Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Sỹ Tú

Số hiệu sinh viên: ……………...

Khoá 46K Khoa: Điện tử - Viễn thông

Ngành: ……………….........

1. Đầu đề đồ án:
………………………………………………..
………………………………………………………………………………………
………………………………………..
2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
……………………………………..……………………………………………..…...
………………………………………………………………………………………...
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
………………………………………………………………………………………...
…………………………..….
………………………………………………………………………………………

……………………………………………..….…………
4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
………………………………………………………………………………………...
5. Họ tên người hướng dẫn: Phạm Mạnh Toàn
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: ……………………………………………………….
7. Ngày hoàn thành đồ án: ………………………………………………………….
Ngày
tháng
năm
Giảng viên hướng dẫn

Chủ nhiệm Bộ môn
Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp

ngày

tháng

năm 2010

Cán bộ phản biện

Nguyễn Sỹ Tú

-1-

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
--------------------------------------------------BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Sỹ Tú

Số hiệu sinh viên: ...........................

Ngành: Điện tử viễn thông

Khoá:46K.........................................

Người hướng dẫn: Phạm Mạnh Toàn....................................................................
Cán bộ phản biện: ........................................................................................................
1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2. Nhận xét của cán bộ phản biện:
Ngày

tháng

năm 2010

Cán bộ phản biện
( Ký, ghi rõ họ và tên )

Nguyễn Sỹ Tú

-2-

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................7
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG T.T DI ĐỘNG GSM
1.1. Lịch sử phát triển mạng GSM.......................................................................13
1.2. Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng GSM...........................................................14
1.2.1. Về khả năng phục vụ..................................................................................14
1.2,2. Về chất lượng phục vụ và an toàn bảo mật................................................15
1.2.3. Về sử dụng tần số........................................................................................15
1.2.4. Về mạng......................................................................................................15
1.3. Cấu trúc địa lý của mạng...............................................................................15
1.3.1. Vùng phục vụ PLMN..................................................................................17
1.3.2 Vùng phục vụ MSC.....................................................................................17
1.3.3. Vùng định vị LA.........................................................................................17
1.3.4. Cell..............................................................................................................18

1.4. Băng tần sử dụng trong hệ thống GSM........................................................18
1.5. Phương pháp truy nhập trong thông tin di động.........................................19
CHƯƠNG II. CẤU TRÚC MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM..................21
2.1. Mô hình hệ thống thông tin di động GSM....................................................22
2.2. Các phần tử của mạng GSM.........................................................................22
2.2.1. Phân hệ chuyển mạch SS ..........................................................................22
2.2.1.1. Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động MSC .........................22
2.2.1.2. Bộ ghi định vị thường trú HLR ........................................................22
2.2.1.3. Bộ ghi định vị tạm trú VLR ..............................................................22
2.2.1.4. Trung tâm nhận thực AuC ................................................................23
2.2.1.5. Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR ..................................................23
2.2.1.6. Tổng đài di động cổng G – MSC......................................................23
2.2.1.7. Khối IWF...........................................................................................24
2.2.2. Phân hệ trạm gốc BSS................................................................................24
2.2.2.1. Trạm thu phát gốc BTS ....................................................................24
2.2.2.2. Bộ điều khiển trạm gốc BSC.............................................................25
2.2.3. Trạm di động MS.............................................................................................25

Nguyễn Sỹ Tú

-3-

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

2.2.4.Phân hệ khai thác và bảo dưỡng OSS.........................................................26

2.2.4.1. Khai thác và bảo dưỡng mạng...........................................................27
2.2.4.2. Quản lý thuê bao................................................................................27
2.2.4.3. Quản lý thiết bị di động.....................................................................27
2.2.5. Giao diện vô tuyến số.................................................................................27
2.2.5.1. Kênh vật lý.........................................................................................27
2.2.5.2. Kênh logic..........................................................................................29
2.2.6. Hệ thống mã...............................................................................................30
2.2.7. Các đặc tính của mạng thông tin di động GSM.........................................34
2.3. Các trường hợp thông tin và thủ tục mạng..................................................37
2.3.1. Tổng quan...................................................................................................42
2.3.2. Lưu động và cập nhật vị trí........................................................................42
2.3.3. Thủ tục nhập mạng và đăng ký lần đầu.....................................................38
2.3.4. Thủ tục rời mạng........................................................................................39
2.3.5. Tìm gọi........................................................................................................26
2.3.6. Gọi từ MS...................................................................................................26
2.3.7. Gọi đến thuê bao MS..................................................................................27
2.3.8. chuyển giao cuộc gọi..................................................................................27
2.3.8.1. Chuyển giao trong 1 vùng BSC.........................................................28
2.3.8.2. Chuyển giao giửa hai BSC khác nhau nhưng cùng một
MSC/VLR.......................................................................................................29
2.3.8.3. Chuyển giao giửa hai vùng phục vụ MSC/VLR...............................29
CHƯƠNG III: CỞ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ TỐI ƯU HÓA...................................30
3.1. Giới thiệu chung.............................................................................................30
3.1.1. Lưu đồ thực hiện tối ưu hóa.......................................................................30
3.1.2. Các quá trình thực hiện..............................................................................30
3.1.2.1. Giám sát chất lượng phục vụ.............................................................30
3.1.2.2. Phân tích và nêu các vấn đề kỹ thuật............................................................31
3.1.3. Khảo sát......................................................................................................31
3.1.4. Đưa ra công việc thực hiện........................................................................31
3.2. Dung lượng và lưu lượng phục vụ.................................................................32

Nguyễn Sỹ Tú

-4-

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

3.2.1. Nhu cầu về thông tin di động.....................................................................32
3.2.2. Yêu cầu về lưu lượng cho mỗi thuê bao....................................................32
3.2.3. Mức độ phục vụ GOS.................................................................................32
3.2.4. Dung lượng của trung kế............................................................................33
3.2.5. Khái niệm kênh trong mạng GSM.............................................................33
3.2.6. Hiệu quả sử dụng trung kế.........................................................................34
3.2.7. Kích thước mạng tổ ong.............................................................................34
3.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng phủ sóng............................................35
3.3.1. Suy hao đường truyền................................................................................35
3.3.1.1. Dự đoán chung...................................................................................35
3.3.1.2. Các mô hình chính lan truyền sóng trong thông tin di động............36
3.3.2. Vấn đề Fading.............................................................................................40
3.3.3. Phân tán thời gian.......................................................................................43
3.3.4. Vấn đề nhiểu...............................................................................................48
3.3.4.1. Nhiểu đồng kênh C/I..........................................................................48
3.3.4.2. Nhiểu kênh lân cận C/A.....................................................................49
3.3.5. Một số vấn biện pháp khắc phục................................................................50
CHƯƠNG IV. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ DUNG LƯỢNG...................................52

4.1. Tăng dung lượng ở các đài trạm...................................................................52
4.2. Quy hoạch Cell...............................................................................................53
4.2.1. Khái niệm Cell............................................................................................53
4.2.2. Lưu Lượng .................................................................................................54
4.2.3. Tái sử dụng tần số.......................................................................................57
4.2.3.1. Các mẫu tái sử dụng tần số................................................................59
4.2.3.1.1. mẩu tái sử dụng lại tần số 3/9....................................................59
4.2.3.1.2. Mẩu tái sử dụng tần lai số 3/12.................................................61
4.2.3.1.3. Mẩu tái sử dụng tần lại số 7/21..................................................................62
4.2.4. Quy hoạch cell............................................................................................64
4.2.4.1. Khái niệm cell....................................................................................64
4.2.4.2. Kích thước cell và phương thức phủ song........................................64
4.2.4.2.1. Kích thước cell..........................................................................64

Nguyễn Sỹ Tú

-5-

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

4.2.4.2.2. phương thức phủ song...............................................................65
4.2.4.3. Chia cell.............................................................................................66
4.2.4.3.1 Giai đoạn 0.................................................................................67
4.2.4.3.2. Giai đoạn 1................................................................................67
4.2.4.3.3. Giai đoạn 2................................................................................68

CHƯƠNG V. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHẤT LƯỢNG....................................72
5.1. Hoạch địng tần số...........................................................................................72
5.2. Công suất thu phát.........................................................................................73
5.3. Anten...............................................................................................................75
5.3.1. Kiểu loại Anten...........................................................................................75
5.3.2. Độ tăng ích annten......................................................................................77
5.3.3. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương EIRP....................................77
5.3.4. Độ cao và góc nghiêng của anten...............................................................78
5.3.5. Lựa chọn vị trí đặt trạm..............................................................................80
5.4. CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG...........................................81
5.4.1. Khái niệm về chất lượng dịch vụ QoS.......................................................81
5.4.2. Các đại lượng đặc trưng.............................................................................81
5.4.2.1. Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công CSSR........................................81
5.4.2.2. Tỷ lệ rớt cuộc gọi trung bình.............................................................81
5.4.2.3. Tỷ lệ rớt mạch trên TCH...................................................................82
5.4.2.4. Tỷ lệ nghẽn mạch TCH.....................................................................82
5.4.2.5. Tỉ lệ rớt mạch trên SDCCH........................................................................85

2.6. Tỷ lệ nghẽn mạch trên SDCCH...............................................................85
KẾT LUẬN............................................................................................................99
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................100

Nguyễn Sỹ Tú

-6-

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

LỜI NÓI ĐẦU
****
Hiện nay trên thế giới mọi mặt của đời sống xã hội đều phát triển, không
những về kinh tế, khoa học tự nhiên mà còn rất nhiều lĩnh vực khác. Ngành thông
tin liên lạc được coi là ngành mũi nhọn cần phải đi trước một bước, làm cơ sở cho
các ngành khác phát triển. Nhu cầu trao đổi, cập nhật thông tin của con người ở mọi
nơi mọi lúc ngày càng cao. Thông tin di động ra đời và phát triển đã trở thành một
loại hình dịch vụ, phương tiện thông tin phổ biến, đáp ứng nhu cầu của cuộc sống
hiện đại. Các hệ thống thông tin di động đang phát triển rất nhanh cả về qui mô,
dung lượng và đặc biệt là các loại hình dịch vụ mới để đáp ứng tốt hơn nhu cầu của
người sử dụng.
Trong những năm gần đây, lĩnh vực thông tin di động trong nước đã có
những bước phát triển vượt bậc cả về cơ sở hạ tầng lẫn chất lượng phục vụ. Với sự
phát triển của nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đã tạo ra sự cạnh tranh giữa
các nhà cung cấp dịch vụ. Các nhà cung cấp dịch vụ liên tục đưa ra các chính sách
khuyến mại, giảm giá và đã thu hút được rất nhiều khách hàng sử dụng dịch vụ.
Cùng với đó, mức sống chung của toàn xã hội ngày càng được nâng cao đã khiến
cho số lượng các thuê bao sử dụng dịch vụ di động tăng đột biến trong các năm gần
đây.
Các nhà cung cấp dịch vụ di động trong nước hiện đang sử dụng hai công
nghệ là GSM (Global System for Mobile Communication - Hệ thống thông tin di
động toàn cầu) với chuẩn TDMA (Time Division Multiple Access - đa truy cập
phân chia theo thời gian) và công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access - đa
truy cập phân chia theo mã). Các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng hệ thống
thông tin di động toàn cầu GSM là Mobifone, Vinaphone, Viettel và các nhà cung
cấp dịch vụ di động sử dụng công nghệ CDMA là S-Fone, EVN.
Các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng công nghệ CDMA mang lại nhiều

tiện ích hơn cho khách hàng, và cũng đang dần lớn mạnh. Tuy nhiên hiện tại do nhu
cầu sử dụng của khách hàng nên thị phần di động trong nước phần lớn vẫn thuộc về

Nguyễn Sỹ Tú

-7-

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

các nhà cung cấp dịch vụ di động GSM với số lượng các thuê bao là nhiều hơn.
Chính vì vậy việc tối ưu hóa mạng di động GSM là việc làm rất cần thiết và mang
một ý nghĩa thực tế rất cao.
Trên cơ sở những kiến thức tích luỹ trong những năm học tập chuyên ngành
Điện Tử - Viễn Thông tại trường đại học Vinh cùng với sự hướng dẫn của Th.s.
Nguyễn Mạnh Toàn, em đã tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp
với đề tài “ Tối ưu hóa mạng thông tin di động GSM ”.
Nội dung đồ án được trình bày theo trình tự sau:
Chương I.

Giới thiệu chung về mạng thông tin di động GSM

Chương II.

Cấu trúc mạng thông tin di động GSM

Chương III. Cơ sở lí thuyết để thực hiện tối ưu hoá
Chương IV. Giải quyết vấn đề dung lượng
Chương V.

Giải quyết vấn đề chất lượng

Em chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo bộ môn “Điện tử - viễn thông”
khoa công nghệ trường đại học Vinh và bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Th.s
Nguyễn Mạnh Toàn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

Nguyễn Sỹ Tú

-8-

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

DANH SÁCH HÌNH VẼ
****
Hình 1.1. Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM..........................................................16
Hình 1.2. Phân vùng và chia ô...................................................................................16
Hình 1.3. Băng tần cơ bản và mở rộng của GSM.....................................................19
Hình 2.1. cấu trúc mạng GSM....................................................................................21
Hình 2.2. Phân loại kênh logic...................................................................................29
Hình 3.1. lưu đồ tối ưu hóa........................................................................................42
Hình 3.2. Truyền sóng trong trường hợp coi mặt đất là bằng phẳng........................48

Hình 3.3. Vật chắn trong tầm nhìn thẳng...................................................................49
Hình 3.4. Đặt BTS gần chướng ngại vật để tránh phân tán thời gian.......................58
Hình 3.5. Phạm vi vùng Elip......................................................................................59
Hình 4.1. Ký hiệu cell.................................................................................................60
Hình 4.2. Sơ đồ lượng................................................................................................69
Hình 4.3. khoảng cách tái sử dụng tần số
...................................................................................................................................
..70
Hình 4.4. Sơ đồ tính C/I.............................................................................................70
Hình 4.5. Mẫu tái sử dụng lại tần số 3/9....................................................................72
Hình 4.6. Mẫu tái sử dụng lại tần số 4/12..................................................................74
Hình 4.7. Mẫu tái sử dụng tần số 7/21.......................................................................75
Hình 4.8. Khái niệm về biên giới của một Cell.........................................................76
Hình 4.9. Omni (3600) Cell site..................................................................................77
Hình 4.10. Sector hóa 1200.........................................................................................78
Hình 4.11. Các Omni (3600) Cells ban đầu................................................................79
Hình 4.12. Giai đoạn 1: Sector hóa............................................................................80
Hình 4.13. Tách chia 1:3 thêm lần nữa......................................................................81
Hình 4.14: Tách chia 1:4 (sau lần đầu chia 3)..........................................................81
Hình 5.1. Omni antenna.............................................................................................88
Hình 5.2. Đã sector hoá..............................................................................................88

Nguyễn Sỹ Tú

-9-

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

Hình 5.3. Anten vô hướng có góc nghiêng bằng 0 độ...............................................90
Hình 5.4. đồ thị quan hệ giửa góc ngẩng và độ tăng ích...........................................91

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

***
A
ACCH

Associated Control Channel

Kênh điều khiển liên kết

AGCH

Access Grant Channel

Kênh cho phép truy nhập

AUC

Authentication Center

Trung tâm nhận thực

AVDR

Average Drop Call Rate

Tỉ lệ rớt cuộc gọi trung bình

B
BCCH

Broadcast Control Channel

Kênh điều khiển quảng bá

BCH

Broadcast Channel

Kênh quảng bá

BSIC

Base Station Identity Code

Mã nhận dạng trạm gốc

BSS

Base Station Subsystem

Phân hệ trạm gốc

BTS

Base Transceiver Station

Trạm thu phát gốc

C
C/A

Carrier to Adjacent

Tỉ số sóng mang/nhiễu kênh lân
cận

CCH

Control Channel

Kênh điều khiển

CDMA

Code Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo mã

Cell

Cellular

Ô (tế bào)

CI

Cell Identity

Nhận dạng ô ( xác định vùng LA )

C/I

Carrier to Interference

Tỉ số sóng mang/nhiễu đồng kênh

C/R

Carrier to Reflection

Tỉ số sóng mang/sóng phản xạ

D
DCCH

Dedicated Control Channel

Nguyễn Sỹ Tú

- 10 -

Kênh điều khiển dành riêng

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

E
ETSI

European Telecommunications

Viện tiêu chuẩn viễn thông

F
FDMA

Frequency Division Multiple

Đa truy nhập phân chia theo tần số

Access
FACCH

Fast Associated

Kênh điều khiển liên kết nhanh

Control Channel
FCCH

Frequency Correction Channel

Kênh hiệu chỉnh tần số

G
GMSC

Gateway MSC

Tổng đài di động cổng

GoS

Grade of Service

Cấp độ phục vụ

GSM

Global System for Mobile

Thông tin di động toàn cầu

Communication

H
HLR

Home Location Register

Bộ đăng ký định vị thường trú

HON

Handover Number

Số chuyển giao

I
IHOSR

Incoming HO Successful Rate

Tỉ lệ thành công Handover đến

ISDN

Integrated Service Digital

Mạng số đa dịch vụ

Network

L
LA

Location Area

Vùng định vị

LAC

Location Area Code

Mã vùng định vị

LAI

Location Area Identifier

Số nhận dạng vùng định vị

M
MCC

Mobile Country Code

Mã quốc gia của mạng di động

MNC

Mobile Network Code

Mã mạng thông tin di động

MS

Mobile station

Trạm di động

Nguyễn Sỹ Tú

- 11 -

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp
MSC

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

Mobile Service

Tổng đài di động

Switching Center
MSISDN

Mobile station ISDN Number

Số ISDN của trạm di động

MSRN

MS Roaming Number

Số vãng lai của thuê bao di động

N
NMC

Network Management Center

Trung tâm quản lý mạng

NMT

Nordic Mobile Telephone

Điện thoại di động Bắc Âu

O
OSI

Open System Interconnection

Liên kết hệ thống mở

OMS

Operation & Maintenace

Phân hệ khai thác và bảo dưỡng.

Subsystem

P

PCH

Paging Channel

Kênh tìm gọi

PLMN

Public Land Mobile Network

Mạng di động mặt đất công cộng

PSTN

Public Switched Telephone

Mạng chuyển mạch điện thoại công

Network

cộng

R
RACH

Random Access Channel

Kênh truy cập ngẫu nhiên

Rx

Receiver

Máy thu

S
SIM

Subscriber Identity Modul

Mô đun nhận dạng thuê bao

SN

Subscriber Number

Số thuê bao

T
TACH

Traffic and Associated Channel

Kênh lưu lượng và liên kết

TCBR

TCH Blocking Rate

Tỉ lệ nghẽn mạch TCH

TCDR

TCH Drop Rate

Tỉ lệ rớt mạch trên TCH

TCH

Traffic Channel

Kênh lưu lượng

TRAU

Transcoder/Rate Adapter Unit

Bộ thích ứng tốc độ và chuyển mã

Nguyễn Sỹ Tú

- 12 -

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp
TRX

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

Tranceiver

Bộ thu – phát

CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
1.1. Lịch sử phát triển mạng GSM
Thuật ngữ thông tin di động tế bào ra đời vào những năm 70, khi kết hợp
được các vùng phủ sóng riêng lẻ thành công, đã giải được bài toán khó về dung
lượng.
Tháng 12-1971 đưa ra hệ thống cellular kỹ thuật tương tự, FM, ở dải tần số
850Mhz.Dựa trên công nghệ này đến năm 1983, mạng điện thoại di động AMPS
(Advance Mobile Phone Service) phục vụ thương mại đầu tiên tại Chicago, nước
Mỹ. Sau đó hàng loạt các chuẩn thông tin di động ra đời như : Nordic Mobile
Telephone (NTM), Total Access Communication System (TACS).
Giai đoạn này gọi là hệ thống di động tương tự thế hệ đầu tiên (1G) với dải
tầng hẹp, tất cả các hệ thống 1G sử dụng điều chế tần số FM cho đàm thoại, điều
chế khoá dịch tần FSK (Frequency Shift Keying) cho tín hiệu và kỹ thuật truy cập
được sử dụng là FDMA (Frequency Division Multiple Access).
Thế hệ thứ 2 (2G) được phổ biến trong suốt thập niên 90. Sự phát triển công
nghệ thông tin di động thế hệ thứ hai cùng các tiện ích của nó đã làm bùng nổ lượng
thuê bao di động trên toàn cầu. Đây là thời kỳ chuyển đổi từ các công nghệ analog
sang digital.
Giai đoạn này có các hệ thống thông tin di động số như : GSM - 900MHZ
(Global System for Mobile), DCS-1800MHZ (Digital Cordless System), PDC 1900Mhz (Personal Digital Cellular), IS - 54 và IS - 95 (Interior Standard). Trong
đó GSM là tiền thân của hai hệ thống DCS, PDC. Các hệ thống sử dụng kỹ thuật
TDMA (Time Division Multiple Access) ngoại trừ IS-95 sử dụng kỹ thuật CDMA
(Code Division Multiple Access).
Thế hệ 2G có khả năng cung cấp dịch vụ đa dạng, các tiện ích hỗ trợ cho

công nghệ thông tin, cho phép thuê bao thực hiện quá trình chuyển vùng quốc tế tạo

Nguyễn Sỹ Tú

- 13 -

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

khả năng giữ liên lạc trong một diện rộng khi họ di chuyển từ quốc gia này sang
quốc gia khác.
Thế hệ thứ ba (3G), từ năm 1992 Hội nghị thế giới truyền thông dành cho
truyền thông một số dải tần cho hệ thống di động 3G : phổ rộng 230MHz trong dải
tần 2GHz, trong đó 60MHz được dành cho liên lạc vệ tinh. Sau đó Liên Hiệp Quốc
Tế Truyền Thông (UIT) chủ trương một hệ thống di động quốc tế toàn cầu với dự
án IMT - 2000 sử dụng trong các dải 1885 - 2025MHz và 2110-2200MHz.
Thế hệ 3G gồm có các kỹ thuật : W-CDMA (Wide band CDMA) kiểu FDD
và TD-CDMA (Time Division CDMA) kiểu TDD. Mục tiêu của IMT- 2000 là giúp
cho các thuê bao liên lạc với nhau và sử dụng các dịch vụ đa truyền thông trên
phạm vi thế giới, với lưu lượng bit đi từ 144Kbit/s trong vùng rộng và lên đến
2Mbps trong vùng địa phương. Dịch vụ bắt đầu vào năm 2001- 2002.
Ở nước ta, mạng thông tin di động đầu tiên ra đời vào năm 1992 với khoảng
5.000 thuê bao. Hai nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động lớn là Mobifone (VMS)
ra đời năm 1993 – liên doanh giữa công ty bưu chính viễn thông VN (VNPT) và tập
đoàn COMVIK (Thụy Điển) và Vinafone của trung tâm dịch vụ viễn thông (GPC)
thuộc VNPT ra đời năm 1996. Đến năm 2002 Sfone của tập đoàn TELECOM của

Hàn Quốc và tháng 6/2004, Viettell của công Ty Viễn Thông Quân Đội cùng bước
vào cuộc. Cuộc chạy đua của các nhà khai thác làm cho giá cước giảm xuống và các
dịch vụ càng đa dạng.
1.2. Các chỉ tiêu kĩ thuật mạng GSM
Hệ thống thông tin di động GSM cho phép chuyển vùng tự do của các thuê
bao trên thế giới, có nghĩa là một thuê bao có thể thâm nhập sang mạng của nước
khác khi di chuyển qua biên giới. Trạm di động GSM – MS (GSM Mobile Station)
phải có khả năng trao đổi thông tin tại bất cứ nơi nào trong vùng phủ sóng quốc tế.
1.2.1. Về khả năng phục vụ :
- Hệ thống được thiết kế sao cho MS có thể dùng được trong tất cả các nước
có mạng.
- Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất cho
các loại dịch vụ khác liên quan tới mạng số liên kết đa dịch vụ (ISDN).

Nguyễn Sỹ Tú

- 14 -

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

- Tạo một hệ thống có thể phục vụ cho các MS trên các tầu viễn dương như
một mạng mở rộng cho các dịch vụ di động mặt đất
1.2.2. Về chất lượng phục vụ và an toàn bảo mật
- Chất lượng của thoại trong GSM phải ít nhất có chất lượng như các hệ
thống di động tương tự trước đó trong điều kiện vân hành thực tế.

- Hệ thống có khả năng mật mã hoá thông tin người dùng mà không ảnh
hưởng gì đến hệ thống cũng như không ảnh hưởng đến các thuê bao khác không
dùng đến khả năng này.
1.2.3. Về sử dụng tần số
- Hệ thống cho phép mức độ cao về hiệu quả của dải tần mà có thể phục vụ ở
vùng thành thị và nông thôn cũng như các dịch vụ mới phát triển.
- Dải tần số hoạt động là 890 - 915 và 935 - 960 Mhz.
- Hệ thống GSM 900Mhz phải có thể cùng tồn tại với các hệ thống dùng
900Mhz trước đây.
1.2.4. Về mạng
- Kế hoạch nhận dạng dựa trên khuyến nghị của CCITT.
- 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 trong các mạng khác nhau.
- Trung tâm chuyển mạch và các thanh ghi định vị phải dùng hệ thống báo
hiệu được tiêu chuẩn hoá quốc tế.
- Chức năng bảo vệ thông tin báo hiệu và thông tin điều khiển mạng phải
được cung cấpVùng
trongphục
hệ thống.
vụ GSM ( Tất cả các quốc gia thành viên )
1.3. Cấu trúc địa lí mạng GSM
Vùngđiện
phụcthoại
vụ PLMN
( Một
ở một
) các cuộc gọi
Mọi mạng
cần một

cấuhay
trúcnhiều
nhất vùng
định để
địnhnước
tuyến
đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi. Ở một mạng di động, cấu
Vùng phục vụ MSC (Vùng được điều khiển bởi một MSC)
trúc này rất quan trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng. Trong hệ
thống GSM, mạng được
phân
chia
phân
vùng
Vùng
định
vị thành
(Vùngcác
định
vị và
tìmsau
gọi)

Nguyễn Sỹ Tú

Cell (Ô)
(Vùng có một
- 15trạm
- gốc riêng)

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM
Hình 1.1. Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM

Hình 1.2. Phân vùng và chia ô
1.3.1. Vùng phục vụ PLMN
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.
Phân cấp tiếp theo là vùng phục vụ PLMN, đó 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
tuyến cổng G-MSC (Gateway - Mobile Service Switching Center). G-MSC làm
việc như một tổng đài trung kế vào cho GSM/PLMN.
1.3.2. Vùng phục vụ MSC

Nguyễn Sỹ Tú

- 16 -

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

MSC (Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động, gọi tắt là tổng đài di
động). Vùng MSC 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.
1.3.3. Vùng định vị LA
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)
1.3.4. Cell
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 (Base Station Identification Code).
1.4. Băng tần sử dụng trong hệ thống GSM

Nguyễn Sỹ Tú

- 17 -

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

Hệ thống thông tin di động GSM làm việc trong băng tần 890 – 960 KHz,
băng tầ này được chia làm 2 phần:
- Băng tần lên (uplink band): 890 – 915 KHz cho các kênh vô tuyến từ trạm
di động đến hệ thống tram thu phát gốc.
- Băng tần xuốn (downlink band): 935 – 960 KHz cho các kênh vô tuyến từ
tram thu phát gốc đếm trạm di động
Mỗi băng rộng 23KHz , được chia làm 24 sóng mang. Các sóng mang cạnh
nhau cách nhau 200KHz. Mỗi kênh sử dụng 2 tần só riêng biệt, một cho đường lên,
một cho đường xuống. các kênh này được gọi là kênh song công. Khoảng cách giữa
2 tần số là không thay đổi và bằng 45KHz, được gọi là khoảng cách song công.
Kênh vô tuyến này được chia làm 8 khe thời gian, mỗi khe thời gian là một kênh vật
lý để trao đổi thông tin giữa trạm thu phát và trạm di động. Ngoài băng tần trên
GSM còn mở rộng băng tần DCS (Digital Cellular System)
890 M hz
200 K hz

25 M hz

935 M hz
25 M hz

1710 M hz

915 M hz G SM
m ë
r
éng
927 M hz

1785 M hz

960 M hz

1880 M hz

B ¨ n g tÇ n lª n
(T õ M S - B T S )
915 M hz

200 K hz

882 M hz

D SC
1805 M hz

B ¨ n g tÇ n x u è n g
(T õ B T S - M S )
960 M hz

Hình 1.3. Băng tần cơ bản và mở rộng của GSM
1.5. Phương pháp truy nhập trong thông tin di động
Ở giao diện vô tuyến, MS và BTS liên lạc với nhau bằng sóng vô tuyến. Để
sử dụng tài nguyên tần số có hiệu quả, ngoài việc sử dụng lại tần số, số kênh vô
tuyến được dùng theo kiểu kênh trung kế. Hệ thống trung kế vô tuyến là hệ thống
vô tuyến có số kênh sẵn sàng phục vụ ít hơn số người dùng khả dĩ. Phương thức sử
dụng các kênh gọi là phương pháp đa truy nhập. Người dùng khi có nhu cầu thì
được đảm bảo về sự truy nhập vào trung kế.

Nguyễn Sỹ Tú

- 18 -

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA (Frquency Division Multiple
Access): phục vụ các cuộc gọi theo các kênh tần số khác nhau. Người dùng được
cấp phát một kênh trong tập hợp các kênh trong lĩnh vực tần số. Phổ tần số được
chia thành 2N dải tần số kế tiếp, cách nhau một khoảng bảo vệ. Mỗi dải tần số được
gán một kênh liên lạc, N dải dành cho liên lạc hướng lên, N dải dành cho liên lạc
hướng xuống.

Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA (Time Division Multiple
Access): khi có yêu cầu một cuộc gọi thì một kênh vô tuyến được ấn định. Các thuê
bao khác nhau dùng chung một kênh nhờ cài xen thời gian. Mỗi thuê bao được cấp
một khe trong cấu trúc khung tuần hoàn 8 khe.
Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA (Code Division Multiple Access): là
phương pháp trai phổ tín hiệu, gán cho mỗi MS một mã riêng biệt cho phép nhiều
MS cùng thu, phát độc lập trên mặt băng tần nên tăng dung lượng cho hệ thống.
Hiện tại công nghệ CDMA đang được triển khai tại mộ số quốc gia. Tại Việt Nam
hiện có mạng thông tin di động S- Fone của công ty cổ phần viễn thông Sài Gòn
(SPT) đang sử dụng công nghệ này.
Ngoài ra còn sử dụng phương pháp truy nhạp theo không gian SDMA. Mạng
GSM sử dụng phương pháp TDMA kết hợp FDMA.

Nguyễn Sỹ Tú

- 19 -

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

CHƯƠNG 2
CẤU TRÚC MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
2.1. Mô hình hệ thống thông tin di động GSM

SS
ISDN

AUC
Hình 2.1.
cấu trúc mạng GSM

VLR

HLR

EIR

OSS PSPD

: Phân hệ khai thác và bảo dưỡng

SS

: Phân hệ chuyển mạch
MSC

AUC

CSPD

EIR PSTN
HLR

: Trung tâm nhận thực

OSS

: Thanh ghi nhận dạng thiết bị
BSS

BSC
: Bộ ghi định vị thường
trú

VLR PLMN : Bộ ghi định vị tạm trú
BTS
MSC

: Tổng đài di động

BSS

: Phân hệ trạm gốc

BSC

: Bộ điều khiển trạm gốc

Nguyễn Sỹ Tú

MS

- 20 -

HỆ THỐNG TRẠM GỐC
Truyền dẫn tin tức

Kết nối cuộc gọi
và truyền dẫn tin tức

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

BTS

: Trạm thu phát gốc

MS

: Trạm di động

ISDN

: Mạng số liên kết đa dịch vụ

PSPDN

: Mạng chuyển mạch gói công cộng

PSTN

: Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng

CSPDN

: Mạng chuyển mạch kênh cộng cộng

PLMN

: Mạng di động mặt đất công cộng

2.2. Các phần tử của mạng thông tin di động GSM
2.2.1. Phân hệ chuyển mạch SS
Hệ thống con chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của
GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động
của thuê bao. Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa những người sử
dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác.
2.2.1.1. Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động MSC
Trong SS, chức năng chuyển mạch chính được MSC thực hiện. Nhiệm vụ
chính của MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những người sử dụng mạng
GSM. Một mặt MSC giao tiếp với phân hệ BSS, mặt khác nó giao tiếp với mạng
ngoài.
MSC thực hiện cung cấp các dịch vụ của mạng cho thuê bao, chứa dữ liệu
và thực hiện các quá trinh chuyển giao cuộc gọi (Handover). Ngoài ra MSC còn làm
nhiệm vụ phát tin tức báo hiệu ra các giao diện ngoại vi.
2.21.2. Bộ ghi định vị thường trú HLR
Là cơ sở dữ liệu quan trọng nhất của hệ thống thông tin di động GSM. HLR
lưu trử các số liệu và địa chỉ nhận dạng cũng như các thông số nhận thực của thuê
bao trong mạng. các thông tin lưu trử trong HLR gồm: khóa nhận dạng thuê bao
IMSI, MSISDN, VLR hiện thời, trạng thái thuê bao, khóa nhận thực và chức năng
nhận thực, số lưu động tram di động MSRN
HLR chứa những cơ sở dữ liệu bậc cao của tất cả các thuê bao trong mạng
GSM. Những dữ liệu này được truy nhập từ xa bởi các MSC và VLR của mạng.

HLR lưu giử các dịch vụ mà thê bao đăng kí, lưu giử số liệu động về vùng
mà ở đó đang chứa thuê bao của nó.

Nguyễn Sỹ Tú

- 21 -

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

2.2.1.3. Bộ ghi định vị tạm trú VLR
VLR là cơ sở dữ liệu thứ 2 trong mạng GSM. Nó được nối với một hay nhiều
MSC và có nhêm vụ lưu giữ tạm thời số liệu thuê bao hiện đang nằm trong vùng
phuc vụ của MSC tương ứng và đồng thời lưu giử số liệu về vị trí thuê bao nói trên
ở mức đọ chính xác hơn HLR. Các chức năng của VLR thường được liên kết với
các chức năng của MSC.
2.2.1.4. Trung tâm nhận thực AuC
AuC quản lí các thông tin nhận thực và mật mã liên quan đến từng cá nhân
thuê bao dựa trên một khóa nhận dạng bí mật Ki để đảm bảo an toàn số liệu cho các
thuê bao được phép. Khóa này cũng được lưu giữ vĩnh cửu và bí mật trong bộ nhớ
ở MS. Bộ nhớ này có dạng Simcard có thể rút ra và cắm lại được. AuC có thể được
đặt trong HLR hoặc MSC hoặc độc lập với cả hai.
2.2.1.5. Bộ đăng kí nhận dạng thiết bị EIR
Quản lý thiết bị di động được thực hiện bởi bộ đăng ký nhận dạng thiết bị
EIR. EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến phần thiết bị di động ME của trạm
di động MS. EIR được nối với MSC thông qua đường báo hiệu để kiển tra sự được

phép của thiết bị bằnng cách so sánh các tham số nhận dạng thiết bị di động quốc tế
IMEI (International Mobile Equipment Identity) của thê bao gửi tới khi thiết lập
thông tin với số IMEI lưu giữ trong EIR phòng trường hợp đây là những thiết bị đầu
cuối bị đánh cắp, nếu so sánh không đúng thì thiết bị không thể truy nhập vào mạng
được.
2.2.1.6. Tổng đài di động cổng G – MSC
Tất cả các cuộc gọi vào mạng GSM sẽ được định tuyến cho tổng đài di động
cổng Gateway – MSC. Nếu một người nào đó ở mạng cố định PSTN muốn thực
hiện một cuộc gọi đến một thuê bao di động của mạng GSM. Tổng đài tại PSTN sẽ
kết nối cuộc gọi này đến MSC có trang bị một chức năng đựoc gọi là chức năng
cổng. Tổng đài MSC này gọi là MSC cổng và nó có thể là một MSC bất kỳ ở mạng
GSM. G- MSC sẽ phải tìm ra vị trí của MSC cần tìm. Điều này được thực hiện bằng
cách hỏi HLR nơi MS đăng ký. HLR sẽ trả lời, khi đó MSC này có thể định tuyến
lại cuộc gọi đến MSC cần thiết. Khi cuộc gọi đến MSC này, VLR sẽ biết chi tiết

Nguyễn Sỹ Tú

- 22 -

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

hơn về vị trí của MS. Như vậy có thể nối thông một cuộc gọi ở mạng GSM có sự
khác biệt giữa thiết bị vật lý và đăng ký thuê bao.

2.2.1.7. Khối IWF

Để kết nối MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm
truyền dẫn của mạng GSM với các mạng này. Các thích ứng này gọi là chức năng
tương tác IWF. IWF bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền dẫn.
IWF có thể thực hiện trong chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng, ở trường
hợp hai giao tiếp giữa MSC và IWF được để mở.
2.2.2. Phân hệ trạm gốc BSS
BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động MS bằng thiết bị BTS thông
qua giao diện vô tuyến. Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng đài ở phân
hệ chuyển mạch SS. Tóm lại, BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ
vậy đấu nối những người sử dụng các trạm di động với những người sử dụng viễn
thông khác. BSS cũng phải được điều khiển, do đó nó được đấu nối với phân hệ vận
hành và bảo dưỡng OSS. Phân hệ trạm gốc BSS bao gồm:
- BSC (Base Station Controler): Bộ điều khiển trạm gốc.
- BTS (Base Transceiver Station): Trạm thu phát gốc
BSS thực hiện nhiệm vụ giám sát các đường ghép nối vô tuyến, liên kết kênh
vô tuyến với máy phát và quản lý cấu hình của các kênh này. Đó là:
- Điều khiển sự thay đổi tần số vô tuyến của đường ghép nối (Frequency
Hopping) và sự thay đổi công suất phát vô tuyến.
- Thực hiện mã hóa kênh và tín hiệu thoại số, phối hợp tốc độ truyền thông
tin.
- Quản lý quá trình Handover.
- Thực hiện bảo mật vô tuyến.
2.2.2.1. Trạm thu phát gốc BTS
Một BTS bao gồm các thiết bị phát thu tín hiệu sóng vô tuyến, anten, bộ
phận mã hóa và giải mã giao tiếp với BSC và xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vô
tuyến. Có thể coi BTS là các Modem vô tuyến phức tạp có thêm một số các chức

Nguyễn Sỹ Tú

- 23 -

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

năng khác. Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU (Transcoder and Rate
Adapter Unit: khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ). Khối thích ứng và chuyển
đổi mã thực hiện chuyển đổi mã thông tin từ các kênh vô tuyến (16 Kb/s) theo tiêu
chuẩn GSM thành các kênh thoại chuẩn (64 Kb/s) trước khi chuyển đến tổng đài.
TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM
được tiến hành, ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số
liệu. TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể đặt cách xa BTS và thậm
chí trong nhiều trường hợp được đặt giữa BSC và MSC.
BTS có các chức năng sau:
- Quản lý lớp vật lý truyền dẫn vô tuyến
- Quản lý giao thức cho liên kết số liệu giữa MS và BSC
- Vận hành và bảo dưỡng trạm BTS
- Cung cấp các thiết bị truyền dẫn và ghép kênh nối trên giao tiếp A-bis
2.2.2.2. Bộ điều khiển trạm gốc BSC
BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều
khiển từ 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). Một phía BSC được nối với BTS còn
phía kia nối với MSC của SS. Trong thực tế, BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng
tính toán đáng kể. Một BSC có thể quản lý vài chục BTS tuỳ theo lưu lượng các
BTS này. Giao diện giữa BSC và MSC là giao diện A, còn giao diện giữa nó với
BTS là giao diện A-bis.
Nhân viên khai thác có thể từ trung tâm khai thác và bảo dưỡng OMC nạp

phần mềm mới và dữ liệu xuống BSC, thực hiện một số chức năng khai thác và bảo
dưỡng, hiển thị cấu hình của BSC.
BSC có thể thu thập số liệu đo từ BTS và BIE (Base Station Interface
Equipment: Thiết bị giao diện trạm gốc), lưu trữ chúng trong bộ nhớ và cung cấp
chúng cho OMC theo yêu cầu.
2.2.3. Trạm di động MS
Trạm di động là thiết bị duy nhất mà người sử dụng có thể thường xuyên
nhìn thấy của hệ thống. MS có thể là: máy cầm tay, máy xách tay hay máy đặt trên
ô tô. Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vô

Nguyễn Sỹ Tú

- 24 -

46K_ĐTVT


Đồ án tốt nghiệp

Tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM

tuyến MS còn phải cung cấp các giao diện với người sử dụng (như micrô, loa, màn
hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với môt số các thiết bị khác
(như giao diện với máy tính cá nhân, Fax…). Hiện nay, người ta đang cố gắng sản
xuất các thiết bị đầu cuối gọn nhẹ để đấu nối với trạm di động. Ba chức năng chính
của MS:
- Thiết bị đầu cuối thực hiện các chức năng không liên quan đến mạng GSM.
- Kết cuối trạm di động thực hiện các chức năng liên quan đến truyền đẫn ở
giao diện vô tuyến.
- Bộ thích ứng đầu cuối làm việc như một cửa nối thông thiêt bị đầu cuối với

kết cuối di động. Cần sử dụng bộ thích ứng đầu cuối khi giao diện ngoài trạm di
động tuân theo tiêu chuẩn ISDN để đấu nối đầu cuối, còn thiết bị đầu cuối lại có thể
giao diện đầu cuối – modem.
Máy di động MS gồm hai phần: Module nhận dạng thuê bao SIM
(Subscriber Identity Module) và thiết bị di động ME (Mobile Equipment).
Để đăng ký và quản lý thuê bao, mỗi thuê bao phải có một bộ phận gọi là
SIM. SIM là một module riêng được tiêu chuẩn hoá trong GSM. Tất cả các bộ phận
thu, phát, báo hiệu tạo thành thiết bị ME. ME không chứa các tham số liên quan đến
khách hàng, mà tất cả các thông tin này được lưu trữ trong SIM. SIM thường được
chế tạo bằng một vi mạch chuyên dụng gắn trên thẻ gọi là Simcard. Simcard có thể
rút ra hoặc cắm vào MS.
Sim đảm nhiệm các chức năng sau:
- Lưu giữ khoá nhận thực thuê bao Ki cùng với số nhận dạng trạm di động
quốc tế IMSI nhằm thực hiện các thủ tục nhận thực và mật mã hoá thông tin.
- Khai thác và quản lý số nhận dạng cá nhân PIN (Personal Identity
Number) để bảo vệ quyền sử dụng của người sở hữu hợp pháp. PIN là một số gồm
từ 4 đến 8 chữ số, được nạp bởi nhà khai thác khi đăng ký lần đầu.
2.2.4. Phân hệ khai thác và bảo dưỡng OSS
2.2.4.1. Khai thác và bảo dưỡng mạng
2.2.4.1.1. Khai thác:
Là hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng như
tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao giữa hai cell.v.v.. Nhờ vậy nhà

Nguyễn Sỹ Tú

- 25 -

46K_ĐTVT