông quá thấp nhưng không nhận được chỉ thị từ các phép đo
là ô khác tốt hơn. Trng trường hợp này BSC cho phép chuyển cuộc nối đến
các kênh khác ở cùng một ô với hy vọng chất lượng sẽ được cả thiện. Các
phép đo ở khe thời gian rỗi cho phép chọn được một kênh tốt hơn.
Cũng có thể sử dụng việc chuyển giao để cân băng tảI giữa các ô. Khi
thiết lập một cuộc gọi ở một ô bị ứ nghẽn, máy di động có thể phảI chuyển
đến một ôkhác có lưu lưọng thấp hơn nếu có thể nhận được chất lượng cho
phép.
Việc chuyển giao cưỡng bức đến vùng khác cũng là một công cụ hữu Ých
cho bảo dưỡng. Bằng chuyển giao cưõng bức, có thể giảI phóng các kênh
khỏi lưu lượng cần bảo dưỡng.
Cả hai chuyển giao cưỡng bức ở trên là bộ phận của một chức năng được
gọi là chuyển giao khởi động do mạng để phân biệt với chuyên rgiao bình
thường khi vấn đề nôI thong vô tuyến có tầm quan trọng nhất.
Về mặt điều khiển cuộc gọi và quản lý lưu động thì MSC thông tin trực
tiếp với máy di động. Vì thế một chức năng xuyên suốt riêng được cung cấp ở
BSC để cho phép MSC gửi tín hiệu lên đường nối.
I.4 Quản lý mạng truyền dẫn
BSC lập cấu hình và giám sát các mạch 64Kb/s đến các trạm vô tuyến
gốc. Nó cũng điều khiển trực tiếp một chuyển mạch từ xa nằm trong BTS để
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
sử dụng hiệu quả các mạch 64Kb/s. Ghép kênh xen rẽ được thực hiện bởi
chuyển mạch này cho phép đặt hai BTS ở một tầng trên đường truyền dẫn từ

BSC.
Chuyển mạch xa còng cho phép thiết lập các máy thu phát có dự phòng
mà không cần truyền dẫn dành truớc. Các mạch 64Kb/BTS đang được sử
dụng bởi một máy thu phát có sự cố, được chuyển mạch đến máy thu phát dự
phòng.
BSC cũng chịu trách nhiệm giám sát các mạch đến MSC và ra lệnh chặn
các mạch bị sự cố.
2. Cấu tróc BSC
2.1. Mô hình hệ thống
BSC là một phần tử của hộ sản phẩm AXE và cấu trúc hệ thống của nó
tuân theo tất cả các quy tắc được đề ra cho AXE. KháI niệm chính đẻ xây
dựng AXE là tính modun chặt chẽ ở các mức cấp bậc khác nhau cho phép hệ
thống AXE đạt được dảI ứng dụng rộng lớn. ở cấp cao nhất AXE chia thành
hệ thống điều khiển (AZP) và hệ thống ứng dụng (APT). APZ đảm bảo khả
năng xử lý số liệu cần thiết và APT thự hiện chức năng ứng dụng mà trường
hợp này là BSC.
Hai hệ thống APZ và APT lại được chia thành hệ thống các hệ con, các hệ
thống con này được chia thành các khối chức năng và được định nghĩa đơn trị
bằng các giao tiếp của mình đến các khối chức năng khác Nó chứa cả phần
cứng lẫn phần mềm.
2.2. Cấu trúc phần cứng
Dưới đây là tổng quát cấu trúc phần cứng được trình bày ở dạng hệ thống con
của APZ và APT.
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
13
N TT NGHIP M rng h thng mng IN MobiFone dch v Prepaid lờn 2 triu thuờ bao
CP
SP RP
RP
TRH

STC
TRAU
ST7
ETC
ETC
CP Bộ xử lý trung tâm
CP Bộ xử lý hỗ trợ
RP Bộ xử lý vùng
TR Bộ điều khiển máy thu phát
STC đầu cuối báo hiệu trung tâm
TRAU khối l ợng chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ
Thông tin trung
Báo hiệu
Cỏc h thng con iu khin ca BSC (APZ)
Mc ớch ca h thng iu khin cung cp cho h thng ng dng kh
nng x lý s liu v h thng vo/ ra. Tớnh mm do thớch ng cỏc ng dng
khỏc nhau nhn c nh cu trỳc x lý phõn b. Sau õy l cỏc h thng con
iu khin BSC:
- H thng con x lý trung tõm (CPS)
- H thng con x lý vựng (RPS)
- H thng con bo dng (MAS)
- H thng con x lý h tr (SPS)
- H thng con giao tip ngi mỏy (MCS)
- H thng con qun lý file (FMS)
- H thng con thụng tin s liu (DCS)
3. Cỏc h thng ng dng ca BSC (APT):
H thng ng dng (APT) thc hin chc nng ca BSC. Sỏu h thng
con APT c x dng thc hin cỏc yờu cu ca BSC l:
- H thng con qun lý mỏy thu phỏt (TAS)
inh Anh Tun C2 K45

14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
- Hệ thống con điều khiển vô tuyến (RCS)
- Hệ thống con thống kê và đo lưu lượng (RCS)
- Hệ thống con điều khiển đường nối (LHS)
- Hệ thống con chuyển mạch nhóm (GSS)
- Hệ thống con báo hiệu kênh chung (CSS)
B. HỆ THỐNG TRẠM GỐC BTS:
1. Chức năng:
1.1 Các tiềm năng
Các tiềm năng của trạm gốc BTS gồm có các tiềm năng chung và tiềm
năng riêng.
Các tiềm năng chung biểu thị các tiềm năng chung của BTS được xử dụng
cho lưu thông với các MS thuộc về một ô.
Chức năng này bao gồm các chức năng con sau:
 Quảng bá thông tin của hệ thống
 Tìm gọi
 Yêu cầu kênh từ MS
 Ên định tức thời
Tiềm năng riêng biểu thị tất cả các chức năng BTS được sử dụng cho
thông tin vời các MS thựôc về phần BTS phục vụ một ô
Chức năng này bao gồm các chức năng con sau:
 Đưa kênh vào hoạt động
 Huỷ hoạt động kênh
 Khởi đầu mật mã
 Phát hiện chuyển giao
1.2 Mã hoá và ghép kênh
Mã háo và ghép kênh là chức năng lập khuôn dạng thông tin các kênh vật
lý.Chức năng này bao gồm các chức năng con sau:
 Ghép kênh ở đường vô tuyến. Các kênh logic được ghép chung ở các kênh

vật lý
 Mã hoá và ghép xen kênh. Luồng bit được lập khuôn dạng cho tong khe
thời gian ở kênh vật lý
 Mật mã và giải mật mã. Tiếng được mã hoá và giảI mã hoá bằng khoá mật
mã.
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
Mã hoá và giải mã được thực hiện ở các bit mang thông tin quan trọng.
Khoá mật mã được tạo ra ở AUC và nạp vào TRX. Số ngẫu nhiên (RAND)
được gửi đến MS để tạo ra khoá mật mã ở MS.
1.3 Điều khiển hệ thống con vô tuyến
Điều khiển hệ thống con vô tuyến đảm bảo điều khiển các tiềm năng vô
tuyến. Chức năng này bao gồm các chức năng con sau:
 Đo chất lượng: Các phép đo chất lượng và cường độ tín hiệu được thực
hiên ở tất cả các kênh riêng hoạt động trên đường lên (từ MS đến BTS). Các
phép đo này được thực hiện tropng thời gian hoạt động một kênh. Các kết quả
đo từ MS về chất lượng đường xuống (từ BTS đến MS), cường độ tín hiệu và
các mức tín hiệu của BTS xung quanh được gửi đi và xử lý ở BSC.
 Đo đồng bộ thời gian : Một tín hiệu được phát đi từ BTS đến MS để định
trước thời giảntuyền dẫn đến BTS để bù trừ thời gian trễ gây ra dô truyền
sóng. TRX liên tục giám sát và cập nhật đồng bộ thời gia. Cùng với các số
liệu đo cho đường lên, đồng bộ thời gian hiện thời cũng được báo cáo cho
BSC.
 Điều khiển công suất BTS và MS : Công suất của BTS và MS được điều
khiển từ BSC để giảm tối thiểu mức công suất phát để giảm nhiễu đồng kênh.
 Phát : Phát vô tuyến bao gồm nhảy tần. Nhẩy tần được thực hiện bằng
chuyển mạch bằng tần cơ sở với các máy phát khác nhau cho tong tần số.
 Thu : Thu tín hiệu vô tuyến bao gồm cả cân bằng và phân tập.
 Sự cố đường truyền vô tuyến : Sự cố được phát hiện và báo cáo cho BSC.

2. Cấu tróc BTS
Thông thường BTS bao gồm các khối chức năng chính sau:
 Giao tiếp thu phát ở xa( TRI).
 Hệ thống con thu phát(TRS).
 Nhóm thu phát (TG).
 Đầu cuối bảo dưỡng tại chỗ (LMT).
TRI là một chuyển mạch cho phép đầu nối mềm dẻo giữa BSC và TG.
TRS bao gồm tất cả các thiết bị vô tuyên sở trạm.
TG là phần chứa tất cả các thiết bị vô tuyến nối chung đến một anten phát
LMT là giao tiếp người sử dụng với các chức năng khai thác và bảo
dưỡng, nó có thể nối trực tiếp đến mọi TG hay qua TRI đến BSC.
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
TRI
LMT
TG TG
BTS
TRS
2.1 Giao tiếp máy thu phát ở xa(TRI)
TRI lấy khe thời gian ở mạch 2Mb/s dành cho các khối BTS và gửi
cáckhe còn lại đến BTS tiếp theo. Các cảnh báo ngoàI (EA) và đầu cuối bảo
dưỡng tại chỗ (LMT) được nối đến TRI.
Đường nối đến PCM 2Mb/s được nối đến các phiến đầu cuối tổng đàI
(ETB), mét PCM/ETB. Khe thời gian điều khiển được nối qua đầu cuối báo
hiệu vùng (STR) để bộ xử lý vùng modun mở rộng (EMRP), LTM và cảnh
báo ngoàI. Các khe thời gian số liệu được rẽ tới TRX hay được nối đến một
đường 2Mb/s mới đI tới BTS tiếp theo. Ba hay tám TRX có thể nối đến một
đầu cối truyền dẫn vô tuyến.
2.2 Hệ thống con máy thu phát (TRS)

Hệ thống con thu phát bao gồm tất cả các thiêt bị vô tuyến ở trạm và gồm
các phần chính sau:
• Nhóm thu phát (TG)
• Đầu cuối boả dưỡng tại chỗ (LMT)
 Máy thu phát (TRX)
Máy thu phát có thể phục vụ 8 máy song công toàn tốc. Mỗi máy TRX
được xây dung trên cơ sở 5 bộ phận:
- Bộ điều khiển TRX (TRXC)
- Khối xử lý tín hiệu (SPU)
- Máy phát vô tuyến (RTX)
- Máy thu vô tuyến (RRX)
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
- Chuyển mạch băng tần cơ sở (RBX).
Bộ điều khiển TRXC:
TRXC là phần điều khiển của TRX. Cho báo hiệu có một đường nối
64kb/s đến BSC và mỗi kênh tiến / số liệu có một đường nối 16 kb/s đến bộ
chuyển đổi mã ở BSC. Bốn đường tiếng / số liệu được nhóm chung thành một
đường nối 64 kb/s (nghĩa là 3 đường nối 64 kb/s cho mét TRXC).
Điều khiểnTG (TGC) là chức năng quản lý các chức năng điều khiển
chung ở TG. Các chức năng điều khiển chung được phân bố ở toàn bộ TG
nhưng được điều khiển bởi TGC. TGC là một chức năng phần mềm ở hai
TRXC trong TG. Có hai TGC để dự phòng và sử dụng khe thời gian điều
khiển cho TRX đẻ thông tin với BSC. Thông tin này bao gồm cả thông tin
TRXT.
Khối xử lý tín hiệu (SPU):
SPU là phần xử lý tín hiệu của TRX. Mỗi SPU điều khiẻn hai khe thời
gian.
Máy phát vô tuyến (RTX):

Máy phát RTX là phần để phát TRX bao gồm các chức năng để điều
chỉnh tần số và cả bộ khuyếch đại công suất. Vì khuyếch đại công suất được
điều khiển từ xa nên có thể điều chỉnh công suát mà không cần đến trạm. Có
Ýt nhất một RTX cho mét TRX. Nếu không có nhảy tần, mỗi RTX thuộc một
TRX riêng. Nếu có nhảy tần thì có một RTX cho một tần số nhảy và số RTX
có thể lớn hơn số TRX. Khi đó RTX thuộc các TRX khác nhaucho mỗi khe
thời gian.
Máy thu vô tuyến (RRX):
Máy thu vô tuyến (RRX) là phần vô tuyến để thu. RRX bao gồm cả một
chức năng phân tập để bù trừ ảnh hưởng của phading. Mỗi RRX trực thuộc
một TRX riêng.
Chuyển mạch băng tần cơ sở (RBX):
Khi BTS có nhảy tần, TRX sẽ được bổ xung chuyển mạch băng tần cơ sở
(BBX) giữa TRXC và RTX chuyển mạch này nối tong cụm tín hiệu từ TRXC
đến RTX hiện thời theo trình tự nhảy.
 Đầu cuối bảo dưỡng tại chỗ (LMT):
Đầu cuối bảo dưỡng tại chỗ (LMT) là giao tiếp người – máy với TG cho
các chức năng khai thác và bảo dưỡng. Có thể nối LMT đến BSC để đạt được
các chức năng O & M ở BSC.
2.3 Bộ đổi nguồn
Có thể nuôi BTS bằng các điện áp danh định nh sau:
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
+ 24 V DC
230 V AC
-(48 60) V DC
+ 24 VCD được phân bố trong tủ máy. Nếu nguồn vào không phải là +24
V DC thì cần một bộ biến đổi để chuyển đổi nguồn vào thành + 24 V. Giải
pháp tốt nhất cho các trạm không có nguồn DC là bộ biến đối 230 V AC/24 V

DC lắp ở tủ máy vô tuyến hay acquy đệm bên ngoài với thời gian duy trì Ýt
nhất là 15 phót. Ở các trạm có - 48 V DC hay -60 V DC, bộ biến đổi –(48 60)
V DC /24 V DC được lắp ở tủ máy biến đổi nguồn.
3. Các đặc tính:
3.1 Tính tin cậy:
Tính module và chất lượng sản phẩm cao đảm bảo mức độ tin cậy cao. Để
tăng khả năng sẵn sàng của BTS đến cực đại, tất cả các phần quan trọng được
dự phòng. Tất cả các kênh ở BTS được trang bị nh nhau. Nếu một sự cố xảy
ra ở kênh điều khiển, một TRX khác sẽ tự động đảm nhiệm kênh điều khiển.
3.2Tính bảo dưỡng:
Hệ thống khai thác và hỗ trợ tìm ra sự cố xảy ra ở thiết bị. Các khối sự cố
được định vị để có thể thay thế tại chỗ. Điều này cùng với ý niệm thay đổi
nhanh module nh các hộp máy, các khối của hộp máy đã giữ cho công việc
bảo dưỡng sửa chữa và nhờ vậy giá thành ở mức tối thiểu.
Tính bảo dưỡng cũng được tăng bằng cách đánh số các khối hợp lý và rõ
ràng.
Bảo dưỡng phòng ngừa được giữ ở mức tối thiểu nhờ việc hệ thống có
giám sát tự động.
C. MÁY DI ĐỘNG:
1. Cấu hình tham khảo GMS
Cấu hình tham khảo cho các giao tiếp thâm nhập GSMPLMN như hình vẽ
sau:
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
TE
TE2
TA MT1 MT1
MT2 BSS/MSC
BSS/MSCMTO

BSS/MSCMT1TE1
M¸Y DI §éNG
Um
SR
2. Module nhận dạng thuê bao(SIM)
2.1. Mô tả:
Nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI) là thông tin nhận dạng đơn trị
một thuê bao với mạng GMS PLMN. Các máy di động chỉ có thể hoạt động
nếu có IMSI đúng (trừ các cuộc gọi khẩn được cho phép). MS phải chứa một
chức năng bảo mật để nhận thực thuê bao: Một khoá nhận thực bí mật và một
thuật toán mật mã. Modul nhận dạng thuê bao là modul chứa tất cả quá trình
trên, kể cả khoá nhận dạng. SIM cũng chứa IMSI và thông tin liên quan đến
thuê bao di động.
2.2. Khối nhận dạng thuê bao SIM:
Thẻ SIM là một thẻ thông minh được gắn vào thiết bị di dộng và chứa các
thông tin về thuê bao di động vì thế nó có tên là khối nhận dạng thuê bao.
SIM có vai trò là thuê bao duy nhất, có thẻ làm việc với các thiết bị ME
khác nhau tiện cho viêc thuê, mướn ME tuỳ ý thuê bao.
Thẻ SIM chứa một số dơn vị thông tin sau:
Số nhận dạng thuê bao quốc tế (ISMI)- Chỉ số này sẽ nhận dạng thuê bao
di động. Nó chỉ được phát lên không gian trong thời điểm đầu cuộc gọi.
Số nhân dạng thuê bao di động tạm thời (TMSI) - Đây là chỉ số nhận dạng
các thuê bao, nó được thay đổi một cách chu kỳ bởi một hệ thống quản lý để
bảo vệ các thuê bao từ người nhận bằng việc kiểm tra một người nào đó đến
việc giám sát giao diện vô tuyến.
Số nhậnh dạng vùng định vị (LAI) – Nó sẽ nhận dạng vùng định vị hiện
thời của thuê bao.
Khoá nhận thực thuê bao (Ki) - Được ding để xác nhận thẻ SIM card.
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
20

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
Số thuê bao di động (MSISDN) – là số máy điện thoại di động, nó sẽ bao
gồm mã vùng, mã quốc gia và số máy thuê bao.
Phần lớn dữ kiệu chứa trong SIM sẽ được bảo vệ chống đọc (Ki) hay
những sửa đổi (IMSI) sau khi phát hành các SIM card. Một vàI thông số
(LAI) sẽ được cập nhật liên tục để phản ánh sự định vị hiện tại của thuê bao.
SIM card được gắn lion với hệ thống bảo mật rất chặt chẽ đảm bảo, bảo
mật với các thông tin của thuê baovà bảo vệ mạng chống lại sự truy nhập gian
lận. SIM được thiết kế để khó sao chép và sử dụng mật khẩu mã số nhận dạng
cá nhân (PIN), để bảo vệ quyền sử dụng hợp pháp, ngăn ngừa việc sử dụng
thẻ trái phép. SIM có khả năng lưu trữ thêm thông tin, chẳng hạn nh tính
cước cuộc gọi đã tích luỹ. Đây là thông tin có thể tới khách hàng qua đường
handset / ghi số tổng đài.
Thẻ SIM cũng thực hiện thuật toán nhận thực.
SIM cảd cho phép người sử dụng nhiều dịch vụ và cho phép người ding
truy nhập vào các mạng di động mặt đất - PLMN khác nhau ( nhờ tiêu chẩn
hoá giao diện SIM – ME).
3. Hoạt động của MS
Anten của MS được nối với bộ thu phát qua một bộ ghép đôI cho phép thu
phát cùng lúc bởi một anten. Tín hiệu nhận được ở bộ thu của MS dẽ được
chuyển đổi từ băng VHF (cao tần) 850 MHz thành băng IF (trung tần) qua bộ
tổng hợp tần số. Tín hiệu IF được đưa qua bộ lọc thôngqua giải SAW với
băng tần 1,25 MHz và chuyển đổi thành tín hiệu số qua bé ADC (biến đổi
tương tự thành số), tiếp tục tín hiệu được gửi đến bốn bộ liên quan ( một bộ
tìm kiếm để cung cấp đường truyền dẫn cho ba bé thu số liệu ). Số liệu từ ba
bé thu số liệu được tổ hơp tốc độ lớn nhất để xác định tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu.
Đầu ra của bộ tổ hợp với các tốc độ khác nhau lớn nhất được chuyển tới bộ
giải mã lấy ra một tốc độ đã được chèn vào từ các trình tự tín hiệu được tổ
hợp trước đó và đầu ra được giải mã nhờ bộ giải mã chuẩn hướng hoá hướng
đi, sử dụng thuật toán Vitebi. Bit giải mã được xử lý bởi bộ mã hoá tiếng.

Ngược lại tiếng nói từ MS truyền tới BTS phải qua bộ mã hoá tiếng nói
số và được mã hoá theo dạng sóng mang. Sau đó nó được chuyển thành RF và
đưa qua bộ tổng hợp tần số để sắp xếp tín hiệu theo tần số ra riêng. Các tín
hiệu này được khuyếch đại tới mức đầu ra cuối cùng và chuyển tới anten qua
bộ ghép đúng.
4. Các tính năng của máy di động
Tính năng của máy di động được định nghĩa nh một bộ phận của thiết bị
hay chức năng liên quan trực tiếp đến sự vận hành của MS. Trên cơ sở của
định nghĩa này có thể phân biệt ba loại tính năng cơ sở, phụ và bổ sung.
4.1. Các yêu cầu để thực hiên các tính năng MS:
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
Các tính năng MS được phân thành: Bắt buộc và tuỳ chọn. Các tính năng
bắt buộc phải được thực hiện chừng nào chúng còn là tính năng của MS. Việc
thực hiện các tính năng tuỳ chọn được dành cho ý muốn của nhà sản xuất. Đối
với mọi tính năng tuỳ chọn được dành cho ý muốn của nhà sản xuất. Đối với
mọi tính năng MS hiện nay và trong tương lai, các nhà sản xuất phảI có trách
nhiệm đảm bảo cho các tính năng MS sẽ không mâu thuẫn với giao tiếp vô
tuyến, cũng không gây nhiều đến mạng hoặc đến MS khác nhau hay bản thân
MS của mình.
Để có thể thực hiện các tính năng MS một cách đơn giản và thống nhất,
độc lập với kiểu MS và hãng sản xuất MS, cần phảI có sự phối hợp điều khiển
tập hợp tối thiểu các tính năng.
4.2. Một số các tính năng của thuê bao di động
Phần này liệt kê và trình bày một số tính năng của máy di động. Bao gồm
các tính năng bắt buộc và tuỳ chọn.
Sau đây là các tính năng bắt buộc:
 Hiển thị số bị gọi
Tính năng này cho phép người gọi kiểm tra số thoại được quay trước khi

thiết lập cuộc gọi.
 Hiển thị các tín hiệu trong quá trình tiến hành cuộc gọi
Các chỉ thị này là các tone (tổng), các thông báo được ghi hay hiển thị
trên cơ sở thông tin báo hiệu trả lời từ PLMN. ở các cuộc gọi truyền số liệu,
thông tin này có thể được đua đến DTE.
 Chỉ thị quốc gia/ mạng PLMN
Chỉ thị quốc gia/mạng PLMN cho biết hiện thời MS đang đăng ký ở mạng
GMS PLMN nào. Chỉ thị này cần thiết để người sử dụng biết khi nào “lưu
động” (chuyển mạng quốc gia) và viêc lựa chọn PLMN là đúng. Cả quốc gia
và PLMN đều được hiển thị Khi có nhiều GMS PLMN khách, điều này cũng
được hiển thị.
 Chỉ thị nghiệp vụ
Là chỉ thị cho người sử dụng rằng có cường độ tín hiệu phù hợp (chừng
nào có thể đánh giá được từ tín hiệu thu) để thực hiện một cuộc gọi và MS đã
đăng ký thành công ở PLMN được chọn. Chỉ thị này cũng có thể được kết
hợp với chỉ thị quốc gia / PLMN
 Tự kiểm tra
Sau khi bật nguồn và trước khi nối lần đầu đến mạng, MS tự tiến hành
kiểm tra sự sẵn sàng cho khai thác của mình.
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
Trong thời gian tự kiểm tra bảo đảm rằng MS không gây nhiễu cho mạng
của mình cũng như các mạng khác. Vì vậy khi tự kiểm tra máy phát không
phat xạ.
Nếu trong quá trình tự kiểm tra lỗi, sự cố được phát hiện ở thiết bị thì MS
sẽ chỉ thị nó.
 Hiển thị PIN không đủ năng lực
Chỉ thị PIN không đủ năng lực đã được đưa vào.
 Nhận dạng thiết bị máy tin di động quốc tế IMEI

Mỗi MS phảI có một nhận dạng duy nhất và phảI được phát di theo yêu
cầu từ PLMN. IMEI được lắp trên cùng một modun nằm trong MS và được
bảo mật.
Sau đây là các tính năng tuỳ chọn:
 Quản lý nhận dạng đăng ký theo thuê bao
SIM chứa IMSI. “Nhận dạng thuê bao” được bảo vệ và chẩn hoá trong
mạng GMS.
Nếu người sử dụng táo SIM ra, thì MS cũng tách ra làm cho cuộc gọi
đang tiến hành kết thúc và ngăn sự khởi đầu của các cuộc gọi tiếp theo(trừ các
cuộc gọi khẩn cấp)
 Chỉ thị và xác nhận của bản tin ngắn:
Tính năng này cho phép phát đi những bản tin ngắn đến MS từ trung tâm
dịch vụ. Những bản tin ngắn nh vậy được người sử dụng mạng viễn thông gửi
đến trung tâm dịch vụ và có thể họ cũng yêu cầu phát bản tin đến người sử
dụng MS đang hoạt động. Do đó MS phảI cho một chỉ thị đến người sử dụng
là đã nhận được bản tin từ trng tâm dịch vụ và cũng phảI gửi một tín hiệu xác
nhận đến PLMN đưa xác nhận này trở về trung tâm dịch vụ.
 Chỉ thị thông báo ngắn bị tràn
Một chỉ thị sẽ được gửi đến người sử dụng thông báo ngắn của MS khi
không thể nhận bản thông báo tới vì bộ nhớ không đủ chứa.
 Giao tiếp tương tự
Giao tiếp này để nối ghép tương tự bên ngôàich thiết bị, chẳng hạn thiết bị
không cần nhấc máy.
 Chức năng thâm nhập quốc tế
Dành cho phương pháp thâm nhập quốc tểtực tiếp tiêu chuẩn. Tín hiệu
này được thông báo ở giao tiếp vô tuyến và có tác dụng tạo ra mã thâm nhập
quốc tế ở mạng. Nó có thể được sử dụng trực tiếp khi thiết lập một cuộc gọi
hay được đưa vào bộ nhớ để quay số rút gọn.
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
23

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
Tính năng này có lợi vì mã thâm nhập quốc tế ở các nước CEPT khác
nhau làm cho người sử dụng nhầm lẫn và cản trở việc sử dụng hiệu quả quay
số rút gọn khi lưu động quốc tế. Người sử dụng vẫn có thể đặt các cuộc gọi
quốc tế nh thường lệ bằng mã thâm nhập quốc tế rút gọn.
 Chuyển mạch bật tắt
MS có thể được trang bị một phương tiện bật nguồn và tắt nguồn. Chuyển
mạch tắt thường là mềm vì thế khi Ên nã MS thực hiên hoàn tất mọi chức
năng quản lý trước khi tắt thật sự. Chuyển mạch bật cũng có thể kết hợp cả
với việc đưa mã PIN vào.
Sau đây là các tính năng bổ sung:
 Chỉ thị cuớc
Tính năng này cho phép hiển thị thông tin tính cước trên cơ sở một cuộc
gọi do PLMN cung cấp.
 Điều khiển các dịch vụ phụ
Nhất thiết các nhiệm vụ phụ có thể được điều khiển từ MS
 Quay số rút gọn
Số thoại danh bạ hay một phần của nó được lưu giữ ở máy di động cùng
với địa chỉ rút gọn. Sauk hi nhận được số thoại có thể hiện trên màn hình hiển
thị. Bằng một chức năng bàn phím có thể bổ xung số thoại chưa đầy đủ hoặc
đua vào số thứ hai. Số thoại danh bạ được phát đI ở đường truyền vô tuyến.
 Gội số thoại cố định
Tính năng này cho phép một khoá điện tử có thể cấm gọi mọi số thoại trừ
các số được lập trình trước ở máy di động
- Tất cả các điện thoại đều được thực hiện đến các số được xác
định trước.
- Các cuộc gọi có thể được thực hiện đến các số được xác định
trước. Số thoại cần thiết được chọn bằng một mã địa chỉ rút gọn.
Có thể bổ xung các địa chỉ con cho số thoại được xác định trước. ở cả hai
trường hợp số thoại thực được phát đI ở đường truyền vô tuyến.

 Khai thác không nhấc máy
Tính năng này cho phép hội thoại điện thoại không cần tổ hợp nói nghe.
Các biện pháp giao động tự kích và truyền tiêng vọng đến thuê bao xa được
thực hiện ở MS. Tinh vi hơn có thể điều khiển MS bằng đầu vào tiếng chẳng
hạn bằng các đáp ứng tiếng từ MS.
 Cấm các cuộc gọi ra
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mở rộng hệ thống mạng IN MobiFone dịch vụ Prepaid lên 2 triệu thuê bao
Tính năng này cho phép chặn các cuộc gọi ra. Điều kiện chặn có thể được
hoạt động bằng một phím. Cấm có thể chọn lọc, nghĩa là chỉ áp dụng cho từng
dịnh vụ từng kiểu cuộc gọi hay các dịch vụ phụ. Không có sự tham gia của
báo hiệu mạng
 Máy đo các đơn vị tính cước cuộc gọi
Máy di động có thể chứa một bộ chỉ thị các đơn vị tính cước cuộc gọi. Bộ
chỉ thị cước cuộc gọi này sẽ cung cấp thông tin về các đơn vị cước cuộc gọi
phải trả.
Bộ chỉ thị cước cuộc gọi sẽ có các bộ đếm riêng sau:
• Bộ đếm cuộc gọi thoại cuối cùng.
• Các bộ đếm tích luỹ cho từng PLMN
Dưới sự điều khiển của lệnh trên màn hình hiển thị của máy di động bình
thường sẽ hiển thị đồng thời hai vị trí thông tin sau:
• Thông tin về cuộc thoại cuối cùng ở bộ đếm.
• Thông tin được tích luỹ ở bộ đếm.
 Máy di động nhiều người sử dụng
Máy di động nhiều người sử dụng là một máy di động cho phép không chỉ
một người sử dụng cố định mà cả các thuê bao khác sử dụng tạm thời, đồng
thời cho phép thâm nhập các dịch vụ trong mạng GSM PLMN cả ở hướng
AUC lẫn hướng vào.
Loại MS này cung cấp từng bộ đọc card riêng cho từng thuê bao. Nh vậy

máy di động nhiều người sử dụng có Ýt nhất là hai bộ đọc card. Số lượng các
bộ đọc card xác định số cực đại thuê bao cùng có thể sử dụng MS. Thuê bao
đưa MS của mình vào hoạt động bằng cùng một thủ tục như đối với MS có bộ
đọc card.
Đinh Anh Tuấn CĐ2 – K45
25