BÁO CÁO THỰC TẬP-NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CÁC DỊCH VỤ GIÁ TRỊ GIA TĂNG CỦA ERICSSON CHO MẠNG DI ĐỘNG VINAPHONE

1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
_______________________
=
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ
TÊN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CÁC DỊCH VỤ GIÁ TRỊ GIA
TĂNG CỦA ERICSSON CHO MẠNG DI ĐỘNG VINAPHONE
CHUYÊN NGÀNH: Kĩ Thuật Điên Tử
Mã số : 60.52.70
Học viên : Ngô Diên Hưng
Lớp : Cao Học Điện Tử 16
Giáo viên hướng dẫn : TS. Trần Hoài Trung
Năm 2011
2
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ
1. Họ và tên học viên: Ngô Diên Hưng
Tel: 0936230784 Mail:
2. Chuyên ngành: Kĩ Thuật Điện Tử
3. Lớp: Cao Học Điện Tử 16 - khoá 16
4. Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Giao thông Vận tải
5. Giáo viên hướng dẫn: TS Trần Hoài Trung
Tel: 0982341176 Mail:
Tên đề tài: Nghiên cứu giải pháp thiết kế các dịch vụ giá trị gia tăng của
Ericsson cho mạng di động Vinaphone
Học viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên)
Ngô Diên Hưng

3

PHẦN MỞ ĐẦU
I.Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây thông tin di động đã đạt được những thành tựu vượt bậc. Thông tin
di động cho phép người sử dụng đàm thoại ở mọi nơi mọi lúc trong vùng phủ sóng, kể cả khi
đang di chuyển. Ngoài ra thông tin di động còn đáp ứng nhiều dịch vụ khác như: nhắn tin
truyền số liệu, truyền thông đa phương tiện, xác định vị trí người sử dụng mà các dịch vụ
khác không thể thực hiện được. Do vậy, nhu cầu về thông tin di động ngày một tăng lên. Và
hơn bao giờ hêt ở Việt nam và thế giới đang chứng kiến những thay đổi lớn và sự phát triển rất
nhanh chóng của ngành thông tin di động, từ công nghệ 2G chuyển sang 3G là một bước tiến
quan trọng trong ngành di động và công nghệ 3G đang được nhắc đến nhiều hơn bao giờ hết.
Bởi 3G có khả năng đem lại các dịch vụ dữ liệu băng rộng, thoại và đa truyền thông mới Cụ
thể hóa bởi tính ưu việt đó là hàng loạt các dịch vụ giá trị gia tăng nổi trội đem lại lợi ích to
lớn cho người dùng như: quản lí cuộc gọi, cuộc gọi kèm hình ảnh, thông tin dịch vụ tổng hợp,
dịch vụ cộng đồng trên di động hay âm nhạc di động
Vì vậy nghiên cứu giải pháp để phát triển hơn nữa các dịch vụ giá tri gia tăng và tối ưu hóa các
dịch vụ trong 3G là một vấn đề cực kì quan trọng
II. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
Tìm hiểu thực tại của các nhà mạng tại Việt Nam, những vấn đề tồn tại :cơ sở hạ tầng và dịch
vụ cung cấp của các nhà mạng ở thế hệ 2G, 2.75G. Những khó khăn, thách thức khi tiến lên
thế hệ tiếp theo 3G. Hiểu và nắm rõ về kĩ thuật VAS,vai trò của VAS trong mạng di động 3G
và các dịch vụ ứng dụng.
III. Đối tượng nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu:
- Nghiên cứu công nghệ 3G: con đường tiến lên 3G, kiến trúc của mạng 3G và
những tính năng ưu việt của nó, Sự khác biệt so với 2 G: dịch vụ và cơ sở hạ tầng
- Các dịch vụ giá trị gia tăng trong 3 G
- Đề xuất thiết kế các giải pháp dịch vụ giá trị gia tăng trong mạng Vinaphone
IV. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu công nghệ 3G, dịch vụ và các giải pháp thiết kế dịch vụ giá trị gia tăngcho
mạng di động Vinaphone, và chuẩn bị những bước tiến mới hướng tới thế hệ 4G.

4
V. Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong quá trình làm đề tài:
- Tìm hiểu tài liệu: Website về công nghệ viễn thông, tài liệu của Ericsson về thông tin di
động thế hệ 3G
- Qua đề xuất thực tế của Ericsson trong việc thiết kế các giải pháp dịch vụ gia tăng cho
Vinaphone
VI. Kết cấu của luận văn:
Chương 1: Các hệ thống thông tin di động
Chương 2: Hệ thống thông tin di động 3G
Chương 3: Thiết kế giải pháp một số dịch vụ giá trị gia tăng của Ericsson trong mạng
3G của Vinaphone .
NỘI DUNG ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT
Chương 1: Các hệ thống thông tin di động
1.1. Thế hệ thông tin di động thứ 1
1.2. Thế hệ thông tin di động thứ 2
1.3. Thế hệ thông tin di đông thứ 3

Chương 2: Hệ thống thông tin di động 3G
2.1. Cấu trúc của hệ thống 3G
2.2. Hệ thống VAS
2.3. Các dịch vụ của hệ thống thông tin di động 2G
2.4. Các dịch vụ của hệ thống thông tin di động 3G
Chương 3: Thiết kế giải pháp một số dịch vụ giá trị gia tăng của Ericsson trong
mạng 3G của Vinaphone .
3.1. Cấu trúc của mạng Vinaphone
3.2. Cấu trúc hệ thống VAS của Vinaphone
5
3.3.Các vấn đề liên quan đến dịch vụ giá trị gia tăng
3.4. Thiết kế giải pháp của Ericsson cho mạng di động Vinaphone

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
VII. Dự kiến tiến độ thực hiện
Luận văn dự kiến được hoàn thành trong khoảng 6 tháng (25 tuần) kể từ khi ra
quyết định giao đề tài. Cụ thể như sau:
TT
CHƯƠNG MỤC
TIẾN
ĐỘ
(tuần)
1 Chương I. 3
2 Chương II. 6
3 Chương III và phần Kết luận, kiến nghị 15
4 Hoàn thiện Luận văn 2
Tổng cộng 24
(Ghi chú: Quá thời hạn nêu trên mà chưa hoàn thành luận văn, học viên phải đến
trường để làm thủ tục gia hạn theo quy định)
VIII. Tài liệu tham khảo
[1]. Ericsson document, WCDMA-Procedures-Protocols-LZT1238772, 2009
[2]. Ericsson document, Coverage and capacity dimensioning guideline, 2009
[3]. Timo Halnen, Javier Romero, Juan Melero; (2003) GSM, GPRS and EDGE
Performance (Evolution Towards 3G/UMTS); John Wiley & Sons, Ltd
[4]. Rudolf Tanner, Jason Woodard, WCDMA Requirements and Practical Design
(2004), John Wiley & Sons, Ltd
[5]. Tổng quan mạng WCDMA. TS. Nguyễn phạm Anh Dũng, 2008
[6]. 3GPP, UTRAN System Engineering, 2009
6

Giáo viên hướng dẫn Bộ môn Kỹ thuật viễn thông
(Ký và ghi rõ họ tên)
Trưởng bộ môn

(Ký và ghi rõ họ tên)
Bài Làm
Chương 1 giới thiệu chung mạng di động GSM, GPRS, EDGE
1.1 . Mạng thông tin di động GSM
1.1.1. Lịch sử phát triển
Công nghệ di động đầu tiên là công nghệ tương tự, khởi đầu từ những năm 70 với các
công nghệ tiêu biểu như AMPS (Advanced Mobile Phone System) tại North American
(1983), NTT tại Nhật (1977) và NMT (Nordic Mobile Telephone) tại Europe (1983).
+ Năm 1982, hội nghị quản lý bưu điện và viễn thông ở Châu Âu (CEPT – European
Conference of Postal and Telecommunications ad minstrations) thành lập 1 nhóm nghiên
cứu, GSM – Group Speciale Mobile, mục đích phát triển chuẩn mới về thông tin di động ở
Châu âu.
+ Năm 1987, 13 quốc gia ký vào bản ghi nhớ và đồng ý giới thiệu mạng GSM vào năm
1991.
+ Năm 1988, Trụ sở chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI – European Telecommunication
Standards Institute) được thành lập, có trách nhiệm biến đổi nhiều tiến cử kỹ thuật GSM
thành chuẩn European.
+ Ngày 01/07/1991 ở Phần Lan (finland) cuộc gọi điện thoại GSM đầu tiên từ công viên
Helsinki, đánh dấu GSM900 Phase 1 ở European.
+ Năm 1995, chuẩn GSM đã phát triển lên Phase 2. Tập trung phát triển vào phát đàm thoại
và những dịch vụ liên quan đến những cuộc gọi đàm thoại.
7
+ Năm 1998, 3GPP (the Third Generation Partnership) phát triển chuẩn GSM lên GPRS và
EDGE
Sự phát triển kỹ thuật từ FDMA -1G, 2G – là kết hợp FDMA và TDMA, 3G – CDMA
1.1.2. Giới thiệu mạng di động GSM
Hệ thống GSM làm việc trong một băng tần hẹp, dài tần cơ bản từ (890-960MHz).
Băng tần được chia làm 2 phần:
 Uplink band từ (890 – 915) MHz
 Downlink ban từ (935 – 960)MHz

Băng tần gồm 124 sóng mang được chia làm 2 băng, mỗi băng rộng 25MHz, khoảng
cách giữa 2 sóng mang kề nhau là 200KHz. Mỗi kênh sử dụng 2 tần số riêng biệt cho 2
đường lên và xuống gọi là kênh song công. Khoảng cách giữa 2 tần số là không đổi bằng
45MHz. Mỗi kênh vô tuyến mang 8 khe thời gian TDMA và mỗi khe thời gian là một kênh
vật lý trao đổi thông tin giữa MS và mạng GSM. Tốc độ mã từ (6.5 – 13)Kbps.
125 kênh tần số được đánh số từ 0 đến 124 được gọi là kênh tần số tuyệt đối ARFCN
(Absolute Radio Frequency Channel Number).
Ful(n) = 890 MHz + (0,2MHz) * n
Fdl(n) = Ful(n) + 45MHz
Với 1 <= n <= 124
Cấu trúc của 2 kênh vật lý và kênh logic:
- Các kênh vật lý là một khe thời gian ở một tần số vô tuyến dành để truyền tải thông tin ở
đường vô tuyến của GSM. Mỗi một kênh tần số vô tuyến được tổ chức thành các khung
TDMA dài 4,62ms gồm có 8 khe thời gian (một khe dài 577
µ
s)
- Các kênh logic được đặc trưng bởi thông tin truyền giữa BTS và MS. Các kênh logic này
được đặt vào kênh vật lý nói trên. Có thể chia các kênh logic gồm 2 loại kênh: các kênh
lưu lượng (TCH) và các kênh báo hiệu điều khiển
1.1.2.1 Các thành phần của hệ thống.
PLMN theo chuẩn GSM được chia làm 3 phân hệ:
 Phân hệ chuyển mạch: NSS (Network Switching Subsytem): MSC, HLR, VLR, AuC,
EIR
8
 Phân hệ vô tuyến: RSS = BSS + MS ( RSS – Radio SubSystem)
-> MS = ME +SIM: Trong SIM chứa các số nhận dạng IMSI, TMSI; số hiệu nhận dạng
vùng định vị LAI
- > BSS = TRAU + BSC + BTS: BSS kết nối với NSS qua cổng PCM cơ sở 2Mbps
 Phân hệ vận hành và bảo dưỡng (khai thác) – OMS (Operation and Maintenance
Subsystem) Phân hệ khai thác thực hiện 3 chức năng chính: Khai thác và bảo dưỡng

mạng, Quản lý thuê bao và tính cước, Quản lý thiết bị di động
Hình 1.1: Cấu trúc hệ thống GSM
A. phân hệ vô tuyến
BSS (Base Station System ) có chức năng cung cấp đường truyền giữa MS với tổng đài
MSC. BSS trao đổi thông tin với MS trên giao diện vô tuyến Um và với MSC (SGSN) bằng
các truyến truyền dẫn 2Mbps qua giao diện A(Gb): BSS = BSC + BTS + TRAU (TCE)
BSC ( Base Station Controller) điều khiển 1 vài Cell (1 vài BTS) vàquản lý tất cả giao diện
vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn
định, giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao (handover). Trong thực tế BSC là
một tổng đài nhỏ có vai trò quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển giao. BSC phải
thực hiện 1 vài chức năng:
- ước lượng báo hiệu giữa MS và tổng đài (mạng lõi – CN)
9
- performing gaging in a group of cells for every mobile terminating call (MTC)
- Quản lý tài nguyên vô tuyến đối với mỗi BTS
- Chuyển mạch khe thời gian từ mạng lõi tới đúng BTS
- Cung cấp điểm truy cập bảo trì và vận hành chính cho toàn bộ BSS
- Lưu dữ cấu hình data đối với tất cả những phần tử trong BSS.
Handover là 1 thuê bao từ Cell này đến cell khác, yêu cầu mọi BTS phải:
 Đánh giá thông báo đo lường được phát từ mọi di động trong xuốt quá trình gọi, để
xác định khi nào thì chuyển giao
 Truy cập tới tài nguyên có sẵn trong mỗi BTS hàng xóm;
 Có thể thông tin với BTS hàng xóm để yêu cầu tài nguyên cho mỗi mobile cần
handover, và hợp tác handover
 Hợp tác handover(chuyển giao) với tổng đài điện thoại mục đích để nó biết BTS nào
đang xử lý mỗi cuộc gọi.
BTS (Base Transceiver Station) trong 1 cell. BTS có chức năng trao đổi thông tin với MS.
Mỗi BTS bao gồm các thiết bị thu phát, anten và xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vô
tuyến để cung cấp giao diện vô tuyến cho một cell. Dung lượng kênh thoại của mạng GSM,
trong bất kỳ một vùng, được xác định bởi số lượng tần số mang trên mỗi cell và mật độ cell

trên một vùng. nhiệm vụ chính của BTS là:
- Mã kênh (sử dụng FR, HR hoặc EFR), iết mật mã và giải mật mã (chỉ với những kết
nối chuyển mạch kênh)
- đồng bộ một vài mật MS về thời gian và tần số
- Khối vô tuyến tương tự để điều chế, khuyếch đại và phối hợp thu phát
- Khối băng gốc để phối hợp tốc độ truyền thoại, số liệu và mã hoá kênh
- sự ước lượng và optimizatin về chất lượng phát UL và DL (sử dụng nhiều cách đo
riêng và những thông báo đo MS)
TRAU(TCE): Tín hiệu trên giao diện vô tuyến được mã hoá ở tốc độ 13kbps sử dụng mã
tiền định tuyến tính LPC. Để thích ứng tốc độ này với tốc độ mạng thoại cố định PSTN cần
có bộ chuyển đổi mã TRAU để chuyển đổi giữa 13kbps LPC và 64kbps PCM giữa MS và
MSC. TRAU có thể đặt tại BTS, BSC hoặc tại MSC. Mỗi 20ms chứa 260bit tiếng sẽ được
10
bổ sung 60bit và tốc độ luồng số mỗi kênh đạt 16kbps. Với truyền số liệu, không cần
chuyển đổi mã nhưng tốc độ số liệu thay đổi từ 9,6kbps lên 16kbps để truyền trền giao diện
kênh mặt đất (trong đó có 3kbps TRAU)
ME (Mobile Equiptment) = hardware + software là htiết bị di động. ME tương đương số
IMEI = Assigned at the factory
SIM: lưu giữ thông tin nhận thực thuê bao và mật mã hoá/ giải mật mã hoá. Các thông tin
lưu dữ trong SIM
Các sô nhận dạng IMSI, TMSI
- Khoá nhận thực Ki
- Khoá mật mã Kc
- Số hiệu nhận dạng vùng định vị LAI (LAI – Location Area ID)
- Danh sách các tần số lân cận
Có 3 lớp khác biệt của thiết bị di đ ộng (ME) GPRS với GSM.
- Lớp A: thiết bị có khả năng xử lý cuộc gọi thoại và chuyển gói data ở cùng một
thời điểm.
- Lớp B: Thiết bị có thể xử lý thoại hoặc lưu lượng gói data và có thể đặt việc
chuyển gói ở trạng thái trờ để nhận cuộc gọi thoại.

- Lớp C: Thiết bị có thể xử lý cả 2 thoại và data
B. phân hệ chuyển mạch
MSC ( Mobile service Switching Centre) có nhiệm vụ điều phối việc thiết lập cuộc gọi
đến những người sử dụng mạng GSM. Một mặt giao tiếp với BSS, mặt khác giao tiếp với
mạng ngoài (qua GMSC) MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các
bộ điều khiển trạm gốc BSC. MSC thực hiện các chức năng: Xử lý cuộc gọi, vận hành và
bảo dưỡng, chức năng tương tác và tính cước. MSC có thể triển khai ở 2 dạng: MSC server -
xử lý báo hiệu; CS-MGW xử lý báo hiệu người dùng
MSC server điều khiển cuộc gọi từ lúc bắt đầu đến kết thúc trong miền CS, hoàn thành
báo hiệu và biên dịch vào trong mạng báo hiệu. Chứa dữ liệu dịch vụ thuê bao trong VLR và
dữ liệu liên quan CAMEL.
11
CS-MGW (Circuit Switch - Media Gateway Function) giúp chuyển đổi phương tiện,
điều khiển vật mang và xử lý kích thước gói qua giao diện Iu. H.248 được đề nghị để xác
nhận mã phụ thêm và những giao thức đóng khung.
IWF (the Interworking Function) nối tới MSC để cung cấp liên kết giữa mạng PLMN và
mạng cố định (ISDN, PSTN và PDNs). Việc giao tiếp với mạng ngoài đòi hỏi cổng thích
ứng (các chức năng tương tác IWF) để thích ứng các đặc điểm truyền dẫn của GSM và các
mạng ngoài. Chức năng của IWF là
- phụ thuộc vào dịch vụ và loại mạng cố định.
- Chuyển giao thức được dùng trong mạng PLMN sang những giao thức được dùng
trong mạng cố định
GMSC (the Gateway MSC): Để thiết lập một cuộc gọi đến người sử dụng GSM, trước hết
cuộc gọi phải được định tuyến đến một tổng đài cổng GMSC mà không cần biết vị trí hiện
thời của thuê bao.GMSC có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí hiện thời của thuê bao và định
tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm hiện thời (MSC tạm trú).
Muốn vậy, trước hết các tổng đài phải dựa trên số thoại danh bạ của thuê bao để tìm đúng
HLR cần thiết và hỏi HLR này: MSC -> HLR tương ứng -> MSC có MS.
- GMSC quyết định điều khiển kết nối với mạng bên ngoài, khi truy vấn tới HLR và
MSC.

- Được triển khai trên 2 thực thể: GMSC server – xử lý báo hiệu và CS-MGW
- Nếu cuộc gọi là đàm thoại/quảng bá, thì call được định tuyến trực tiếp tới MSC kết nối
với VBS/VGCS
HLR (the Home Location Register) là cơ sở dữ liệu tham chiếu lưu giữ lâu dài các thông tin
về thuê bao
- Các số nhận dạng thuê bao IMSI, MSISDN
- Các thông tin về thuê bao (từ 1-4 triệu thuê bao )
- Danh sách các dịch vụ MS được/hạn chế sử dụng
- Số hiệu VLR đang phục vụ MS
12
AuC (the Authentication Centre) là cơ sở dữ liêu lưu giữ các khoá thuê bao Ki cho tất cả các
thuê bao trọng mạng. AuC có chức năng nhận thực và tạo khoá Kc để sử dụng trong cuộc
gọi.
VLR (the Visition Location Register) là cơ sở dữ liệu trung gian lưu giữ tạm thời thông tin
về thuê bao trong vùng phục vụ MSC/VLR.
- Vị trí hiện thời của MS trong vùng phục vụ MSC nào
- Trạng thái thuê bao (bận-busy, rỗi-idle)
- Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN, TMSI
- Nhận dạng vùng LAI.
- Số lưu động trạm di động MSRN
EIR (the Equipment Identity Register) là cơ sở dữ liệu thông tin về tính hợp lệ của thiết bị
ME qua số IMEI. Một số thiết bị sẽ có số IMEI thuộc 1 trong 3 danh sách.
- Sách trắng: IMEI hợp lệ
- Sách đen: IMEI của MS bị mất cắp
- Sách xám: IMEI của MS bị lỗi không đáp ứng đựơc chuẩn GSM
EIR được truy cập từ MSC của mạng hoặc MSC mạng khác. Trong mạng có thể có nhiều
EIR
SMS – GMSC (SMS Gateway MSC) là một giao diện giữa trung tâm SMS và PLMN,
message ngắn được gửi tới MS từ trung tâm dịch vụ (SC – Service Centre)
1.1.2.2 Các giao diện trong mạng GSM

+ Giao diện A giữa BSS – MSC: Là khả năng cung cấp nhiều dịch vụ cho những người dùng
GSM và thuê bao. Thêm vào đó, giao diện A cho phép cấp phát tài nguyên phù hợp trong
mạng PLMN, vận hành và bảo quản những tài nguyên này.
+ Giao diện Abis giữa BSC – BTS: là giao diện giữa BSC và BTS. Giao thức sử dụng ở lớp
2 trên Abis là LAPD (Link Access Procedure on D channel). LAPD có chức năng phát hiện
và hiệu chỉnh lỗi, cũng như phân định khung. Đó là, thêm vào các cờ (flags) ở đầu và cuối
của khung.
Ở lớp 3 hầu hết bản tin, gồm bản tin RR, qua BTS. Tuy nhiên, một vài bản tin RR liên
quan thiết bị vô tuyến và phải được xử lý bởi BTS. Việc biến đổi bản tin RR quan trong
13
được thực hiện trong BTS . Ví dụ bản tin RR là bản tin mật mã, ở đó khóa mã chỉ được gửi
tới BTS và không tới MS
+ Giao diện B giữa MSC server – VLR: VLR là cơ sở data định vị và quản lý những thuê
bao di động roaming đến khu vực MSC server mà VLR kết hợp. Bất kỳ khi nào MSC server
cần data liên quan tới MS trong khu vực MSC này, nó sẽ tham chiếu tới VLR. Khi MS roam
đến một vùng định vị khác, nó sẽ updating thông tin location với MSC server ở nơi đó,
MSC server lại thông tin tới VLR để chứa thông tin này. Khi một thuê bao kích hoạt dịch
phụ hay giảm bớt một vài data gắn với dịch vụ, MSC server thông tin (thông qua VLR) tới
HLR là nơi chứa nhiều sửa đổi và updata tới VLR nếu yêu cầu. Giao diện B bên trong MSC
server/VLR
+ Giao diện C giữa HLR và MSC server: GMSC server phải tham chiếu tới HLR thuê bao
yêu cầu để thực hiện định tuyến thông tin cuộc gọi hoặc bản tin ngắn (SMS) tới thuê bao đó
+ Giao diện D giữa HLR và VLR; Giao diện D được dùng để trao đổi data định vị MS và
quản lý thuê bao
+ Giao diện E giữa những MSC server: Khi một MS di chuyển từ một MSC này tới một
MSC khác trong suốt cuộc gọi, tiến trình handover phải thực hiện để duy trì thông tin. Do
đó, những MSC server phải trao đổi data để bắt đầu và thực hiện hoạt động
Khi SMS được dịch chuyển giữa MS và trung tâm dịch vụ SMS, giao diện này có chức
năng dich chuyển message giữa MSC server phục vụ MS và MSC server làm việc với SC.
+ Giao diện F giữa MSC server và EIR: Giao diện F dùng để trao đổi data, mục đích để EIR

có thể xác nhận tình trạng IMEI được gửi từ MS.
+ Giao diện G giữa những VLR: Tiến trình đăng ký định vị sẽ xảy ra khi thuê bao di động di
chuyển từ VLR này tới VLR khác. Tiến trình này gồm việc phục hồi lại IMSI và những
tham số xác nhận từ VLR cũ
+ Điểm giao diện Nc giữa MSC server và GMSC server : Trên điểm giao diện Nc, việc điều
khiển cuộc gọi cơ sở giữa mạng - mạng được thực hiện. Ví dụ là ISUP hoặc BICC (BICC –
Bearer Independent Call Control).
14
Lựa chọn khác dành cho vận chuyển báo hiệu trên Nc là IP. Nc sẽ cho phép sử dụng
bất kỳ giao thức điều khiển cuộc gọi phù hợp (BICC, SIP-T) mà có thể hỗ trợ yêu cầu lưu
lượng.
+ Giao diện H giữa HLR và AuC: Khi HLR nhận yêu cầu xác nhận và mật mã hoá dữ liệu
cho thuê bao di động và nó cũng không lưu dữ liệu yêu cầu, HLR yêu cầu dữ liệu từ AuC
1.1.3. Sự phát triển hệ thống không dây
Thế hệ 1G: tất cả những hệ thống đều bắt nguồn từ 1G đó là hệ thống tương tự (với thoại là
lưu lượng chính). Một vài chuẩn là NMT, AMPS, Hicap, CDPD, Mobitex, DataTac, TÁC và
ETACS.
Thế hệ 2G: Tất cả những chuẩn thuộc vào 2G là trung tâm thương mại và chúng là dạng số.
Vào khoảng 60% thương mại hiện nay bị chi phối bởi chuẩn Châu Âu. Những chuẩn 2G là
GSM, iDEN, D-AMPS, IS-95, PDC, CSD, PHS, GPRS (2,5G), HSCSD, và WiDEN.
Thế hệ 3G: Đáp ứng yêu cầu phát triển dung lượng mạng, tốc độ (dịch chuyển dữ liệu tốc
độ) và những ứng dụng đa phương tiện, chuẩn 3G bắt đầu được đưa ra. Những hệ thống
trong chuẩn này là sự phát triển tuyến tính của hệ thống 2G. Chúng dựa vào 2 cơ sở hạ tầng
chính song song tồn tại đó là những node chuyển mạch kênh, và những node chuyển mạch
gói. ITU định nghĩa một bộ những kỹ thuật giao diện không khí cho 3G, như là phần sáng
15
kiến của IMT-2000. Hiện nay, sự chuyển giao xảy ra từ hệ thống 2G tới 3G. Một phần của
sự chuyển giao này là một số những kỹ thuật đang được chuẩn hóa.
- 2,75G: là EDGE, EGPRS
- 3G: là UMTS(W-CDMA), CDMA 2000 & 1xEV-DO/IS-856, FOMA, TD-SCDMA,

GAN/UMA
- 3.5G: UMTS (HSDPA), UMTS (HSUPA)
- Post 3G: UMTS (HSOPA/LTE)
Thế hệ 4G: Tùy theo nhóm làm việc 4G, cơ sở hạ tầng và đầu cuối của 4G sẽ có tất cả
những chuẩn từ 2G tới 4G đã triển khai. Cơ sở hạ tầng cho 4G sẽ chỉ là gói (all-IP). Một vài
đề xuất đó là có một platform mở ở đó những đổi mới và phát triển có thể phù hợp. Những
kỹ thuật đang được xem xét như pre-4G là WiMax, WiBro, iBurst, 3GPP Long term
Evolution VÀ 3GPP2 Ultra Mobile Broadband. Những kỹ thuật chính là:
- kỹ thuật baseband (băng cơ sở) là
-> OFDM: để khai thác đặc tính kênh chọn lọc tần số
-> MIMO: để đạt được hiệu suất phổ cao nhất
-> Turbo principle: để giảm đến mức nhỏ nhất SNR theo yêu cầu ở bên thu
- Giao diện vô tuyến thích ứng
- Điều chế, xử lý không gian gồm MIMO nhiều anten và nhiều người dùng
- Relaying (sự chuyển tiếp), gồm mạng chuyển tiếp cố định(FRN-Fixed Relay Network),
và the cooperative relaying concept, được biết như là giao thức nhiều chế độ
1.2. Công nghệ GPRS
1.2.1. Giới thiệu chung về GPRS
16
Hình 1.2: Tổng quan những thay đổi trong BSS và mạng lõi GSM
Những đặc điểm mới trong GPRS là:
- Chuẩn hoá dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói
- Kết nối IP từ đầu cuối tới đầu cuối
- Giải pháp cơ sở cho mobile internet
- Mở rộng mạng GSM, với những node thêm vào : SGSN, GGSN
Hệ thống phát dữ liệu GPRS trong GSM:
- Phát triển GSM: dùng lại toàn bộ cơ sở hạ tậng mạng GSM đang tồn tại (mạng vô
tuyến GSM và những phần tử mạng chuyển mạch, như HLR và MSC/VLR), thêm hệ
thống chuyển mạch gói
- GPRS cho phép thông tin IP giữa MS(Mobile Station) và IH (Internet Service Host)

hoặc corporate LAN
- Kết nối IP end-to-end từ đầu cuối di động tới những ISP (Internet Service Provider)
server. Phát dữ liệu là end-to-end gồm cả giao diện không khí
- Không cần kế hoạch tần số, sử dụng tần số GSM. Kênh vô tuyến GPRS được cấp
phép tới người dùng chỉ khi phát hoặc nhận dữ liệu. Kênh vô tuyến không được cấp
17
phát trước tới MS, khi MS phát gói dữ liệu, nó được gửi qua kênh vô tuyến tự do đầu
tiên. GPRS chia sẻ chung giao diện vô tuyến để cùng tồn tại với GSM chuyển mạch
kênh.
Kết luận về GPRS
- Hệ thống GPRS - bước đầu tiên hướng tới 3G
- Mở rộng kiến trúc mạng GSM
- Truy cập tốc độ cao và hiệu quả tới những mạng chuyển mạch gói khác (tăng tới
115kbps)
- Những dịch vụ mới
- Những ứng dụng mới
- Volume based charging
- Luôn luôn được kết nối, luôn luôn online
1.2.2. Phần tử mới trong GPRS
Những Node hỗ trợ của GPRS
Để tích hợp GPRS vào kiến trúc mạng GSM đang tồn tại, một lớp những node mạng được
giới thiệu gọi là node hỗ trợ GPRS (GSNs – GPRS Support Node). GSNs chịu trách nhiệm
phát và định tuyến những gói dữ liệu giữa MS và mạng dữ liệu bên ngoài (PDNs).
 SGSN (Serving GPRS Support Node): Thanh ghi định vị chứa 2 loại dữ liệu thuê bao
cần thiết để xử lý bắt đầu và kết thúc việc truyền gói data
User profiles: IMSI, nhận dạng tạm thời, địa chỉ PDP
Location information: Chế độ hoạt động của MS, Cell hoặc vùng định tuyến nơi mà MS
đăng ký; số VLR của VLR được kết hợp (nếu Gs được triển khai); địa chỉ GGSN
Chức năng của SGSN: định tuyến, quản lý di động. SGSN phát hiện và đăng ký vị trí cho
các trạm di động GPRS mới trong phạm vi phục vụ của nó và truyền phát các gói số liệu

giữa các trạm di động và các GGSN. SGSN điều khiển các giao thức giao diện vô tuyến mức
cao, cũng như các giao thức mạng GPRS, tính cước data người dùng
Chức năng cụ thể SGSN trong GSM/EDGE:
 Tiến tới lưu lượng 60kbps (150kbps đối với EDGE) trên mỗi thuê bao
 Kết nối qua Frame relay hoặc IP tới PCU sử dụng chức năng giao thức Gb
18
 Chấp nhận data uplink để cấu thành gói IP
 Bảo mật data downlink, giải mật mã data uplink
 Thực hiện quản lý tới mức cell cho nhiều chế độ di động được kết nối
Chức năng cụ thể SGSN trong WCDMA
 Lưu lượng tiến tới 300kbps trên mỗi thuê bao (R99)
 Tiến tới lưu lượng khoảng 7,2Mbps downlink và 2mbps uplink (HSPA)
 Những gói downlink/uplink Tunnel/detunnel hướng tới RNC
 Tiến tới quản lý di động tới mức RNC cho những chế độ di động được kết nối
 GGSN (Gateway GPRS Support Node): Chứa dữ liệu thuê bao nhận từ HLR và SGSN.
Có 2 loại dữ liệu giống SGSN: Subscription information: IMSI, địa chỉ PDP; Location
information: địa chỉ SGSN cho SGSN nơi mà MS đăng ký
GGSN hành động như một giao diện tới mạng dữ liệu gói bên ngoài. Nó chuyển đổi
những gói GPRS đến từ SGSN thành định dạng PDP (Packet Data Protocol) tương ứng và
gửi chúng ra ngoài trên mạng ở ngoài tương ứng. Trong hướng ngược lại, địa chỉ PDP của
gói data đến (là địa chỉ IP đích) được chuyển đổi thành địa chỉ GSM của người dùng đích.
GGSN chứa địa chỉ SGSN hiện tại và profile của những người dùng đăng ký vào thanh ghi
định vị của nó. GGSN có khả năng tập trung thông tin tính cước cho các mục đích thanh
toán.
Nói chung, có mối quan hệ nhiều - nhiều giữa SGSNs và GGSNs: Một GGSN giao
diện với một mạng ngoài cần một vài SGSNs; một SGSN có thể định tuyến nhiều gói tới
nhiều GGSNs khác nhau.
phân biệt Data/Voice trong BSS
PCU (the Packet Control Unit) có chức năng điều khiển đến MSC nếu là voice , điều khiển
đến SGSN nếu là điện thoại GPRS. Chức năng khác của PCU là :

 Chia ra từng gói và lắp lại, trên 2 đường tách biệt Downlink và Uplink
 Điều khiển truy nhập
 Lập danh sách tất cả sự truyền tích cực gồm quản lý kênh vô tuyến
 Điều khiển truyền (kiểm soát, đệm, truyền lại )
19
PCU có thể được đặt trong mạng ở BTS, BSC hoặc ngay trước switch, vị trí thích hợp là
ở BSC
Đơn vị điều khiển kênh (Channel Control Unit)
Coding
scheme
Speed
(kbit/s)
CS-1 8.0
CS-2 12.0
CS-3 14.4
CS-4 20.0

Bảng 1.1: Tốc độ từ CS-1 đến CS-4
Tốc độ truyền phụ thuộc vào mã hóa kênh. The least robust, nhưng nhanh nhất, sự
phối hợp mã CS-4 (vùng phủ sóng của Cell chiếm 25%) là MS gần BTS, khi CS-1(phủ sóng
của Cell chiếm 98%) robust nhất thì được dùng khi MS đi ra xa hơn tính từ BTS. Thiết bị
mạng mới có thể adapt tốc độ truyền tự động phụ thuộc vào vị trí di động.
Có rất nhiều địa chỉ, cụ thể là BTS phân biệt người dùng GPRS và không dùng
GPRS. Có một vài xác nhận yêu cầu của người dùng như cuộc gọi thông thường, gửi và
nhận gói cụm (bursty packet), chia sẻ khe thời gian với nhiều người dùng GPRS khác và tạo
ra mã CS(Coding Scheme)từ CS1 tới CS4 nhưng việc lựa chọn mã lại phụ thuộc vào chất
lượng không khí. Mỗi một CS lại sử dụng một hiệu chỉnh lỗi riêng để phù hợp với tốc độ dữ
liệu trên giao diện không khí.
Khi triển khai GPRS trong mạng GSM, mọi BTS cần nâng cấp phần mềm để có khả
năng thực hiện những chức năng GPRS cụ thể như sử dụng CS1 tới CS4, hỗ trợ đo lường

kênh vô tuyến GPRS. Việc nâng cấp như đơn vị mã hoá kênh (CCU – Channel Codec Unit)
và luôn được đặt ở BTS. CCU kế thừa một vài chức năng quản lý vô tuyến PCU nếu latter
không được đặt ở BTS
Mạng tổng đài roaming GPRS ( GPRS Roaming eXchange (GRX) Network)
20
Hình 1.3: Mạng tổng đài Roaming GPRS (GRX)
BG (the Border Gateway) Kiểm soát truyền gói giữa các mạng GPRS PLMN, Cung cấp
mức bảo mật tương ứng để bảo vệ PLMN và nhiều thuê bao của nó.
1.2.3 Giao diện trong mạng GPRS
Giao diện Gb giữa BSS và SGSN
Không giống với giao diện A, ở giao diện Gb mỗi người dùng được cấp phát tài nguyên
duy nhất trong suốt thời gian tồn tại cuộc gọi, không quan tâm đến luồng thông tin, Giao
diện Gb cho phép nhiều người dùng được ghép trên cùng một tài nguyên vật lý
Báo hiệu GPRS và dữ liệu người dùng có thể được gửi trên cùng tài nguyên vật lý. Tốc
độ truy cập với mỗi user thay đổi từ dữ liệu không tới băng thông lớn nhất có thể (TS 4818
700)
Mạng truy cập, kết nối PCU với SGSN được chuẩn hoá ở lớp 2. Nó chạy giao thức
frame relay trên lớp 2 và BSSGP, LLC và SNDCP trên những lớp cao. Khi BSSGP header
được tạo bởi BSS thì những header lớp trên được tạo bởi MS. Những header này được
truyền xuyên qua BSS.
Giới hạn của GPRS, header dịch vụ mạng (layer 2) chứa header của giao thức chuyển
mạch (FR – Frame Relay: là một dạng phát dữ liệu packet mà giao diện Gb sử dụng giữa
PCU và SGSN) cộng thêm thông tin về kết nối ảo dịch vụ mạng so-called. Quyết định
chuyển mạch chỉ dựa trên header FR.
Khi giao thức lớp 1 ở luồng E1, nó có thể thiết lập nhiều thay đổi của kết nối vật lý
giữa PCU và SGSN.
21
Hình 1.4: Những lớp của giao diện Gb
Giao diện Gr giữa SGSN và HLR
Giao diện này được dùng để trao đổi dữ liệu liên quan tới định vị MS và tới quản lý

thuê bao. Dịch vụ chính là dịch chuyển dữ liệu gói. SGSN cho HLR biết vị trí của MS. HLR
gửi tới SGSN tất cả dữ liệu cần để hỗ trợ dịch vụ tới thuê bao di động
Giao diện Gn và Gp giữa SGSN và GGSN
Những giao diện này hỗ trợ tính di động giữa SGSN và GGSN. Giao diện Gn được
dùng khi GGSN và SGSN cùng trong một PLMN. Giao diện Gp được dùng nếu GGSN và
SGSN trong nhũng PLMN khác nhau. Giao diện Gn/Gp có một bộ phận mà cho phép
SGSNs thông tin tới thuê bao và dữ liệu người dùng, khi thay đổi SGSN
Kết nối trong mạng SGSN và GGSN được định nghĩa cho tới lớp 3. Mạng phát dữ
liệu người dùng ở khung GTP ( GPRS Tunnelling Protocol), khung này được gói tiếp thành
UDP và IP. IP giúp định tuyến xuyên qua mạng Gn từ đó phát khung GTP giữa một SGSN
và một GGSN. DNS cũng sử dụng giao diện này
Giao diện Gp là giao diện dựa vào IP giữa SGSN bên trong và GGSNs bên ngoài.
Giữa SGSN và GGSN bên ngoài, có Border Gateway (giống như một firewall). Cũng sử
dụng giao thức GTP
Giao diện Gc là đường báo hiệu giữa GGSN và HLR
GGSN sử dụng đường báo hiệu không bắt buộc này (Gc) để lấy thông tin định vị (vị
trí) và hỗ trợ nhiều dịch vụ cho thuê bao di động, để có thể kích hoạt địa chỉ mạng dữ liệu.
Giao diện Gf giữa SGSN và EIR
22
Giữa SGSN và EIR là giao diện Gf chức năng là trao đổi dữ liệu, mục đích là để xác
minh trạng thái của IMEI nhận được từ MS.
Giao diện Gs giữa MSC/VLR và SGSN
Giao thức này cho phép paging và sự sẵn sàng của trạm khi thực hiện truyền dữ liệu.
Khi trạm attach tới mạng GPRS, SGSN theo dõi vùng định tuyến (RA) mà trạm attach. Một
RA là một phần LA. Khi trạm (station) được đánh số thì thông tin này là tài nguyên mạng.
Khi trạm thực hiện PDP context, SGSN có BTS đang được sử dụng bởi trạm (station)
23
1.2.4. Giao thức GPRS

Hình 1.5: Giao thức của GPRS

1. 3 Công nghệ GSM/EDGE
1.3.1 Sự khác nhau về kỹ thuật giữa GPRS và EDGE
 Kỹ thuật EDGE
EDGE – Enchanced Data rates for GSM Evolution hoặc Enhanced GPRS – EGPRS :
là kỹ thuật điện thoại số cho phép tăng tốc độ truyền data và truyền data tin cậy hơn. Được
phân loại như chuẩn 2,75G không chính thức, vì tốc độ mạng chậm hơn
EDGE được giới thiệu cho mạng GSM trên khắp thế giới từ năm 2003, bắt đầu ở Bắc
Mỹ. GSM/EDGE Radio Access Network (GERAN)
EDGE là giải pháp để tăng tốc độ dữ liệu trên đường vô tuyến GSM. EDGE chỉ giới
thiệu một kỹ thuật điều chế mới và mã hoá kênh mới mà có thể phát cả 2 thoại chuyển mạch
gói và chuyển mạch kênh và dịch vụ dữ liệu. Do đó, EDGE là thêm vào GPRS và không thể
làm việc một mình. GPRS và EDGE có giao thức khác nhau và cách hoạt động khác nhau
trên BSS. Tuy nhiên trên mạng lõi, GPRS và EGPRS cùng chia sẻ những giao thức xử lý gói
và cách thức
EDGE không yêu cầu những thay đổi phần cứng hoặc phần mềm trong mạng lõi
GSM. Những đơn vị thu phát tương thích với EDGE phải được cài đặt (installed) và BSS
cần phải được nâng cấp để hỗ trợ EDGE. Phần cứng đầu cuối di động mới và phần mềm yêu
24
cầu phải giải mã/mã hoá (decode/encode) điều chế mới và phối hợp mã và mang tốc dộ data
user cao hơn để triển khai dịch vụ mới
Hình 1.6: EGPRS giới thiệu những thay đổi trên BSS trong mạng GPRS

Bảng 1.2: GPRS và EDGE: So sánh thông tin kỹ thuật (8PSK, 8-phase shift keying;
GMSK, Gaussian minimum shift keying; MSC, Modulation coding scheme)
EDGE có thể phát nhiều bit gấp 3 lần GPRS trong một chu kỳ. Đây là lý do chính cho tốc độ
bit EDGE cao hơn. ITU đã định nghĩa 384kbps là giới hạn tốc độ dữ liệu cho dịch vụ để
thực hiện chuẩn IMT-2000 trong môi trường không lý tưởng. 384kbps tương ứng với 48kbps
trên mỗi khe thời gian, giả sử một đầu cuối có 8 khe thời gian.
 Kỹ thuật điều chế
GMSK – Gaussian minimum shift keying là một loại điều chế pha. Kỹ thuật này

tương ứng là biều đồ I/Q trong đó I là thực và Q là ảo, mỗi lần phát đi bit 1 hoặc 0 là pha
thay đổi với lượng gia số + _ p, mỗi ký tự phát đi tương ứng là một bit, mỗi lần dịch pha
miêu tả một bit
25
Để tăng tốc độ bit cao hơn thì phương pháp điều chế phải thay đổi. EDGE tận dụng
cấu trúc kênh, bề rộng kênh, mã hoá kênh và những cơ cấu đang tồn tại và tính năng hoạt
động của GPRS và HSCSD. Chuẩn điều chế sử dụng trong EDGE là 8PSK (8-Phase Shift
Keying)

Hình 1.7: Biều đồ I/Q chỉ ra những ích lợi điều chế của EDGE
Coding and
modulation
scheme
(MCS)
Speed
(kbit/s/slot)
Modulation
MCS-1 8.80 GMSK
MCS-2 11.2 GMSK
MCS-3 14.8 GMSK
MCS-4 17.6 GMSK
MCS-5 22.4 8-PSK
MCS-6 29.6 8-PSK
MCS-7 44.8 8-PSK
MCS-8 54.4 8-PSK
MCS-9 59.2 8-PSK
Bảng 1.3: tốc độ và điều chế của MCS-1 tới MCS-9
Phương pháp điều chế 8PSK là phương pháp tuyến tính, một ký tự ánh xạ tới 3 bit liền nhau
trong I/Q plane. Do đó, tốc độ dữ liệu tổng tăng lên gấp 3 lần.