EDGE – Giải pháp cho các dịch vụ số liệu tốc độ cao trên mạng GSM

Lời nói đầu
LỜI NÓI ĐẦU
Hệ thống thông tin di động đã phát triển rất nhanh trong những năm gần đây. Từ
thế hệ thứ nhất chỉ hỗ trợ truyền thoại, cho đến bây giờ các hệ thống di động đã cung
cấp được rất nhiều dịch vụ như là: Audio-Video, truy nhập Internet, nhắn tin, nhắn tin
đa phương tiện,.v.v…
Công nghệ GSM ra đời, là bước phát triển nhảy vọt so với hệ thống di động thế hệ
thứ nhất. Hệ thống thông tin thế hệ thứ hai sử dụng các kỹ thuật điều chế số và sử
dụng các phương pháp xử lý cuộc gọi là số hóa. Một trong những hệ thống này là sự
kết hợp của hai kỹ thuật TDMA và FDMA để tăng số lượng kênh. Các hệ thống này
cung cấp chất lượng dịch vụ tốt hơn các hệ thống của thế hệ thứ nhất và việc sử dụng
băng thông hiệu quả hơn. Các hệ thống thuộc thế hệ thứ hai hỗ trợ cả truyền tín hiệu
thoại, truyền số liệu, text, … và có cơ chế mã hóa để bảo vệ dữ liệu và thoại. Tuy
nhiên, trước yêu cầu tăng nhanh của việc truyền dữ liệu tốc độ cao, mạng GSM đã
bộc lộ rõ những nhược điểm của mình. Đó là việc truyền dữ liệu với tốc độ và chất
lượng dịch vụ dữ liệu chưa đáp ứng được nhu cầu. Trong tình hình hạ tầng cơ sở của
hệ thống GSM hiện tại đang chiếm đa số, và việc phát triển ngay lên mạng thông tin
di động thế hệ 3 đòi hỏi hạ tầng thiết bị phải thay đổi rất lớn và điều này khó có thể
thực hiện được. Trong tiến trình phát triển của thông tin di động thì việc thông qua
một số bước trung gian là điều tất yếu.
Dịch vụ vô tuyến gói vô tuyến chung GPRS đã được sử dụng để cung cấp băng
thông cho các dịch vụ Internet di động trong mạng GSM. Tuy nhiên, các ứng dụng số
liệu thời gian thực đòi hỏi băng thông rộng hơn với chất lượng dịch vụ cao hơn mà
GPRS hiện nay không đáp ứng được.
Việc chuyển từ GPRS sang EGPRS hay EDGE có thể xoá đi sự khác biệt về mặt
dung lượng này. EDGE – Enhanced Data rates for GSM Evolution là tiêu chuẩn giao
diện vô tuyến mới với sự kết hợp của phương thức điều chế 8PSK. EDGE tạo điều
kiện cho các nhà khai thác mạng GSM có thể chuyển sang cung cấp các dịch vụ số
liệu di động và các dịch vụ đa phương tiện bằng việc tăng tốc độ dung lượng lên gấp
3 lần với cùng phổ GSM hiện tại mà không có bất kỳ ảnh hưởng lớn nào đối với việc
quy hoạch tần số. EDGE là giải pháp bổ sung cho hệ thống UMTS, nó cho phép các

Sinh viên: Trần Hiếu Hạnh – ĐTVT3-K46
i
Lời nói đầu
nhà khai thác mạng có thể sử dụng EDGE để cung cấp các dịch vụ tương đương 3G
trên diện rộng và UMTS ở các khu vực có mật độ thuê bao lớn.
Trên cơ sở những kiến thức đã tích luỹ được qua 5 năm học tập chuyên ngành
Điện Tử - Viễn Thông tại trường đại học Bách Khoa Hà Nội và sau thời gian thực tập
tại công ty VMS-Mobifone, tôi đã hoàn thành đề tài “ EDGE – Giải pháp cho các
dịch vụ số liệu tốc độ cao trên mạng GSM”.
Nội dung đề tài bao gồm 5 chương:
 Chương 1: Tổng quan về EDGE
 Chương 2: Kiến trúc mạng thông tin di động EDGE
 Chương 3: Các dịch vụ phát triển trên EDGE
 Chương 4: Các chức năng yêu cầu hệ thống EDGE
 Chương 5: Ứng dụng EDGE trên mạng thông tin di động VMS
Qua đây, tôi xin trân trọng cảm ơn cô giáo TS Trần Ngọc Lan, TS Đỗ Vũ Anh -
Trưởng phòng và các cán bộ phòng Kỹ Thuật - Khai Thác của công ty thông tin di
động VMS-Mobifone đã nhiệt tình giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Hà Nội, tháng 5 năm 2006
Trần Hiếu Hạnh
Sinh viên: Trần Hiếu Hạnh – ĐTVT3-K46
ii
Mục lục
LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................i
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ
EDGE................................................................................................................1
I.Giới thiệu tổng quan.................................................................................1
II.Nhu cầu phát triển EDGE........................................................................2
III.Các đặc điểm của EDGE........................................................................2
1.Về phía người sử dụng dịch vụ..............................................................2

2.Về phía nhà cung cấp dịch vụ................................................................3
IV.Khái niệm về EDGE..............................................................................4
V.Các dịch vụ EDGE có thể cung cấp.........................................................4
1.Chat .......................................................................................................4
2.Thông tin văn bản và hình ảnh...............................................................4
3.Hình ảnh tĩnh..........................................................................................5
4.Ảnh động................................................................................................5
5.Duyệt Web..............................................................................................5
6.Làm việc trong môi trường cộng tác, tư liệu dùng chung......................6
7.Âm thanh................................................................................................6
8.Phân công công việc ..............................................................................6
9.E-mail nội bộ .........................................................................................7
10.Internet E-mail......................................................................................7
11.Định vị phương tiện giao thông............................................................8
12.Truy cập LAN từ xa.............................................................................8
13.Chuyển file...........................................................................................8
14.Tự động điều khiển thiết bị gia đình....................................................9
15.Push to talk...........................................................................................9
16.Streaming..............................................................................................9
VI.Các con đường để phát triển lên EDGE...............................................10
CHƯƠNG 2 KIẾN TRÚC
MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG EDGE.........................................................11
I.Kiến trúc của hệ thống GSM .................................................................11
1.Các thành phần cơ bản của hệ thống....................................................11
2.Các giao diện của GSM........................................................................15
II.Kiến trúc của hệ thống vô tuyến gói chung GPRS................................17
1.Các thành phần cơ bản của mạng.........................................................18
2.Các giao diện và giao thức trong mạng GPRS.....................................21
III.Hệ thống EDGE...................................................................................32
1.Kiến trúc hệ thống EDGE....................................................................32

2.Các phương thức điều chế....................................................................33
3.Sự lựa chọn phương thức điều chế trong EDGE..................................46
4.Các kiểu kênh và các sơ đồ mã hoá kênh ở giao diện vô tuyến...........47
5.Mã hóa kênh.........................................................................................49
6.Cách tính tốc độ số liệu trong EDGE ..................................................56
Sinh viên: Trần Hiếu Hạnh – ĐTVT3-K46
iii
Mục lục
CHƯƠNG 3 CÁC DỊCH VỤ
PHÁT TRIỂN TRÊN EDGE...........................................................................58
I.Phương thức truyền ................................................................................58
1.Điểm tới điểm PTP...............................................................................58
2.Điểm tới đa điểm PTM.........................................................................58
II.Các loại dịch vụ.....................................................................................58
1.Trình duyệt WAP.................................................................................59
2.Nhắn tin đa phương tiện MMS.............................................................61
3.Gaming.................................................................................................63
4.Audio và Video Streaming...................................................................64
III.Chất lượng dịch vụ QoS.......................................................................66
1.Mức độ ưu tiên dịch vụ........................................................................66
2.Độ tin cậy - Reliability.........................................................................66
3.Trễ - Delay ..........................................................................................67
4.Thông lượng- Throughput....................................................................67
5.Giám sát – Monitor...............................................................................67
6.Bảng thông số cung cấp dịch vụ...........................................................67
CHƯƠNG 4 CÁC CHỨC
NĂNG YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG EDGE................................................70
I.Quản lý di động EDGE/GPRS................................................................70
1.Các trạng thái quản lý di động..............................................................70
2.Sự chuyển đổi giữa các trạng thái........................................................71

3.Thủ tục nhập mạng...............................................................................72
4.Thủ tục rời mạng..................................................................................75
5.Quản trị vùng định vị............................................................................76
II.Định tuyến và truyền tải dữ liệu............................................................83
1.Các trạng thái của PDP.........................................................................83
2.Khởi tạo, thay đổi và hủy bỏ PDP context...........................................84
3.Định tuyến và truyền tải số liệu............................................................90
CHƯƠNG 5 ỨNG DỤNG
EDGE VÀO MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VMS – MOBIFONE.............91
I.Yêu cầu về phần vô tuyến.......................................................................91
1.Khả năng đáp ứng.................................................................................91
2.Những yêu cầu khi hoạt động...............................................................92
3.Sử dụng băng thông hiệu quả...............................................................93
4.Độ phức tạp..........................................................................................94
II.Cấu hình mạng VMS – Mobifone hiện tại............................................94
III.Giải pháp ứng dụng EDGE trên mạng VMS........................................99
1.Giải pháp của các hãng.........................................................................99
2.Đề xuất phương án triển khai.............................................................101
KẾT LUẬN..................................................................................................106
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................xii
TỪ VIẾT TẮT...............................................................................................xiii
Sinh viên: Trần Hiếu Hạnh – ĐTVT3-K46
iv
Mục lục
Hình 1-1 Các con đường tiến lên EDGE.........................................................10
Hình 2-2 Kiến trúc hệ thống GSM .................................................................11
Hình 2-3 Các giao diện của GSM...................................................................16
Hình 2-4 Kiến trúc hệ thống GPRS.................................................................18
Hình 2-5 Mặt phẳng truyền dẫn......................................................................21
Hình 2-6 Giao diện báo hiệu trong GPRS.......................................................24

Hình 2-7 Giao diện Gb....................................................................................24
Hình 2-8 Giao diện Gr.....................................................................................25
Hình 2-9 Giao diện Gs.....................................................................................25
Hình 2-10 Giao diện Gf...................................................................................26
Hình 2-11 Giao diện Gd..................................................................................26
Hình 2-12 Giao diện Gn..................................................................................27
Hình 2-13 Giao diện Gi ..................................................................................27
Hình 2-14 Giao diện Gc..................................................................................28
Hình 2-15 Giao diện vô tuyến GPRS..............................................................28
Hình 2-16 Cấu trúc của khối RLC/MAC........................................................31
Hình 2-17 Cấu trúc lớp LLC...........................................................................32
Hình 2-18 Kiến trúc hệ thống EDGE..............................................................33
Hình 2-19Đồ thị hình sao của tín hiệu điều chế QPSK ..................................37
Hình 2-20 Tín hiệu QPSK...............................................................................38
Hình 2-21 Tín hiệu OQPSK............................................................................39
Hình 2-22Quá trình tạo tín hiệu MSK.............................................................40
Hình 2-23 GMSK có bổ sung cầu phương băng cơ bản..................................41
Hình 2-24 GMSK có bổ sung điều chế dịch tần với FM – VCO....................41
Hình 2-25 Dạng của tín hiệu qua bộ lọc thông thấp Gaussian với BN=0,5....42
Hình 2-26 Dòng số liệu vào............................................................................42
Hình 2-27 Tín hiệu sau khi qua bộ lọc Gaussian.............................................43
Hình 2-28 Đồ thị hàm b(t)...............................................................................43
Hình 2-29 Đồ thị hàm c(t)..............................................................................43
Hình 2-30 I(t) = Cos( c(t) )..............................................................................44
Hình 2-31 Q(t)=sin (c(t)) ................................................................................44
Hình 2-32 Tín hiệu GMSK..............................................................................44
Hình 2-33 Sơ đồ hình sao điều chế 8-PSK .....................................................45
Sinh viên: Trần Hiếu Hạnh – ĐTVT3-K46
v
Mục lục

Hình 2-34 Bộ điều chế 8-PSK ........................................................................45
Hình 2-35 Bộ giải mã 8-PSK .........................................................................46
Hình 2-36Các họ điều chế mã hóa sử dụng trong EDGE................................50
Hình 2-37 Sơ đồ mã hóa và chọc bỏ cho MSC-9; điều chế 8-PSK;2 khối
RLC/20ms.......................................................................................................51
Hình 2-38 Sơ đồ mã hóa và chọc bỏ cho MSC-8; điều chế 8-PSK;2 khối
RLC/20ms.......................................................................................................51
Hình 2-39 Sơ đồ mã hóa và chọc bỏ cho MSC-7; điều chế 8-PSK; 2 khối
RLC/20ms.......................................................................................................52
Hình 2-40 Sơ đồ mã hóa và chọc bỏ cho MSC-6; điều chế 8-PSK; 1 khối
RLC/20ms ......................................................................................................52
Hình 2-41 Sơ đồ mã hóa và chọc bỏ cho MSC-5; điều chế 8-PSK; 1 khối
RLC/20ms ......................................................................................................53
Hình 2-42 Sơ đồ mã hóa và chọc bỏ cho MSC-4; điều chế GMSK;1 khối
RLC/20ms.......................................................................................................53
Hình 2-43 Sơ đồ mã hóa và chọc bỏ cho MSC-3; điều chế GMSK;1 khối
RLC/20ms.......................................................................................................54
Hình 2-44 Sơ đồ mã hóa và chọc bỏ cho MSC-2; điều chế GMSK;1 khối
RLC/20ms.......................................................................................................54
Hình 2-45 Sơ đồ mã hóa và chọc bỏ cho MSC-1; điều chế GMSK;1 khối
RLC/20ms.......................................................................................................55
Hình 2-46 Đồ thị RF .......................................................................................56
Hình 3-47 Sơ đồ chuyển đổi khuôn dạng và font chữ của Covert Gateway...60
Hình 3-48 Sơ đồ hoạt động hệ thống với MMS..............................................62
Hình 3-49 So sánh dung lượng vô tuyến GPRS và EDGE ............................63
Hình 3-50 So sánh giá thành GPRS và EDGE................................................63
Hình 3-51 Sơ đồ hoạt động của hệ thống với Game Server............................64
Hình 3-52 Sơ đồ hoạt động của hệ thống với Game Peer to peer...................64
Hình 3-53 Cấu hình hệ thống với Mobile TV.................................................65
Hình 4-54 Các trạng thái quản lý di động.......................................................71

Hình 4-55 Quá trình truy nhập EGPRS/IMSI kết hợp....................................73
Hình 4-56 Thủ tục rời mạng khởi tạo từ máy di động.....................................75
Hình 4-57Thủ tục rời mạng khởi tạo từ SGSN...............................................76
Hình 4-58Thủ tục cập nhật vùng định tuyến trong cùng SGSN.....................78
Hình 4-59 Thủ tục cập nhật vùng định tuyến thuộc SGSN khác nhau............80
Hình 4-60 Thủ tục cập nhật LA/RA trong cùng SGSN..................................81
Hình 4-61 Thủ tục cập nhật LA/RA thuộc SGSN khác nhau..........................82
Hình 4-62 Trạng thái hoạt động......................................................................83
Hình 4-63 Thủ tục khởi tạo PDP context từ phía MS.....................................85
Hình 4-64 Thủ tục khởi tạo từ phía mạng ......................................................86
Hình 4-65 Thủ tục thay đổi PDP context........................................................87
Hình 4-66 Thủ tục hủy bỏ PDP context khởi tạo từ máy di động...................88
Hình 4-67 Thủ tục hủy bỏ PDP context khởi tạo từ SGSN.............................89
Sinh viên: Trần Hiếu Hạnh – ĐTVT3-K46
vi
Mục lục
Hình 4-68 Thủ tục hủy bỏ PDP context khởi tạo từ GGSN............................89
Hình 5-69 Sơ đồ kết nối mạng thông tin di động GSM-VMS........................95
Hình 5-70 Cấu hình kết nối hệ thống GPRS hiện tại trên mạng Mobifone....98
Hình 5-71 Giải pháp thiết kế mạng lõi GSM/GPRS/EDGE của Alcatel......100
Hình 5-72 Cấu hình mạng EDGE giải pháp Ericsson ..................................100
Hình 5-73 Cấu hình PCU nâng cấp cho GPRS/EDGE ................................103
Hình 5-74 Cấu hình mạng GPRS/EDGE VMS – Mobifone.........................105
Sinh viên: Trần Hiếu Hạnh – ĐTVT3-K46
vii
Tổng quan về EDGE
CHƯƠNG 1 TỔN
G QUAN VỀ EDGE
I. Giới thiệu tổng quan
Việc ra đời mạng di động thế hệ 2 đã tạo nên sự bùng nổ về số lượng thuê bao di

động. Hai hệ thống phổ biến nhất là GSM và IS-95. Hệ thống GSM là hệ thống dựa
trên sự kết hợp 2 công nghệ FDMA và TDMA, được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu và
nhiều nước ở Châu Á và Châu Phi. Hệ thống IS-95 dựa trên công nghệ CDMA và
được sử dụng nhiều ở Bắc Mỹ. Với việc phổ biến rộng rãi hơn những hệ thống này
sẽ dẫn đến việc tăng nhu cầu về các dịch vụ truyền số thông qua mạng di động. Các
hệ thống này được thiết kế để hỗ trợ việc chuyển mạch kênh cho dữ liệu thoại và hỗ
trợ một phần việc truyền gói, tuy nhiên không thể đáp ứng được yêu cầu về lưu lượng
hiện nay. Trong tương lai, hệ thống di động còn có thể cung cấp rất nhiều dịch vụ
như truy nhập Internet qua mạng di động, streaming audio và video, dịch vụ nhắn tin
text và multimedia...
Các hệ thống thế hệ thứ 2 bản thân chúng không thể đáp ứng hoàn toàn nhu cầu về
dữ liệu. Tốc độ dữ liệu thấp, thời gian thiết lập cuộc gọi dài và các dịch vụ lại đắt.
Nguyên nhân chính là do những hệ thống này được thiết kế chủ yếu để phục vụ
chuyển mạch kênh cho tín hiệu thoại và kênh sẽ được cung cấp cho một người dùng
trong suốt thời gian thực hiện cuộc gọi. Chính việc này đã dẫn đến việc sử dụng
không hiệu quả kênh truyền so với việc chuyển mạch gói. Nếu cung cấp các dịch vụ
dựa trên chuyển mạch gói, các kênh có thế được cấp phát cho nhiều người dùng khi
có nhu cầu, và dẫn tới việc chia sẻ cùng một kênh vật lý nên hiệu quả sử dụng kênh
sẽ tăng lên. Dịch vụ GPRS đã được phát triển để bù đắp cho sự thiếu sót trên và để
đơn giản hóa việc truy nhập từ mạng không dây vào mạng chuyển mạch gói. Nhưng
khi chúng ta đòi hỏi các dịch vụ gói số liệu cũng như cách sử dụng đơn giản hơn thì
GPRS phải sử dụng rất nhiều khe thời gian hay trở lại sử dụng các dịch vụ chuyển
mạch kênh. Điều này làm cho hệ thống làm việc không hiệu quả. EDGE ra đời đã
đáp ứng được cả hai đòi hỏi trên. EDGE hoạt động dựa trên nền băng thông có sẵn và
có một số thay đổi ở phần giao diện vô tuyến.
Tổng quan về EDGE
II. Nhu cầu phát triển EDGE
Khoảng 10 năm sau khi mạng GSM được đưa vào sử dụng, trên rất nhiều thị
trường phát triển người ta đã phát hiện ra những hạn chế đầu tiên cho sự tăng trưởng
của dịch vụ thoại. EDGE có thể khắc phục hạn chế đó và tiếp tục đáp ứng nhu cầu

ngày càng tăng đối với các dịch vụ di động, các dịch vụ số liệu mới với tốc độ truyền
tải cao đã được dự tính trước và sẽ phổ biến trong những năm tới. Truy nhập Internet
bằng các thiết bị di động đem lại khả năng sử dụng một loạt các dịch vụ mới như
thương mại điện tử, thư điện tử (email), truyền tải tệp (file), thông tin chứng khoán,
thanh toán từ xa, quản lý du lịch, và dự báo thời tiết…
III. Các đặc điểm của EDGE
Những lợi thế của EDGE có thể chia thành hai phần đó là về phía người sử dụng
dịch vụ và phía nhà cung cấp dịch vụ.
1. Về phía người sử dụng dịch vụ
• Tốc độ: Về lý thuyết EDGE có thể cung cấp các dịch vụ số liệu với tốc độ lên
tới 473 kb/s và tốc độ số liệu trung bình là từ 110 – 130 kb/s. Tốc độ trung bình
này đủ đáp ứng các dịch vụ băng rộng như video và audio streaming, truy cập
internet tốc độ cao, có thể tải file với dung lượng lớn.
• Một kết nối “always-on”: Giống như các dịch vụ băng rộng sử dụng cáp,
EDGE cũng cung cấp một kết nối Internet liên tục, người sử dụng có thể sử dụng
các dịch vụ ấn định trước như là các dịch vụ cảnh báo. EDGE cho phép người sử
dụng có thể sử dụng các dịch vụ số liệu trong khi đang đàm thoại.
• Giá trị: EDGE sử dụng kỹ thuật gói số liệu cho phép các tổng đài cung cấp
dịch vụ theo cách thức hiệu quả hơn. Người sử dụng chỉ phải trả tiền cho số liệu
mà họ gửi và nhận thay vì họ phải trả theo thời gian kết nối như sử dụng kỹ thuật
kênh.
• Độ bao phủ: EDGE là dịch vụ tương đối rẻ, các nhà cung cấp chỉ cần một
nâng cấp đơn giản, do đó EDGE có thể mở rộng nhanh chóng từ thành thị tới
nông thôn và nhiều vùng khác. EDGE tương thích với GPRS nên khi người sử
dụng đi ra khỏi vùng phủ sóng của EDGE thì hệ thống sẽ tự động chuyển sang
vùng phủ sóng của GPRS.
Tổng quan về EDGE
• Thiết bị đầu cuối: Có rất nhiều hãng sản xuất điện thoại di động tương thích
EDGE như LG, Motorola, Nokia, NEC, Samsung, Siemens, Sony Ericsson. Các
thiết bị hỗ trợ GSM/GPRS/EDGE và làm việc với các giải tần

800/900/1800/1900 MHz.
2. Về phía nhà cung cấp dịch vụ
• Sử dụng băng thông mềm dẻo và hiệu quả: Một cách nhanh chóng, EDGE có
thể cung cấp các dịch vụ tương đương 3G với tài nguyên vô tuyến hiện có. Là
một kỹ thuật băng hẹp, EDGE sử dụng các kênh 200kHz, EDGE không đòi
hỏi tài nguyên băng thông mới, do vậy có thể triển khai EDGE dựa trên các
băng tần hiện tại 800/900/1800/1900 MHz.
• Dễ dàng nâng cấp: EDGE sử dụng cấu trúc khung như là của TDMA, kênh
logic và sóng mang có độ rộng 200 kHz như các mạng GSM hiện tại. Vì thế,
khi triển khai EDGE không đòi hỏi thay đổi cấu trúc lại các thành phần chính
của mạng. Việc nâng cấp mạng lên EDGE chỉ bổ sung thêm phần mềm đơn
giản và một số chi tiết phần cứng.
• Tính tương thích: EDGE có thể tương thích với các kỹ thuật khác của GSM,
nhờ thế mà khi một thuê bao khi ra khỏi vùng phủ sóng của EDGE thì hệ
thống sẽ tự động chuyển sang các mạng GPRS và WCDMA, tùy theo các dịch
vụ số liệu mà thuê bao đó sử dụng. Hơn nữa EDGE cũng có thể sử dụng lại
các thiết bị mạng chuyển mạch gói đã triển khai cho GPRS.
• Tiết kiệm chi phí: Chi phí trung bình để nâng cấp lên EDGE từ GSM/GPRS
cho mỗi thuê bao chỉ là từ 1$ – 2$.
Ở Việt Nam, hiện nay việc khai thác mạng Internet đã đưa các dịch vụ thông tin
điện tử tới người sử dụng. Thương mại điện tử cũng đã cung cấp và ngày càng thu
hút số lượng khách hàng lớn. Thông tin di dộng với kỹ thuật GSM cũng đã và đang
phát triển mạnh mẽ thông qua số lượng thuê bao, vùng phủ sóng và số lượng dịch vụ
cung cấp cho khách hàng. Thực tế cho thấy việc sử dụng các dịch vụ số liệu phải theo
phương thức chuyển mạch kênh, gây lãng phí tiềm năng mạng, nhất là phần vô tuyến.
Điều đó không thể đáp ứng nhu cầu đa dạng hiện nay khi đưa vào khai thác các dịch
vụ thông tin hình ảnh, Internet, thương mại điện tử. Do những yếu tố về kinh tế và kỹ
Tổng quan về EDGE
thuật đã nêu, yêu cầu phát triển được EDGE là cách tốt nhất để sớm đưa hệ thống
thông tin di dộng Việt Nam lên thế hệ ba trong tương lai.

IV. Khái niệm về EDGE
EDGE là một chuẩn cho việc truyền dữ liệu di động với tốc độ cao trên phương
diện toàn cầu. Nó có thể chạy trên nền GSM/GPRS và chuyển mạch gói của IS-136
cho hệ thống thông tin di động cải tiến kĩ thuật số DAMPS. EDGE có thể cho phép
truyền dữ liệu với tốc độ lên tới 384kb/s với 8 khe thời gian. Thay vì 14,4kbit/s cho
mỗi khe thời gian, EDGE đạt tới 48kbit/s cho một khe thời gian. Ý tưởng của EDGE
là sử dụng một phương pháp điều chế mới được gọi là điều chế khoá dịch pha tám
trạng thái (8-PSK). EDGE là một phương thức nâng cấp hấp dẫn đối với các mạng
GSM vì nó chỉ yêu cầu một phần mềm nâng cấp trạm gốc. Điều chế 8-PSK không
thay thế mà cùng tồn tại với phương pháp điều chế khóa dịch tối thiểu Gaussian
(GMSK) đang được sử dụng trong GSM, nên các thuê bao có thể tiếp tục sử dụng
máy di động cũ của mình nếu không có nhu cầu về dịch vụ mới. Xét trên khía cạnh
kỹ thuật, cũng cần giữ lại GMSK vì 8PSK chỉ có hiệu quả ở vùng hẹp, với vùng rộng
vẫn cần GMSK.
V. Các dịch vụ EDGE có thể cung cấp
1. Chat
Chat là dịch vụ thông tin trên Internet. Các nhóm chat Internet đã chứng minh là
một ứng dụng rất được ưa chuộng của Internet. Các nhóm chat đã bắt đầu dùng các
dịch vụ di động phi thoại làm phương tiện chuyện trò, giao tiếp và thảo luận.
Vì tính hỗ trợ với Internet, EDGE cho phép người dùng di động tham gia một cách
đầy đủ vào các nhóm chat Internet hiện có mà không cần phải đặt nhóm riêng cho
người dùng di động. Vì số lượng thành viên là một yếu tố quan trọng, việc sử dụng
EDGE ở đây sẽ rất thuận tiện.
2. Thông tin văn bản và hình ảnh
Nội dung thông tin chuyển đến người dùng di động là giá cổ phiếu, điểm thi đấu
thể thao, thời tiết, thông tin hàng không, những tin tức nổi bật, nhắc nhở cầu nguyện,
kết quả sổ số, chuyện cười, đoán tử vi, giao thông, các dịch vụ định vị…
Chiều dài của một bản tin là 160 ký tự, có thể diễn đạt thông tin đủ đáp ứng khi
thông tin nêu những định lượng bằng số như là giá cổ phiếu hoặc điểm thi đấu thể
Tổng quan về EDGE

thao hoặc dự báo thời tiết. Khi thông tin là một sự việc nào đó như đoán số tử vi, câu
chuyện tin tức, thì 160 ký tự là quá ngắn. Nó làm người nhận khó chịu vì họ chỉ nhận
những thông tin nổi bật hay những dự báo mà chẳng có chút giải thích hay làm rõ
thêm. EDGE có thể được sử dụng cho các dịch vụ thông tin diễn giải khi người dùng
có thiết bị, nhưng SMS cũng vẫn tiếp tục phát huy tác dụng. Các ứng dụng chat ở đây
vẫn có thể sử dụng SMS, nhằm để người nói giảm thiểu ngôn từ, tăng tính cô đọng
thông tin và giảm thiểu số thành viên trong các nhóm chat Internet.
3. Hình ảnh tĩnh
Các hình ảnh tĩnh như ảnh chụp, tranh, bưu thiếp, thiệp chúc mừng và các giới
thiệu, các trang Web tĩnh có thể được gửi và nhận qua mạng di động như qua mạng
điện thoại cố định. Có thể dùng EDGE để gửi hình ảnh từ một camera nối đến thiệt bị
vô tuyến EDGE thẳng đến các địa chỉ cụ thể trên Internet, đồng thời nó cũng cho
phép đưa thông tin vào máy tính với tốc độ gần như theo thời gian thực.
4. Ảnh động
Theo thời gian, chất và dạng của thông tin di động đang trở nên ít tính văn bản và
giàu hình ảnh hơn. Công nghiệp di động đang chuyển từ các SMS text đến các SMS
ảnh chụp, từ các SMS bản thiết kết đến các SMS video. Các giới thiệu phim hoặc cả
cuốn phim được tải và được xem qua luồng số liệu về thiết bị di động.
Gửi ảnh động trong môi trường di động có nhiều ứng dụng thương mại tiềm năng
bao gồm cả kiểm tra bãi đỗ xe hoặc khu nhà cao tầng để ngăn ngừa trộm và đột nhập
trái phép, gửi hình ảnh bệnh nhân từ một xe cứu thương đến bệnh viện. Những ứng
dụng video hội nghị, trong đó các đại lý phân phối có thể có các cuộc họp không cần
phải đến một địa điểm chung cũng là một ứng dụng khác nữa cần được nói đến
5. Duyệt Web
Dùng dịch vụ số liệu chuyển mạch kênh để duyệt Web chưa bao giờ là một ứng
dụng người sử dụng di động có thể chấp nhận được. Vì tốc độ chậm của chuyển
mạch kênh, phải mất nhiều thời gian cho số liệu từ Internet đến server để duyệt. Thay
vào đó, người sử dụng thường phải tắt hình ảnh và chỉ truy cập vào text trên trang
Web, và cố gắng một cách khó khăn để đọc text trên màn hình. Di động duyệt
Internet phù hợp tốt hơn với EDGE.

Tổng quan về EDGE
6. Làm việc trong môi trường cộng tác, tư liệu dùng chung
Dịch vụ di động số liệu thuận tiện cho việc san sẻ tư liệu và làm việc trong môi
trường cộng tác. Điều này cho phép những người khác nhau ở những vị trí khác nhau
làm việc trên cùng một tư liệu cùng một lúc. Những tư liệu ở đây là những ứng dụng
đa phương tiện kết hợp với tiếng nói, văn bản, hình ảnh và thậm trí cả ảnh động. Loại
ứng dụng này có thể rất có ích trong việc giải quyết các sự cố như chống cháy, bố trí
trận địa, điều trị bệnh, xây dựng, báo chí và vân vân. Ngay cả tư liệu liên quan đến
các khu du lịch, giải trí để đặt trước kỳ nghỉ cũng có thể dùng chung, và vậy là tiết
kiệm cho khách hàng không phải đến tận văn phòng du lịch mới quyết định. Bất cứ ở
đâu người ta cũng có thể thấy được hình ảnh mô tả một vị trí, một địa danh đang
được quảng bá, vậy làm việc cộng tác là có lợi. Bằng việc cung cấp băng thông đủ
rộng, EDGE cung cấp những ứng dụng đa phương tiện như là những tư liệu dùng
chung.
7. Âm thanh
Bất chấp nhiều cải tiến chất lượng thoại của mạng điện thoại di động như là cải
tiến tốc độ, di động vẫn không đạt được chất lượng tiếng nói của thông tin quảng bá
hiện nay. Có các trường hợp nơi các nhà báo hoặc cảnh sát bí mật dùng máy ghi âm
chuyên dụng phỏng vấn và truyền về trung tâm, khi qua hệ thống điện thoại di động
thì chất lượng thoại không đủ trung thực. Vì những đoạn tiếng nói chiếm kích cỡ file
lớn, nên EDGE trong trường hợp này là rất cần thiết vì tốc độ dịch vụ đảm bảo tiếng
nói trung thực hơn.
8. Phân công công việc
Các dịch vụ di động phi thoại có thể được sử dụng để phân công và thông tin
những công việc mới từ văn phòng trung tâm đến nhân viên hiện trường. Các khách
hàng gọi một cuộc đến trung tâm. Nhân viên văn phòng nhận cuộc gọi và phân loại.
Các cuộc gọi như vậy yêu cầu những người bán hàng tại khu vực hoặc đại diện ở gần
đến phục vụ khách. Những ứng dụng phân công công việc có thẻ tùy chọn kết hợp
với những ứng dụng định vị phương tiện giao thông – tức là người đang ở gần nhất
có thể đến để phục vụ khách hàng. Các nhân viên có thể phát tín hiệu vắn tắt như

‘việc 1234 hoàn thành’ hay ‘1235 đang trên đường đi’.
Tổng quan về EDGE
160 ký tự của một SMS là đủ cho thông tin phát đi địa chỉ như những thông tin cần
thiết cho việc dịch vụ khách hàng, dịch vụ đưa hàng tại nhà hay phân phát gói bưu
phẩm. Nhưng 160 ký tự lại yêu cầu người sử dụng thao tác số tắt như ‘St’ thay cho
‘Street’. 160 ký tự cung không cho phép dùng nhiều cho các thông tin khác về khách
hàng như tiểu sử khách hàng, hoặc những sự cố khách hàng chẳng hạn. Vậy là ở đây
EDGE lại cho phép đưa nhiều thông tin hơn. Với EDGE, một bức ảnh chụp khách
hàng và những chi tiết về họ có thể được gửi đến người đại diện khu vực có khách
hàng để tìm và nhận biết khách hàng.
9. E-mail nội bộ
Một công ty có đến nửa số nhân viên không đang làm việc tại văn phòng thì việc
liên lạc với văn phòng bởi việc dùng một hệ thống e-mail nội bộ là quan trọng. Hệ
thông e-mail nội bộ hoạt động trên mạng nội bộ.
LAN bao gồm các chương trình hỗ trợ e-mail như Microsoft Mail, Outlook,
Outlook Express...
Vì các thiết bị EDGE sẽ được phát triển chức năng hơn vượt hơn lên chỉ là một
chiếc điện thoại di động thông thường nên thị trường sử dụng EDGE như là một đầu
cuối hỗ trợ dịch vụ e-mail nội bộ là một tiềm năng đáng chú ý.
10.Internet E-mail
Dịch vụ Internet e-mail đến dưới dạng một dịch vụ gateway nơi các message
không phải lưu trữ trước khi phát đi, hoặc có thể lưu trữ trước khi phát. Trong trường
hợp là dịch vụ gateway, nền e-mail thông tin không dây chỉ đơn giản là message từ
SMTP, giao thức e-mail Internet, đi vào SMS và gửi đến SMSC. Trong trường hợp
dịch vụ là hộp thư e-mail, các mail được lưu trữ và người sử dụng nhận được thông
báo là có mail cho mình trên di động và rồi có thể lấy toàn bộ e-mail bằng việc quay
số vào và lấy, chuyển nó đi v.v....
Để có thể nhận được một e-mail mới, phần lớn người sử dụng e-mail Internet hiện
nay không nhận thông báo trước trên điện thoại di động của họ. Khi họ ở ngoài văn
phòng, họ phải định kỳ, hoặc linh cảm quay số vào mailbox để kiểm tra nội dung.

Tuy nhiên, bằng việc nối với e-mail Internet một cơ chế nhắc thực hiện trong SMS
người sử dụng có thể được thông báo khi một e-mail mới đã đến.
Tổng quan về EDGE
11.Định vị phương tiện giao thông
Ứng dụng này kết hợp hệ thống định vị vệ tinh với dịch vụ di động phi thoại cho
phép một người thông báo cho người khác vị trí của mình. Hệ thống GPS là một
mạng sử dụng miễn phí toàn cầu gồm 24 vệ tinh. Bất cứ ai có một máy thu GPS có
thể nhận được định vị vệ tinh của họ và do đó có thể tìm ra nơi họ đang đứng. Ứng
dụng định vị phương tiện giao thông có thể được sử dụng trong nhiều dịch vụ khác
bao gồm chẩn đoán sự cố phương tiện từ xa, lần dấu vết phương tiện thất lạc.
SMS là lý tưởng cho việc gửi thông tin vị trí của GPS. Những thông tin bằng số đó
là kinh độ, vĩ độ, phương hướng và độ cao. Số liệu tọa độ GPS điển hình dài khoảng
60 ký tự. EDGE cũng có thể được sử dụng thay cho SMS.
12.Truy cập LAN từ xa
Khi các công chức có máy di động ở xa văn phòng, rõ ràng là cần nối với văn
phòng. Những ứng dụng truy cập LAN từ xa đến bất kỳ ứng dụng nào trong mạng
nội bộ như là một nhân viên ngồi bên bàn làm việc, bao gồm truy cập đến intranet, sử
dụng các dịch vụ e-mail Microsoft Exchange hay Lotus Notes, chạy các ứng dụng cơ
sở dữ liệu nhên Oracle hoặc Sybase hoặc bất kỳ một cái gì. Các đầu cuối di động như
là máy di động cầm tay hoặc máy tính xách tay có cùng những chương trình phần
mềm giống như máy tính để bàn, hoặc được cắt giảm các phiên bản client trên các
ứng dụng truy cập.
LAN công ty, lĩnh vực ứng dụng này cho phép truy cập từ xa đến nhiều dạng
thông tin khác nhau – email, intranet, cơ sở dữ liệu. Thông tin này có thể được truy
cập qua các công cụ duyệt web, hoặc các ứng dụng phần mềm chuyên biệt trên thiết
bị di động. Truyền tải cho truy cập LAN từ xa phụ thuộc nhiều vào lượng số liệu
được truyền phát. Tốc độ và tiềm năng của EDGE khiến dịch vụ này trở nên lý
tưởng.
13.Chuyển file
Ứng dụng truyền file bao gồm việc tải bất kỳ một lượng dữ liệu nào qua mạng di

động. Dữ liệu này có thể là một tài liệu, một sổ tay hoặc một chương trình phần
mềm. Nguồn của thông tin có thể là một trong những phương pháp thông tin Internet
như FTP, Telnet, http hoặc Java – hoặc một cơ sở dữ liệu hay platform bản quyền.
Không phụ thuộc vào nguồn hoặc kiểu file, loại ứng dụng này có khuynh hướng cần
Tổng quan về EDGE
tập trung băng thông. Do vậy nó cần một tốc độ số liệu di động rất cao như GPRS,
EDGE hoặc 3GSM để chạy qua mạng điện thoại di động.
14.Tự động điều khiển thiết bị gia đình
Ứng dụng điều khiển thiết bị gia đình từ xa kết hợp an ninh từ xa với điều khiển từ
xa. Ứng dụng cho phép chủ nhà có thể kiểm soát nhà xa nơi họ có mặt. Nếu cảnh báo
chống trộm báo, người dùng di động không chỉ được thông báo, mà còn thấy hiện
trường, thậm chí còn có thể nhốt trộm trong nhà mình. Điện thoại di động hoàn toàn
có thể được sử dụng như những thiết bị điều khiển từ xa hiện hữu như của TV,
video.... Vì giao thức IP sẽ sớm ở mọi nơi – không chỉ trong máy điện thoại di động
mà còn ở tất cả các thiết bị gia đình và máy móc – những thiết bị này có khả năng
được địa chỉ hóa và có khả năng nhận biết. Một khả năng cốt yếu cho các ứng dụng
điều khiển thiết bị gia đình là bluetooth, một loại thiết bị cho phép đưa tất cả các
chủng loại thiết bị khác nhau vào trong một mạng.
15.Push to talk
PTT (Push to Talk) cho phép kết nối cuộc gọi bộ đàm giữa các nhóm người sử
dụng với nhau. Âm thanh sẽ được mã hoá và chuyển giữa các máy di động dưới dạng
gói thông tin qua đường truyền GPRS.
Để sử dụng dịch vụ PTT, khách hàng cần có máy di động có tính năng “Push to
Talk”, đăng ký và sử dụng dịch vụ GPRS. Người sử dụng có thể lựa chọn một người
hoặc một nhóm người quen đã cài đặt sẵn trong máy và bấm nút
PTT để bắt đầu đàm thoại. PTT là phương thức liên lạc không đồng thời, khi
người này nói thì người/nhóm người kia chỉ nghe và ngược lại. Cuộc gọi PTT sẽ
được kết nối ngay mà không cần người nhận bấm máy trả lời. Âm thanh sẽ được phát
ra từ máy di động thông qua hệ thống loa. Dịch vụ này phù hợp cho khách hàng cần
trang bị hệ thống thông tin đặc biệt như taxi, công an, cứu hộ…

16.Streaming
Dịch vụ truyền số liệu đa phương tiện hiện nay như video streaming, di động TV,
video call… đang rất được chú ý trong mạng di động. Khi sử dụng dịch vụ này, thuê
bao có thể ngay lập tức nhận được số liệu theo thời gian thực hoặc chỉ phải chờ trong
một khoảng thời gian ngắn.
Tổng quan về EDGE
VI. Các con đường để phát triển lên EDGE

Hình 1-1 Các con đường tiến lên EDGE
• Một là, EDGE phát triển từ GSM dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD
gọi là ECSD. HSCSD là phương thức đơn giản nhất để nâng cao tốc độ. Thay vì một
khe thời gian, một trạm di động có thể sử dụng một số khe thời gian để kết nối dữ
liệu. Trong các ứng dụng thương mại hiện nay, thông thường sử dụng tối đa 4 khe
thời gian, một khe thời gian có thể sử dụng hoặc tốc độ 9,6kbit/s hoặc 14,4kbit/s.
Đây là cách không tốn kém nhằm tăng dung lượng dữ liệu chỉ bằng cách nâng cấp
phần mềm của mạng. Nhưng nhược điểm lớn nhất của nó là cách sử dụng tài nguyên
vô tuyến. Bởi đây là hình thức chuyển mạch kênh, HSCSD chỉ định việc sử dụng các
khe thời gian một cách liên tục, thậm chí ngay cả khi không có tín hiệu trên đường
truyền.
• Hai là, EDGE phát triển từ GPRS gọi là EGPRS. EGPRS dựa trên cấu trúc mạng
tương tự như GPRS với tốc độ số liệu có thể đạt tới là 475kbps đối với các dịch vụ
hỗ trợ với 8 khe thời gian. Đây là bước phát triển lên EDGE hiệu quả nhất.
• Ba là, IS-136 có thể phát triển lên EDGE classic hay EDGE compact. Ở đây ta
hiểu EDGE compact chỉ phục vụ số liệu và sử dụng công nghệ TDMA với 200Khz /
1kênh. Nó có thể truyền số liệu với tốc độ có thể lên tới 384kbps. EDGE compact sử
dụng chuyển mạch gói, không sử dụng chuyển mạch kênh.
Xét tình hình thực tế các mạng thông tin di dộng GSM ở nước ta hiện nay, VMS –
Mobifone và GPC – Vinaphone đã triển khai GPRS rộng rãi. Trong bản báo cáo này,
tôi sẽ trình bày về bước phát triển tới EDGE từ GPRS – đây là bước tiến hiệu quả
nhất trong các con đường tiến tới EDGE.

GSM
HSCSD
ECSD
GPRS IS-136
EDGE
Classic
EDGE
compact
Tổng quan về EDGE
CHƯƠNG 2
KIẾN TRÚC MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG EDGE
I. Kiến trúc của hệ thống GSM
1. Các thành phần cơ bản của hệ thống
Hình 2.1 mô tả kiến trúc hệ thống GSM [6]
Hình 2-2 Kiến trúc hệ thống GSM
AUC: Trung tâm nhận thực.
VLR: Thanh ghi định vị tạm trú.
HLR: Thanh ghi định vị thường trú.
EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị.
MSC: Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ
di động.
GMSC : MSC cổng
BSC: Bộ điều khiển trạm gốc.
BTS: Trạm thu phát gốc.
NSS: Hệ thống con chuyển mạch.
BSS: Hệ thống con trạm gốc.
MS: Trạm di động.
OSS: Hệ thống con khai thác bảo dưỡng.
PSPDN: Mạng số liệu công cộng chuyển
mạch gói.

CSPDN: Mạng số liệu công cộng chuyển
mạch kênh.
PSTN: Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng.
PLMN: Mạng di động mặt đất.
ISDN: Mạng số dịch vụ tích hợp.
OMC: Trung tâm khai thác và bảo dưỡng.
Tổng quan về EDGE
1.1 Trạm di động MS
Trạm di động MS là thiết bị tương tác trực tiếp với người sử dụng hệ thống GSM,
MS có thể là thiết bị lắp đặt trong ô tô hay các thiết bị xách tay hoặc cầm tay. Ngoài
việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vô tuyến, MS còn
phải cung cấp các giao diện với người sử dụng (micro, loa, màn hình, bàn phím...)
hoặc giao diện với một số thiết bị khác (máy tính cá nhân, máy FAX...).
MS có ba chức năng chính:
• 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 dẫn ở
giao diện vô tuyến.
• Bộ thích ứng đầu cuối làm việc như 1 cửa nối thông thiết bị đầu cuối với kết
cuối di động.
MS bao gồm 2 phần là phần thiết bị di động ME và phần nhận dạng thuê bao SIM.
Các loại thiết bị di động được phân biệt theo công suất và ứng dụng của chúng:
• Các thiết bị được lắp đặt cố định trong ô tô. Công suất tối đa cho phép là 20W.
• Các thiết bị xách tay. Công suất tối đa cho phép là 8W.
• Các thiết bị cầm tay với công suất tối đa cho phép là 2W. Tuy nhiên với sự
phát triển của công nghệ đã cho phép giảm công suất tối đa cho phép xuống
còn 0.8W.
Khi lắp SIM vào trong thiết bị di động, người sử dụng có thể truy cập đến tất cả
các dịch vụ được thuê bao. Một ưu điểm của thẻ SIM là sự linh động cho người sử
dụng. Người sử dụng có thể truy cập đến tất cả các dịch vụ thuê bao trong bất kỳ thiết

bị di động nào với 1 thẻ SIM.
1.2 Hệ thống con trạm gốc BSS
BSS 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 bằng các tuyến truyền
dẫn 2Mbps qua giao diện A.
BSS bao gồm các bộ phận:
• Trạm thu phát gốc BTS.
• Bộ điều khiển trạm gốc BSC.
Tổng quan về EDGE
• Bộ đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU.
1.2.1 Trạm thu phát gốc BTS
BTS có chức năng trao đổi thông tin với MS. Một 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 1 cell. Mỗi BTS có thể phục vụ đồng thời một số cell.
Các thành phần chức năng của BTS:
• 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 hóa kênh.
• Khối điều khiển của trạm phục vụ cho các chức năng vận hành và bảo
dưỡng trạm BTS.
• Khối truyền dẫn để ghép tín hiệu trên đường truyền Abis.
1.2.2 Bộ điều khiển trạm gốc BSC
BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả các giao diện vô tuyến thông qua lệnh điều khiển
xa với BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định , giải phóng kênh vô
tuyến và quản lý chuyển giao. Một phía BSC nối với các BTS còn phía kia nối với
MSC. Một BSC có thể quản lý tới vài chục BTS phụ thuộc vào các lưu lượng của các
BTS này.
1.2.3 Bộ đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU
Trong GSM, tín hiệu thoại trên giao diện vô tuyến được mã hóa ở tốc độ 13kbps
sử dụng mã hóa 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 các tốc độ

13kbps LPC và 64kbps PCM giữa MS và MSC. TRAU có thể được đặt tại BTS, BSC
hoặc MSC. Để giảm chi phí truyền dẫn thì TRAU thường được đặt tại MSC. Khi đó
cần thêm báo hiệu bổ xung vào tiếng thoại 13kbps để truyền thông tin điều khiển từ
bộ chuyển đổi mã từ xa RTH đặt ở BTS đến TRAU.
1.3 Hệ thống con chuyển mạch NSS
NSS có chức năng chuyển mạch của mạng GSM và có cơ sở dữ liệu cần thiết cho
quản lý dữ liệu thuê bao và quản lý di động. NSS là quản lý thông tin giữa những
người sử dụng GSM với nhau và các mạng khác. NSS bao gồm các khối chức năng:
MSC, HLR, VLR, EIR, AUC.
Tổng quan về EDGE
1.3.1 Trung tâm chuyển mạch di động MSC
MSC thực hiện chức năng chuyển mạch ở NSS. Nhiệm vụ chính của MSC là điều
phối việc thiết lập cuộc gọi giữa những người sử dụng mạng GSM. MSC thực hiện
giao tiếp với BSS đồng thời thực hiện giao tiếp với mạng ngoài qua GMSC. NSS cần
giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng khả năng truyền tải của mạng này để truyền tải
số liệu của người dùng hoặc để truyền báo hiệu giữa các phần tử của mạng GSM.
MSC là một tổng đài điều khiển lớn và quản lý nhiều bộ điều khiển trạm gốc BSC.
Các chức năng của MSC là: xử lý cuộc gọi, vận hành và bảo dưỡng, giao tiếp với các
mạng khác và tính cước dịch vụ.
GMSC: Để thiết lập một cuộc gọi đến người sử dụng GSM, trước hết cuộc gọi
được định tuyến đến 1 tổng đài cổng gọi là 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 gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm hiện thời – MSC tạm
trú. Để thực hiện điều này các tổng đài tìm trong danh bạ thuê bao để tìm đúng HLR
và hỏi HLR. GMSC có một giao diện với mạng bên ngoài để kết nối với các mạng
ngoài với mạng GSM. Ngoài ra MSC có giao diện báo hiệu số 7 để có thể tương tác
với các phần tử khác của NSS.
1.3.2 Thanh ghi định vị thường trú HLR
HLR là cơ sở quan trọng nhất của mạng GSM, lưu trữ các số liệu và địa chỉ nhận
dạng cũng như các thông số nhận thực của thuê bao trong mạng. Các thông số lưu trữ

trong HLR gồm: nhận dạng thuê bao IMSI và MSISDN, VLR hiện thời, trạng thái
thuê bao, khóa nhận thực và chức năng nhận thực, số lưu động trạm di động MSRN.
HLR chứa cơ sở dữ liệu bậc cao của tất cả các thuê bao và được truy cập từ xa bởi
MSC và VLR.
1.3.3 Thanh ghi định vị tạm trú VLR
VLR là cơ sở dữ liệu thứ 2 trong mạng. VLR là một bản sao phần lớn dữ liệu trong
HLR. Tuy nhiên đó là dữ liệu tạm thời chỉ tồn tại trong khi thuê bao đang di chuyển
trong vùng phục vụ của VLR. Dữ liệu trong VLR là vị trí hiện thời của thuê bao
trong vùng phục vụ của MSC nào. Số liệu định vị thuê bao trong VLR chính xác hơn
trong HLR. Các thông số trong VLR gồm: trạng thái thuê bao, nhận dạng vùng định
Tổng quan về EDGE
vị LAI, nhận dạng thuê bao di động tạm thời TMSI, và số lưu động trạm di động
MSRN.
1.3.4 Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR
EIR được sử dụng để quản lý các máy di động. EIR quản lý số nhận dạng thiết bị
di động quốc tế IMEI của từng máy điện thoại di động nhằm chống việc sử dụng
trộm các máy di động hoặc không cho các máy di động lạ được sử dụng trong GSM.
EIR được truy cập từ MSC của mạng hoặc từ MSC mạng khác. Trong mạng có thể
có nhiều EIR.
1.3.5 Trung tâm nhận thực AUC
AUC lưu trữ các khóa thuê bao Ki cho tất cả các thuê bao trong mạng. AUC có
chức năng nhận thực và tạo khóa mã Kc để sử dụng trong các cuộc gọi.
1.4 Hệ thống con khai thác OSS
Hệ thống con khai thác thực hiện các chức năng chính sau:
• Khai thác và bảo dưỡng mạng.
• Quản lý thuê bao và tính cước.
• Quản lý thiết bị di động
2. Các giao diện của GSM
2.1 Giao diện giữa MSC và các phần tử trong hệ thống
Hình 2.2 mô tả các giao diện sử dụng trong hệ thống GSM [2]

Các giao diện này chỉ truyền các thông tin báo hiệu. Giao thức MAP được thiết kế
ở MSC, HLR, VLR, EIR, AUC để các nút này có thể thông tin nhau về:
• Đăng ký vị trí.
• Xóa vị trí.
• Hủy bỏ đăng ký.
• Điều khiển, quản lý, thu nhận các dịch vụ thuê bao.
• Quản lý các thông tin về thuê bao (cập nhật HLR, VLR).
• Chuyển giao.
• Chuyển các số liệu bảo mật, nhận thực và chức năng khác.
Tổng quan về EDGE
Hình 2-3 Các giao diện của GSM
2.2 Giao diện A
MSC và BSC được nối với nhau bằng một đường PCM 2Mbps. Ngoài một số kênh
thoại/số liệu còn có một số khe thời gian (64Kbps) dành cho báo hiệu. Số liệu báo
hiệu liên quan đến việc thiết lập cuộc gọi, chuyển giao, giải phóng… sử dụng kênh
này (kênh có thể phục vụ một hay nhiều BTS). Các giao thức để báo hiệu giữa MSC
và BSC là phần ứng dụng trạm gốc BSSAP, phần đấu nối và điều khiển báo hiệu
SCCP và phần chuyển giao bản tin MTP
• SCCP hỗ trợ việc truyền số liệu báo hiệu đến điểm báo hiệu mà không phải
thiết lập kênh số liệu hoặc thoại.
• MTP truyền bản tin của những người sử dụng khác nhau một cách tin cậy và
phân phối các bản tin đến người sử dụng thích hợp.
• BSSAP điều khiển hai nhóm tín hiệu:
 Các thông báo truyền trực tiếp giữa MSC và MS được nối qua BSC. Đây
là các thông báo điều khiển cuộc gọi và quản lý di động.
 Các thông báo quản lý phân hệ trạm gốc giữa MSC và BSC/BTS. Đây là
các thông báo để quản lý tiềm năng, điều khiển chuyển giao…
Tổng quan về EDGE
2.3 Giao diện Abis
Đây là giao diện giữa BSC và BTS. Các bản tin được trao đổi ở giao diện này có

nhiều nguồn gốc khác nhau: bản tin giữa BSC và BTS để điều khiển BTS, giữa MS
và các phần tử khác của mạng.
Có hai loại kênh thông tin giữa BSC và BTS:
• Kênh thông tin tốc độ 64Kbps mang tiếng và dữ liệu cho các kênh vô tuyến.
• Các kênh báo hiệu tốc độ 64Kbps mang thông tin báo hiệu cho bản thân BTS
hoặc cho MS, được phát ở một trong các kênh vô tuyến.
Vì toàn bộ thông tin báo hiệu được truyền trên một kênh 64Kbps nên cần có một
thủ tục đặc biệt để biến đổi thông tin phù hợp với khe thời gian 64Kbps và sau đó
biến đổi ngược lại tại đầu thu. Điều này được thực hiện ở giao thức LAPD lớp 2.
Giao thức được sử dụng ở lớp 2 trên giao diện Abis được gọi là các thủ tục thâm
nhập đường truyền kênh D – LAPD. Kênh D là kênh báo hiệu để phân biệt với kênh
B là kênh lưu lượng. LAPD có các chức năng phát hiện lỗi, sửa lỗi và định hạn khung
bằng cách đưa vào các cờ ở đầu khung và cuối khung.
2.4 Giao diện vô tuyến Um
Giao diện vô tuyến là giao diện giữa BTS và MS, là một nét đặc thù của hệ thông
tin di động tế bào. Các kênh của giao diện vô tuyến bao gồm các kênh vật lý các khe
thời gian và các kênh logic.
• Kênh vật lý là phương tiện mang thông tin được xác định qua hai yếu tố:
 Tần số sóng mang.
 Khe thời gian của tần số song mang.
• Kênh logic phụ thuộc vào nội dung truyền trên kênh vật lý. Kênh logic được
phân thành hai loại chính:
 Kênh lưu lượng: mang thông tin thoại, số liệu.
 Kênh điều khiển: mang thông tin báo hiệu.
II. Kiến trúc của hệ thống vô tuyến gói chung GPRS
Hệ thống vô tuyến gói chung GPRS được thực hiện trên cấu trúc hạ tầng của GSM
thông qua việc thêm vào hai nút mạng mới đó là SGSN và GGSN. Đồng thời GPRS
cũng thêm một số giao diện mới.
Hình 2.3 mô tả cấu trúc logic của hệ thống GPRS [10]
Tổng quan về EDGE

Hình 2-4 Kiến trúc hệ thống GPRS
-------
AUC
BGW
BSC
BTS
GGSN
PCU
Lưu lượng và báo hiệu
Chỉ báo hiệu
Trung tâm nhận thực
Cổng biên
Trạm điều khiển gốc
Trạm thu phát gốc
Nút hỗ trợ GPRS cổng
Đơn vị điều khiển gói
HLR
MS
MSC
SGSN
SMS-CS
SMS-GMSC
SMS-IWMSC
CG
Bộ ghi định vị thường trú
Trạm di động
Trung tâm chuyển mạch di động
Nút hỗ trợ GPRS dịch vụ
Trung tâm dịch vụ bản tin ngắn
Tổng đài di động cổng SMS

Tổng đài di động tương tác SMS
Cổng tính cước
1. Các thành phần cơ bản của mạng
GPRS không làm thay đổi cấu trúc mạng GSM, nó chỉ thêm vào mạng một vài
thành phần mới.
1.1 Các nút hỗ trợ GPRS
Một nút hỗ trợ GPRS – GSN có chức năng phục vụ các yêu cầu để hỗ trợ cho
GPRS. Trong một mạng PLMN, có thể có nhiều nút hỗ trợ GPRS khác nhau.
1.1.1 GGSN
Nút hỗ trợ cổng GPRS là nút để mạng số liệu gói thực hiện truy nhập dựa vào khả
năng xác định được các địa chỉ giao thức số liệu gói PDP. Nó chứa các thông tin định