Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển từ xa qua mạng internet và gsm

MỤC LỤC

LIỆT KÊ HÌNH

TRANG


LIỆT KÊ BẢNG
Bảng 1.Kế hoạch thực hiện đề tài
Bảng 2.Mô tả sự kết hợp giữa kí hiệu thập phân và kí hiệu khoa học
Bảng 3.Các vùng IP cung cấp cho host
Bảng 4.Mô tả khái quát về các lớp địa chỉ IP
Bảng 5.Những Subnet Mask mặc định cho các Lớp mạng
Bảng 6.Chia Subnet Mask
Bảng 7.Chia Subnet Mask
Bảng 8.Chia Subnet Mask
Bảng 9.Chia Subnet Mask cho các lớp
Bảng 10.Tính năng chủ chốt SIM300CZ
Bảng 11.Chức năng chân của module SIM300CZ
Bảng 12.Mô tả chân kết nối DIP
Bảng 13.Trạng thái báo hiệu đèn


PHẦN A
GIỚI THIỆU


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 4

CHƯƠNG 1 DẪN NHẬP
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, với sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ, đặc biệt là sự
bùng nổ trong lĩnh vực Công nghệ thông tin và Viễn thông đã tạo ra bước ngoặc quan
trọng đáp ứng nhu cầu của con người, biến những đòi hỏi tưởng chừng như không
tưởng trước đây thành hiện thực.
Với nhu cầu thông tin ngày càng tăng của con người, mạng viễn thông đã ra đời
để đáp ứng nhu cầu đó. Hiện nay, mạng viễn thông đã trở nên phổ biến trên toàn cầu
và gần gũi với con người, không chỉ đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin đơn thuần
(nghe gọi, nhắn tin) mà chúng càng ngày càng được ứng dụng rộng rãi vào nhiều lĩnh
vực. Với sự phát triển nhanh chóng các dịch vụ và ứng dụng việc thông tin qua mạng
viễn thông ngày tiện lợi, tiết kiệm thời gian, đảm bảo an toàn và tiết kiệm được chi phí
sử dụng. Với chất lượng mạng viễn thông như hiện nay đã tạo điều kiện cho các ứng
dụng về điều khiển từ xa ra đời và càng ngày càng được ứng dụng rộng rãi.
Xã hội loài người phát triển đòi hỏi con người phải hoạt động trong các môi
trường phức tạp và nguy hiểm hơn, khi đó điều khiển từ xa trở nên một yêu cầu tất
yếu. Từ những robot làm việc trong các hầm mỏ, nhà máy điện hạt nhân, dưới đáy đại
dương, robot chiến trường hay các robot khám phá các hành tinh xa xôi đều là các
thành tựu công nghệ về điều khiển từ xa.
Với sự phát triển của mạng Internet và công nghệ robot, ngành y khoa đã thực
hiện được một việc không tưởng đó là “phẫu thuật tim từ xa qua mạng Internet”. Bác
sĩ chuyên gia tim mạch người Mỹ Andre Ng đã thực hiện thành công ca phẫu thuật
tim từ xa đầu tiên của thế giới tại Bệnh viện Glenfield ở Leicester thuộc Vương quốc
Anh. Bằng cách sử dụng thao tác trên bộ điều khiển Remote Catheter được chế tạo bởi
công ty Catheter Robotics ở New Jersey, United States.
Với điều kiện cơ sở vật chất hiện có ở nước ta và nhu cầu thực tế. Thì ứng dụng
điều khiển các thiết bị từ xa qua mạng Internet và mạng điện thoại di động GSM là rất
khả thi. Ứng dụng này sẽ giúp người điều khiển các thể quản lý và điều khiển các thiết
bị một cách nhanh chóng, chính xác, hiệu quả mà không bị giới hạn về khoảng cách
chỉ cần nơi đó có mạng Internet hoặc mạng di động phủ sóng.

Xuất phát từ thực tiễn đó, nhóm thực hiện đề tài đã quyết định nghiên cứu và
thực hiện đề tài “ THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA
QUA MẠNG INTERNET VÀ GSM”
Với đề tài trên nhóm đề tài đã thực hiện việc điều khiển từ xa theo ba hướng
hướng chính:
 Điều khiển trực tiếp qua cáp USB kết nối giữa máy tính có cài phần mềm ứng
dụng SMS Controller Kit và KIT điều khiển. Cho phép điều khiển thiết bị qua
phần mềm với khoản cách ngắn.
 Điều khiển Kit điều khiển thông qua Socket mạng Internet/LAN giữa các máy
tính có cài phần mềm SMS Controller Kit.
CHƯƠNG 1


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 5

 Điều khiển thiết bị qua tin nhắn SMS từ bất kỳ thuê bao di động nào. KIT điều

khiển sẽ nhận tin nhắn SMS theo cấu trúc cho trước. Phân tích yêu cầu điều khiển
và thực hiện điều khiển thiết bị.
Ngoài ra hệ thống còn có các chức năng phụ giống như một chiếc di động như
nhận và thực hiện cuộc gọi và nhắn tin.
1.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI
Hiện nay, đất nước ta đang tiến hành công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.
Đứng trước bối cảnh bùng nổ khoa học công nghệ hiện nay. Việt Nam đã thực hiện
chủ trương “đi tắc đón đầu” về khoa học công nghệ, tạo tiền đề cho các lĩnh vực khác
phát triển. Và Việt Nam đang trở thành nơi đầy tiềm năng về phát triển khoa học công
nghệ và điện tử. Đặc biệt là nơi phát triển nhanh chóng trong các lĩnh vực Công nghệ
thông tin, điện tử viễn thông và tự động hóa.

Trong lĩnh vực điện tử thì ứng dụng điều khiển từ xa đã khá phổ biến, chẳng
hạn như: điều khiển bằng tia hồng ngoại, sóng vô tuyến, sóng siêu âm ... tuy nhiên
những phương pháp này hạn chế về điều kiện môi trường, địa hình và phạm vi điều
khiển hẹp.
Do đó, đề tài này không những là một yêu cầu từ thực tế khách quan mà có vai
trò đặc biệt quan trọng trong hiện tại và tương lai. Ưu điểm rất dễ nhận thấy của đề tài
là khắc phục các hạn chế về khoảng cách, rất thông dụng dễ dàng thực hiện với các
thiết bị gần gũi với con người, sẽ góp phần tăng hiệu suất thiết bị, giảm tổn hao về thời
gian và chi phí. Đặt biệt là nó rất phù hợp với phong cách làm việc ngày càng hiện đại
và năng động trong thời kỳ khoa học công nghệ hiện nay.
Vì vậy, việc thực hiện đề tài là một nhu cầu hết sức cần thiết và đó cũng là lý do
nhóm thực hiện quyết định chọn đề tài này.
1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Do điều kiện thời gian và kinh phí có hạn, kinh nghiệm và kiến thức còn hạn chế
nên phạm vi đề tài của nhóm thực hiện gồm các nội dung như sau:
- Sử dụng module SIM300CZ để thiết lập giao tiếp với mạng di động GSM và
GPRS.
- Dùng chip ARM STM32F103x làm chip điều khiển thiết bị và giao tiếp với
phần mềm quản lý .
- Sử dụng Socket mạng và tin nhắn để phục vụ cho việc điều khiển từ xa.
1.4 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Đồ án được nghiên cứu và thực hiện với mục đích áp dụng những kiến thức
đã được học trong nhà trường để thiết kế, tạo ra một hệ thống điều khiển tự động từ xa
bằng tin nhắn SMS và qua mạng Internet hoàn chỉnh.
- Tìm hiều về hệ thống điện thoại di động GSM hiện nay. Nghiên cứu và sử
dụng các module GSM/GPRS phổ biến hiện nay (Ví dụ như các module SIMxxx).

CHƯƠNG 1

ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 6

Module nhóm thực hiện nghiên cứu và sử dụng là module SIM300CZ của hãng
SIMCom.
- Nghiên cứu và sử dụng chip vi điều khiển ARM Cortex M3. Chip mà nhóm đã
tiến hành nghiên cứu và sử dụng là chip STM32F103 của hãng STMicroelectronics.
- Nghiên cứu và lập trình socket trên Java. Sản phẩm của nhóm là phần mềm
giao tiếp điều khiển SMS Controller Kit. Có khả năng giao tiếp với KIT điều khiển
qua cổng USB và giao tiếp Socket với máy tính khác qua mạng Internet với chuẩn
giao tiếp TCP/IP.
- Nghiên cứu lập trình Driver cho hệ thống. Mà cụ thể ở đây là lập trình driver
cho cổng USB.
1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
 Phương pháp đọc và nghiên cứu tài liệu: Chủ yếu là các tài liệu có kiến thức

liên hệ đến kỹ thuật điện tử, ngoại vi và vi xử lý, các phương thức giao tiếp.
 Phân tích công trình liên quan.
 Phương pháp thực nghiệm: Kết nối phần cứng (board) giao tiếp USB, Cổng

COM, socket. Dùng module khảo sát đo đạt vị trí sau đó gửi về server qua kết
nối Internet và GPRS
1.6 KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU
Bảng 1: Kế hoạch thực hiện đề tài

ST
T

Thời gian

Nội dung

Tuần
1,2

1

Xác định đề tài

X

2

Thu thập tài liệu

X

3

Đọc phân tích tài
liệu

4

Thiết kế và thi
công phần cứng

5

Thiết kế phần mềm

6

Viết đề cương và in

CHƯƠNG 1

Tuần
3,4

Tuần
5,6

Tuần
7,8

Tuần
9,10

Tuần
11,12

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X
X


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 7

ấn
1.7 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Với những mục tiêu và kế hoạch đã đề ra, cùng với sự nỗ lực nghiên cứu, tìm tòi của
các thành viên trong nhóm thực hiện đề tài, nhóm thực hiện đã đạt được những kết quả
nhất định sau:
-

-

-

-

Thiết kế thành công kit giao tiếp module sim300CZ với các tính năng:
+ Nhận và gọi điện thoại thông qua phần mềm điều khiển SMS Controller Kit
giao tiếp với kit điều khiển.
+ Nhận và gửi tin nhắn thông qua phần mềm điều khiển SMS Controller Kit
giao tiếp với kit điều khiển.
Thiết kế thành công kit điều khiển giao tiếp sử dụng chip ARM Cortex M3 với
các tính năng sau:
+ Giao tiếp với phần mềm điều khiển qua cổng USB để gửi nhận và xử lí các
yêu cầu từ phần mềm điều khiển SMS Controller Kit như : điều khiển bật tắt
thiết bị, gọi điện, nhận cuộc gọi, nhận tin nhắn và gửi tin nhắn.
+ Giao tiếp thành công với kit SIM300CZ để nhận cuộc gọi, gọi điện, nhận tin
nhắn và gửi tin nhắn
+ Có khả năng nhận cuộc gọi độc lập mà không cần kết nối đến máy tính và
phần mềm điều khiển
+ Có khả năng điều khiển thiết bị thông qua tin nhắn một cách độc lập mà
không cần kết nối đến máy tính và phần mềm điều khiển
Thiết kế thành công phần mềm điều khiển SMS Controller Kit với các tính
năng:
+ Là một phần mềm cài đặt hoàn chỉnh có thể hoạt động trên các phiên bản
Windows XP,Windows Vista và Windows 7.
+ Giao tiếp với kit điều khiển để gửi các yêu cầu điều khiển thiết bị.
+ Có thể gọi điện, nhắn tin, nhận cuộc gọi và nhận tin nhắn thông qua kết nối
với ngoại vi là kit điều khiển và kit SIM300CZ.

+ Gửi nhận các yêu cầu điều khiển bật tắt thiết bị trên socket mạng cũng như
thông qua tin nhắn SMS.
+ Có khả năng định vị, giám sát toàn cầu các đối tượng và hiển thị lên bản đồ
Google Earth cũng như bản đồ cá nhân. Một hệ thống quản lí xe bus hoàn chỉnh
được chọn để minh họa cho khả năng của phần mềm.
+ Cho phép kiểm tra thông tin tài khoản cũng như kiểm soát thông tin mạng di
động của kit điều khiển.
Ngoài ra, kit điều khiển được thiết kế sẵn sàng cho việc phát triển các ứng dụng
di động ở các đề tài liên quan đến lập trình di động trong tương lai.

CHƯƠNG 1


PHẦN B
NỘI DUNG


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 9

CHƯƠNG 2 SƠ LƯỢC HỆ THỐNG GSM
2.1 CÁC THÀNH PHẦN MẠNG GSM
2.1.1 CẤU HÌNH CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
ISDN

PSPDN

SS
AUC

VLR

PSTN

HLR

Hệ thống chuyển mạch
EIR

MSC

OMS

PLMN
BSS

Hệ thống trạm gốc

BSC

Truyền dẫn tin tức
BTS
Kết nối cuộc gọi và truyền dẫn tin tức
MS

Hình 1.Mô hình hệ thống GSM
Các ký hiệu:
SS (Switching Subsystem ): Hệ thống chuyển mạch
AUC (Authentication Center ): Trung tâm nhận thực

VLR (Visitor Location Register ): Thanh ghi định vị tạm trú
HLR (Home Location Register ): Thanh ghi định vị thường trú
EIR (Equipment Indentity Register ): Thanh ghi nhận dạng thiết bị
MSC (Mobile services Switching Center) Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di
động gọi tắt là: Tổng đài vô tuyến
BSS ( Base Station System ): Hệ thống con trạm gốc
BTS ( Base Transceiver Station ): Trạm thu phát gốc
BSC (Base Station Controller ): Bộ điều khiển trạm gốc
CHƯƠNG 2


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 10

MS ( Mobile Station ): Trạm di động
OMC ( Operation and Maintenance Center ): Trung tâm khai thác và bảo dưỡng
ISDN ( Integrated Services Digital Network): Mạng số liên kết đa dịch vụ
PSPISDN ( Packet Switch Public Data Network ): Mạng số liệu công cộng
chuyển mạch gói
CSPDN ( Circuit Switch Public Data Network ): Mạng số liệu công cộng chuyển
mạch mạch
PSTN ( Public Switched Telephone Network ): Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng
PLMN ( Public Land Mobile Network ): Mạng di động công cộng mặt đất
2.1.2 CHỨC NĂNG CỦA CÁC KHỐI
Cấu trúc tổng quát của hệ thống GSM có thể chia làm 3 hệ thống con:
Hệ thống con trạm gốc BSS
Hệ thống con chuyển mạch SS
Hệ thống con khai thác và bảo dưỡng OMS

2.1.2.1 Hệ thống con BSS
Chức năng của BSS là tạo ra vùng hoạt động cho thuê bao di động và thực hiện
truyền dẫn thông suốt tín hiệu.

Hình 2.Hệ thống trạm gốc

CHƯƠNG 2


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 11

BSS gồm có 4 thành phần như sau:
 MS: Trạm di động là thiết bị thu phát cá nhân do người đăng ký thuê bao trực tiếp sử

dụng. MS có thể là một may điện thoại di động cầm tay, máy điện thoại di động xách
tay hoặc gắn trên xe hơi. Đối với hệ thống GSM, một MS gồm 2 thành phần ME và
SIM.
• ME: Là thiết bị phần cứng thực hiện chức năng thu phát tín hiệu. ME trở
thành MS chỉ khi nào SIM card được chèn vào trong ME. Nếu không có SIM,
ME không thể thực hiện được bất cứ dịch vụ nào trừ trường hợp gọi khẩn cấp
112. Mỗi ME được nhận dạng riêng bang số định nghĩa thiết bị duy nhất (Số
IMEI) được lưu trữ bên trong.
Một ME được chia làm 3 khối chức năng:
- Thiết bị đầu cuối TE (Terminal Equipment): cung cấp cho thuê bao 1 dịch
vụ cụ thể (ví dụ máy fax). TE không thực hiện bất cứ chức năng nào của hệ
thống GSM.
- MT (Mobile Termination): là thiết bị chịu trách nhiệm về việc truyền dẫn
thông tin qua giao diện vô tuyến.

- Thiết bị thích ứng TA (Terminal Adaptor): là thiết bị được sử dụng để tạo
ra sự tương hợp giữa TE và MT.

Hình 3.Chức năng của MS
•

SIM : Là thẻ chip mà bên trong có các bộ nhớ để lưu trữ thông tin cá
nhân của thuê bao di động và một số thông tin của mạng.

CHƯƠNG 2


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 12

Hình 4.SIM – CARD
SIM-card có một vùng nhớ cố định để lưu trữ các thông tin của 1 thuê bao cụ
thể nào đó, bao gồm:
- IMSI (International Mobile Subscriber Identity): đây là chỉ số để phân biệt
các thuê bao khác nhau trong mạng GSM. IMSI có tối đa 15 chữ số:
- MCC (Mobile Country Code): có 3 chữ số, xác định quốc gia mà thuê bao
đăng ký.
- MNC (Mobile Network Code): có 2 chữ số, xác định mạng di động mà thuê
bao đăng ký.
- MSIN (Mobile Subscriber Identification Number): mỗi giá trị MSIN sẽ xác
định một thuê bao trong mạng di động.
Từ số IMSI ta có thể xác định được mạng thường trú (home network)
của thuê bao. Khóa nhận thực thuê bao Ki. Thuật toán bảo mật A8.
Ngoài các thông tin trên bắt buộc phải có, trong mỗi SIM-card còn có

một số thông tin tùy chọn như các mẩu tin nhắn, danh sách các số điện thoại
viết tắt (gồm các kí tự hay kí hiệu đại diện cho một số điện thoại nào đó), những
số điện thoại mà thuê bao vừa mới gọi… SIM-card được bảo vệ bằng 1
password, gọi là mã PIN (Personal Identity Number) gồm từ 4 đến 8 chữ số, do
thuê bao tùy chọn. Nếu nhập sai giá trị của PIN trong 3 lần liên tiếp (cho dù
giữa các lần đó SIM được rút ra hoặc tắt máy) thì SIM sẽ bị khóa. Để mở khóa
người sử dụng phải nhập vào 1 mã số khác để bẻ khóa, đó là PUK (PIN
Unblocking Key) gồm 8 chữ số. Trong trường hợp sau 10 lần mà vẫn không
nhập được giá trị đúng của PUK thì SIM bị khóa hoàn toàn.
Khi thuê bao muốn sử dụng thiết bị di động để thực hiện một dịch vụ
nào đó thì phải gắn SIM-card vào. Nếu không có SIM, MS sẽ không hoạt động
được (ngoại trừ các cuộc gọi khẩn cấp). Một SIM-card có thể được sử dụng cho
nhiều loại ME khác nhau, do đó rất thuận tiện cho người sử dụng. Chẳng hạn
khi máy điện thoại của thuê bao bị hỏng, họ có thể mượn máy của người khác
và gắn SIM của mình vào để dùng tạm trong thời gian sửa chữa. Như vậy có thể
nói SIM-card chính là nền tảng của hệ thống liên lạc cá nhân.
 BTS: Trạm thu phát gốc, chức năng của BTS là tạo ra vùng hoạt động cho MS. Vùng

phủ sóng nhỏ nhất của một BTS gọi là một tế bào ( cell ). BTS giao tiếp với MS qua
đường vô tuyến. BTS hoạt động dưới sự điều khiển của BSC.
CHƯƠNG 2


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 13

 BSC: Bộ điều khiển trạm gốc, chức năng chính của BSC là điều khiển các hoạt động

của BTS như: quản lý tài nguyên vô tuyến, điều khiển nhảy tần, điều khiển chuyển

giao… Một BSC có thể điều khiển nhiều BTS. Với chức năng ngày, một BSC có thể
được xem như là một bộ chuyển mạch-báo hiệu.
 TRAU ( Transcoding and Rate Adaption Unit ): Bộ tương thích tốc độ và chuyển mã.
Nhiệm vụ của TRAU là biến đổi tốc độ của luồng dữ liệu cho phù hợp với đường
truyền đồng thời còn thực hiện chức năng chuyển mã. Tuỳ theo cấu hình từng mạng
khác nhau mà TRAU có thể lắp đặt ở BSC hoặc MSC.
2.1.2.2 Hệ thống con chuyển mạch SS
Chức năng chính của SS là xử lý cuộc gọi và quản lý thuê bao di động.

Hình 5.Giao tiếp giữa SSS và các hệ thống khác
Các thành phần trong SS gồm 5 thành phần:
 MSC: Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động là thành phần trung tâm của SS,

MSC thực hiện tìm đường và kết nối cuộc gọi, giao tiếp với mạng bên ngoài PSTN,
ISDN, PLMN khác… Đây là nơi duy nhất thực hiện chức năng chuyển mạch cuộc gọi
trong hệ thống. Ngoài ra MSC còn tổng hợp số liệu của các cuộc gọi để tham gia quản
lý cước phí thuê bao.
 HLR: Thanh ghi định vị thường trú nó lưu trữ tất cả các thông tin của thuê bao di
động, thông tin lưu trữ trong HLR do người khai thác mạng cập nhật vào. Thông tin
ngày không cho biết vị trí hiện tại cụ thể của thuê bao di động mà chỉ cho biết VLR
mà thuê bao đang hiện diện. Các trường thông tin lưu trữ trong HLR gồm:
 IMSI : Số định nghĩa thuê bao di động quốc tế.
 Ki : Khoá nhận thực thuê bao.

VLR : Hiện tại của thuê bao.
 Các dịch vụ của thuê bao di động.
 MSRN : Số chuyển vùng của thuê bao di động


CHƯƠNG 2

ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 14

 VLR: Thanh ghi định vị tạm trú là cơ sở dữ liệu chứa thông tin của MS. Thông tin này

cho biết vị trí hiện tại của MS, trạng thái của MS… Thông tin cập nhật trong VLR một
cách tự động thông qua thủ tục cập nhập vị trí của thuê bao. Thông tin trong VLR có
tính cách tạm thời, nó thay đổi khá thường xuyên. Ngoài ra VLR tham gia việc kiểm
tra nhận thực một thuê bao có đủ quyền để truy xuất vào mạng hay không. Các trường
thông tin lưu trữ trong VLR gồm:
 Trạng thái của thuê bao ( tắt, mở, bận, rỗi…).

Số LAI hiện tại của thuê bao.
 Số thuê bao tạm thời ( TMSI ).
 MSRN : Số chuyển vùng của thuê bao di động
 EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị dùng để quản lý thiết bị di động ME. Thông tin lưu
trữ trong EIR chính là các số định nghĩa thiết bị di động. EIR được nối đến MSC qua
đường báo hiệu, nó cho phép MSC kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị. Bang cách ngày một
MS có thể được hoặc không được cho phép truy xuất vào mạng
 AC: Trung tâm nhận thực, chức năng của AC là kết hợp với HLR cung cấp cho VLR
các thông số để nhận thực một MS có quyền truy nhập vào mạng hay thống
2.1.2.3 Hệ thống con OMS
OMS: Thực chất là một mạng máy tính được kết nối với các thành phần trong hệ
thống để thực hiện chức năng điều hành và bảo dưỡng hệ thống. Đây cũng là nơi duy
nhất mà người khai thác giao tiếp được với mạng di động.
Một OMS gồm có 2 thành phần như sau:
 OMC: Trung tâm điều hành và bảo dưỡng mạng. OMC thực hiện các chức

năng có tính cách cục bộ. Trung tâm ngày hỗ trợ một số chức năng sau:
 Quản lý cấu hình của mạng.
 Quản lý quá trình làm việc của mạng.
 Quản lý bảo mật
 NMC: Trung tâm quản lý mạng, nó giám sát các OMC trong mạng. Chức năng
giám sát gồm:
 Giám sát các sự cố và cảnh báo.
 Xử lý một số sự cố trong mạng
2.2 BĂNG TẦN SỬ DỤNG TRONG GSM
2.2.1 GSM 900
GSM 900 làm việc trong khoảng tần 890 MHz – 960 MHz được phân bố như
sau:

CHƯƠNG 2


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 15
25 MHz
Hướng lên

890 MHz

Hướng xuống

915 MHz

935 MHz

960 MHz

Hình 6.Băng tần GSM D900
Băng tần hướng lên ( MS phát, BTS thu )nằm trong khoảng tần số :
890 MHz – 915 MHz ( Độ rộng là 25 MHz )
Băng tần hướng xuống ( MS phát, BTS thu ) nằm trong khoảng tần số :
935 MHz – 960 MHz
Trong D900 được chia làm 124 kênh tần số ( RFC ). Mỗi kênh có hai tần số:
Một cho hướng lên và một cho hướng xuống, khoảng cách giữa hai tần số hướng lên
và hướng xuống trong cùng một kênh là 45 MHz. Độ rộng băng mỗi kênh là 200 KHz
Các mạng di động GSM ở Việt Nam hiện nay đang sử dụng băng tần này
2.2.2 GSM 1800
DSC1800 làm việc trong khoảng tần 1710 MHz – 1880 MHz, phân bố như sau:
90 MHz

Hướng lên

1710 MHz

1785 MHz

Hướng xuống

1805 MHz

1880 MHz

Hình 7.Băng tần hệ thống DSC 1800
Băng tần hướng lên ( MS phát, BTS thu ) nằm trong khoảng tần số:

1710 MHz – 1785 MHz ( Độ rộng là 75 MHz )
Băng tần hướng xuống ( MS phát, BTS thu ) nằm trong khoảng tần số:
1805 MHz – 1880 MHz
Trong DSC1800 được chia làm 374 kênh tần số ( RFC ). Mỗi kênh có hai tần
số: Một cho hướng lên và một cho hướng xuống, khoảng cách giữa hai tần số hướng
lên và hướng xuống trong cùng một kênh là 95 MHz. Độ rộng băng mỗi kênh là 200
KHz,

CHƯƠNG 2


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 16

2.2.3 GSM 1900
DSC1900 làm việc trong khoảng tần 1850MHz – 1990 MHz, phân bố như sau:

60 MHz

Hướng lên

1850 MHz

1910 MHz

Hướng xuống

1930 MHz

1990 MHz

Hình 8.Băng tần GSM 1900
Băng tần hướng lên ( MS phát, BTS thu ) nằm trong khoảng tần số:
1850MHz – 1910 MHz ( Độ rộng là 60 MHz )
Băng tần hướng xuống ( MS phát, BTS thu ) nằm trong khoảng tần số:
1930 MHz – 1990 MHz
Trong D1900 được chia làm 299 kênh tần số ( RFC ). Mỗi kênh có hai tần số:
Một cho hướng lên và một cho hướng xuống, khoảng cách giữa hai tần số hướng lên
và hướng xuống trong cùng một kênh là 80 MHz. Độ rộng băng mỗi kênh là 200 KHz.

2.3 CÁC THỦ TỤC TRONG GSM
2.3.1 CẬP NHẬT VỊ TRÍ
Cập nhật vị trí là một thủ tục mà MS báo cho hệ thống biết được trạng thái và vị
trí hiện tại của nó. Mục đích của thủ tục này là giúp cho hệ thống dễ dàng trong việc
quản lý thuê bao di động và thực hiện tìm kiếm thuê bao nhanh hơn khi thuê bao bị
gọi. Thủ tục này được thực hiện một cách tự động khi xảy ra một trong các điều kiện
sau đây :
 MS thay đổi trạng thái.
 MS di chuyển từ vùng LAI này sang vùng LAI khác.
 Theo chu kỳ thời gian.

CHƯƠNG 2


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 17

Hình 9.Cập nhật vị trí kiểu bình thường

Ký hiệu :
( 1 ): Thông tin hệ thống.
( 2 ): Thiết lập kết nối RR: (2a)=yêu cầu kênh báo hiệu; (2b)= Ấn định kênh báo hiệu
(SDCCH).
( 3 ): Yêu cầu dịch vụ.
( 4 ): Nhận thực: (4a)= Nếu VLR không có thông báo nhận thực. MSC lấy thông số
này từ HLR.
(4b)= Thông số nhận thực được gởi đến MS, sau đó MS trả lời nhận
thực cho MSC.
2.3.1.1 Cập nhật vị trí khi MS chuyển trạng thái :
Khi MS chuyển từ trạng thái tắt máy sang mở may thì công việc đầu tiên là phải
thực hiện đăng ký vị trí. Đây là lần đầu nó thực hiện đăng ký để nhập mạng. Nguyên
tắc của thủ tục đăng ký lần đầu như sau:
Trước hết trạm MS quét tất cả các kênh tần số trong hệ thống để tìm được tần
số đúng ( FCCH ). Sau đó MS sẽ đọc được các thông tin về mạng và thông tin của
BTS mà nó đang định vị thông qua kênh BCCH. Tiếp theo MS yêu cầu cho phép cập
nhật vị trí để thông báo cho VLR phụ trách và HLR về vị trí của mình. Khi đó MS sẽ
sử dụng một số thông tin cá nhân được lưu trữ trong SIM và các thông tin từ kênh
BCCH để trả lời cho hệ thống. Các cơ sở dữ liệu này sẽ ghi LAI hiện thời của MS.
Khi thủ tục cập nhật thành công thì MSC/ HLR công nhận là MS tích cực và
đánh dấu cờ “ thâm nhập vị trí tích cực “ vào trường dữ liệu của mình.
Khi tắt nguồn MS hay lấy SIM card ra khỏi MS thì sẽ xảy ra quá trình trao đổi
báo hiệu trong. Trường hợp này được thực hiện như sau:
CHƯƠNG 2


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 18

 MS yêu cầu một kênh báo hiệu để phát đi bản tin thông báo cho mạng
rằng MS chuẩn bị vào trạng thái không tích cực. Điều này có nghĩa rằng
mạng không thể quản lý được MS nữa.
 Thông tin chuyển trạng thái có thể được lưu giữ tại VLR. Tuỳ chọn cờ rời
mạng có thể cũng được thiết lập ở HLR và công nhận được gởi trở lại
VLR.

Hình 10.Quá trình rời khỏi mạng
Khi trạm MS được bật lại nguồn tại vùng định vị khi nó vào trạng thái không
tích cực thì gọi là tái nhập mạng. Thông tin phát quảng bá của ô sẽ nói cho MS cần
nhập lại IMSI hay thống.
Quá trình nhập IMSI trong trường hợp này xảy ra như sau:
 MS yêu cầu một kênh báo hiệu
 MSC nhận cờ nhập lại mạng từ MS
 MSC gởi bản tin nhập lại IMSI đến VLR
 VLR xoá cờ rời bỏ IMSI và gởi bản tin công nhận nhập lại IMSI đến MSC và trở
lại quá trình xử lý cuộc gọi như thường lệ cho MS.
 MS chấp nhận bản tin nói trên.
Nếu sau khi tắt (rời bỏ IMSI) trạm MS thay đổi vùng định vị, thì khi bật lại
nguồn nó phải tiến hành quá trình cập nhật vị trí bình thường để vào lại trạng thái tích
cực.
Báo hiệu cho trường hợp cập nhật vị trí khi nhập lại IMSI cũng giống như cập
nhật vị trí bình thường chỉ khác ở 3 bit yêu cầu cập nhật vị trí để chỉ ra kiểu cập nhật
và không cần.
2.3.1.2 Cập nhật vị trí khi MS thay đổi LAI
Do tính năng của thuê bao di động là thay đổi vị trí thường xuyên nên mỗi khi
MS chuyển từ LAI này sang LAI khác thì thủ tục cập nhật vị trí cũng xảy ra. Tồn tại
hai dạng cập nhật vị trí khi thay đổi LAI:
CHƯƠNG 2

ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 19

MS chuyển từ LAI này sang LAI khác nhưng cả hai LAI này đều trực thuộc
cùng một tổng đài MSC. Trong trường hợp này cập nhật vị trí không cần thông báo
đến HLR vì HLR chỉ quản lý vị trí của MS đến tổng đài MSC phụ trách MS.
MS chuyển từ LAI này sang LAI khác nhưng mỗi LAI này trực thuộc một tổng
đài MSC khác nhau. Vì thể cập nhật vị trí được thông báo HLR để nó ghi lại vị trí mới
của tổng đài quản lý MSC.
MS nhận biết được việc thay đổi LAI của mình nhờ vào thông tin đọc được trên
kênh BCCH. Kênh này được các BTS phát thường trực để cung cấp cho các MS đang
định vị tại vùng phủ sóng của nó. Khi MS nhận được thông tin về LAI mới ở kênh
BCCH thì nó sẽ yêu cầu dịch vụ cập nhật vị trí.
2.3.1.3 Cập nhật vị trí định kỳ
Để tránh việc tìm gọi không cần thiết khi MSC không nhận được bản tin rời bỏ
IMSI ở MS không tích cực, tồn tại cập nhật một dạng vị trí khác được gọi là đăng ký
định kỳ. Quá trình này được cho ở hình sau:

Hình 11.Đăng ký định kỳ
Thông tin hệ thống được phát quảng bá (1) sẽ thông báo cho MS về đăng ký
định kỳ có được sử dụng hay thống ở ô. Nếu có mạng sẽ thông báo cho MS chu kỳ cần
thông báo cho mạng rằng nó đang nhập mạng. Thông số này được thiết lập bởi nhà
khai thác (0 đến 255 của 6 phút). Nếu thông số này được đặt bằng 1 (6 phút) thì MS
phải đăng ký với chu kỳ 6 phút.
Thủ tục này được điều khiển bởi cả bộ định thời ở MS (2a) và MSC (2b), MSC
có chức năng theo dõi thời gian này.
Khi hết thời gian nói trên MS phải thực hiện cập nhật vị trí (3a). Các bộ định
thời ở MS và MSC được khởi động lại.

Nếu MS không đăng ký trong khoảng thời gian nói trên bộ phận theo dõi của
MSC sẽ đánh dấu MS này vào trạng thái rời mạng (3b).

CHƯƠNG 2


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 20

2.3.2 THỦ TỤC TÌM GỌI
Khi có một cuộc gọi tới cho thuê bao di động MS, đầu tiên số thuê bao bị gọi sẽ
được gởi tới MSC/VLR. Trước khi thực hiện chuyển mạch, MSC sẽ truy xuất vào
VLR để xác định vị trí hiện tại của thuê bao bị gọi và sau đó gởi bản tin tìm gọi đến
các BTS thông qua BSC. Các bản tin này sẽ được thông báo đến tất cả các BTS thuộc
cùng một LAI. Tất cả các MS đang ở trong LAI này sẽ nhận được thông báo tìm gọi
nhưng chỉ có MS bị gọi mới phúc đáp thông báo này.
Đầu tiên MS sẽ phát một bản tin yêu cầu cấp phát kênh để tiếp nhận cuộc gọi
đến. Trước khi chỉ định cho MS một kênh vật lý cụ thể thì hệ thống thực hiện kiểm tra
quá trình nhận thực của thuê bao, đồng thời bắt buộc giữa BTS và MS phải thoả thuận
một mật mã để bảo mật thông tin. Khi các yêu cầu của hệ thống được đáp ứng sẵn
sàng thì lúc này thuê bao mới được quyền tiếp nhận cuộc gọi tới.
2.3.3 THỦ TỤC KHỞI XƯỚNG CUỘC GỌI
Khi trạm MS ở trạng thái tích cực và đã đăng ký vị trí, MS có thể thực hiện
cuộc gọi. Quá trình thực hiện cuộc gọi được mô tả như sau:
Đầu tiên MS gởi yêu cầu xin cấp phát kênh đến BTS thông qua kênh truy xuất
ngẫu nhiên. MS thông báo rằng nó muốn thiết lập cuộc gọi. Số nhận dạng trạm di động
được phân tích và MS được đánh dấu bận ở VLR. Trước khi cấp kênh hệ thống yêu
cầu thực hiện các công việc sau:
 Nhận thực thuê bao.

 Thoả thuận một khoá mật mã trên đường truyền vô tuyến.
MSC nhận được bản tin thiết lập từ MS có chứa thông tin về loại dịch vụ mà
MS yêu cầu, số thoại bị gọi. MSC kiểm tra là MS không có các dịch vụ cấm gọi ra
(dịch vụ này có thể kích hoạt hoặc bởi thuê bao hoặc bởi nhà khai thác). Nếu không bị
cấm gọi ra quá trình thiết lập cuộc gọi được tiến hành. Giữa MSC và BSC đường
truyền được thiết lập và kênh lưu lượng được chiếm. MSC gởi yêu cầu đến BSC để ấn
định một kênh lưu lượng cho đường vô tuyến.
BSC kiểm tra nếu có kênh lưu lượng rỗi nó ấn định kênh này cho cuộc gọi và
yêu cầu BTS kích hoạt kênh này. BTS gởi trả lời công nhận khi việc kích hoạt kênh
lưu lượng đã hoàn thành. BSC thông báo cho MSC về sự hoàn thành này. Hệ thống
con điều khiển lưu lượng sẽ phân tích các chữ số của số thoại B và thiết lập kết nối đến
thuê bao bị gọi. Cuộc gọi được nối thông qua chuyển mạch nhóm.
Báo chuông sẽ được gởi đến trạm MS cho thấy rằng phía bị gọi đang đổ
chuông. Tông chuông được tạo ra ở tổng đài phía thuê bao B và được gởi qua chuyển
mạch nhóm đến MS. Như vậy tông chuông được gởi qua đường vô tuyến chứ không
tạo ra ở MS.
Khi thuê bao B trả lời mạng gởi bản tin kết nối đến MS thông báo rằng cuộc
thoại được chấp nhận. MS trả lời bằng công nhận kết nối, như vậy thiết lập cuộc gọi đã
hoàn tất.
CHƯƠNG 2


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 21

Quá trình thiết lập cuộc gọi khởi xướng từ trạm di động được trình bày ở trên là
cho cuộc gọi MOC không có OACSU (Without off Air Call set up: thiết lập sớm).
Thiết lập sớm có nghĩa là mạng cấp phát kênh lưu lượng cho MS trước khi nó khởi
đầu thiết lập cuộc gọi ở mạng cố định. Cũng có thể có tuỳ chọn với OACSU ở giai

đoạn sau của GSM. Lúc này mạng sẽ quyết định khi nào thì cấp phát kênh lưu lượng.
Cấp phát được thực hiện ở thời điểm bất kỳ sau khi đã khởi đầu thiết lập cuộc gọi ở
mạng cố định. Cực điểm nhất là mạng có thể cấp kênh lưu lượng sau khi thuê bao B đã
trả lời cuộc gọi.
Bản tin báo chuông sẽ được gởi đến MS khi đổ chuông ở phía bị gọi. Sự khác
nhau ở đây so với trường hợp thiết lập sớm (Without OACSU) là tông báo hiệu
chuông được tạo ra ngay ở MS vì kênh lưu lượng vẫn chưa được cấp phát. Khi thuê
bao trả lời, mạng khởi xướng thủ tục ấn định để cấp phát kênh lưu lượng.
2.3.4 THỦ TỤC NHẬN CUỘC GỌI
MTC phức tạp hơn MOC vì phía gọi không biết hiện thời MS đang ở đầu. Quá
trình báo hiệu cho cuộc gọi này được cho ở hình vẽ sau:
Phía chủ gọi quay số thuê bao di động bị gọi: số mạng dịch vụ, số liên kết của
thuê bao di động ( MS ISDN) (1). Nếu cuộc gọi khởi đầu từ mạng cố định PSTN thì
tổng đài sau khi phân tích số thoại sẽ biết rằng đây là cuộc gọi cho một thuê bao GSM.
Cuộc gọi được định tuyến đến tổng đài GMSC gần nhất (2), đây là một tổng đài
có khả năng hỏi và định lại tuyến. Bằng phân tích MSISDN tổng đài GMSC tìm ra
HLR nơi MS đăng ký.
GMSC hỏi HLR (3) thông tin để có thể quyết định tuyến đến MSC/ VLR đang
quản lý MS. Bằng MSISDN tìm ra IMSI và bản ghi của thuê bao. IMSI là số thuê bao
chỉ sử dụng ở trong mạng báo hiệu, địa chỉ của VLR nơi MS đang đăng ký tạm thời
được lưu giữ cùng với IMSI trong VLR.
HLR giao tiếp với VLR để nhận được số lưu động thuê bao (MSRN: Mobile
Subscriber Roaming Number) (4), đây là một số thoại thông thường thuộc tổng đài
MSC.
VLR gởi MSRN đến HLR, sau đó HLR chuyển số này đến GMSC (5).
Bằng MSRN GMSC có thể định tuyến lại cuộc gọi đến MSC tương ứng (6),
GMSC gởi bản tin nhận được từ PSTN đến MSC.

CHƯƠNG 2

ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 22

Tổng đài nội
hạt

Hình 12.Cuộc gọi từ mạng cố định kết cuối ở MS (MTC)
Để giảm tối thiểu giá thành, có thể sử dụng PSTN để định tuyến lại cuộc gọi, ở
các nước có mạng PSTN đắt hoặc hoạt động không tốt thì tốt nhất là xây dựng một
mạng kết nối riêng giữa các MSC và GMSC.
MSC biết được vị trí của MS và nó gởi bản tin tìm gọi đến tất cả các BSC đang
quản lý vùng định vị này (7). Ở mạng GSM tồn tại hai khả năng hoặc thông tin về các
ô trực thuộc một vùng định vị được lưu giữ ở MSC, hoặc thông tin này được lưu giữ ở
BSC.Ở mạng CME 20 chẳng hạn thông tin này được lưu giữ ở BSC.
MSC gởi LAI (nhận dạng vùng định vị) xuống các BSC và BSC phân phát bản
tin tìm gọi đến các BTS(8).
Để tìm gọi MS, IMSI được sử dụng (9). Có thể sử dụng số nhất dạng tạm thời
TMSI để đảm bảo bí mật.
Ngay sau khi nhận được bản tin tìm gọi MS gởi yêu cầu kênh báo hiệu. MSC có
thể thực hiện nhận thực và khởi đầu mật mã hoá như đã xét ở phần trên. MSC có thể
gởi đến MS thông tin về các dịch vụ được yêu cầu: tiếng, số liệu, fax…
Bây giờ BSC sẽ lệnh cho BTS kích hoạt kênh TCH và giải phóng kênh báo
hiệu, báo chuông được gởi đi từ MS cho thấy rằng tông chuông được tạo ra ở MS.
Tông chuông cho thuê bao chủ gọi được tạo ra ở MSC.
Khi thuê bao di động nhấc máy MS gởi bản tin kết nối. Mạng hoàn thành
đường nối thông và gởi bản tin công nhận kết nối đến MS.
2.3.5 CHUYỂN GIAO (HANDOVER)
Chuyển giao là quá trình chuyển đổi BTS phục vụ của MS khi MS này đang ở

trong chế độ đàm thoại. Khi chuyển giao MS được chuyển từ một kênh TCH này sang
một kênh TCH khác.
CHƯƠNG 2


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 23

Các loại chuyển giao:
 Chuyển giao giữa các ô thuộc cùng một BSC: Chuyển giao này do BSC điều
hành.
 Chuyển giao giữa các ô thuộc hai BSC khác nhau: Chuyển giao này liên quan
đến cả hai tổng đài MSC quản lý hai BSC..
 Chuyển giao giữa hai ô thuộc hai tổng đài MSC khác nhau: Chuyển giao này
liên quan đến cả hai tổng đài phụ trách các ô nói trên.
Trong trường hợp chuyển giao nhiều lần giữa hai ô thuộc hai MSC khác nhau,
tổng đài MSC đầu tiên phụ trách MS được gọi là tổng đài quá giang vì cuộc gọi luôn
luôn được chuyển mạch qua tổng đài này. Lần chuyển giao giữa hai ô thuộc hai tổng
đài khác nhau thứ nhất được gọi là chuyển giao giữa các ô thuộc hai tổng đài lần đầu,
còn các lần sau được gọi là chuyển giao giữa các ô thuộc hai tổng đài tiếp theo.
Các điều kiện xảy ra chuyển giao :
 Khi MS đang đàm thoại nhưng di chuyển từ vùng phủ sóng của BTS này sang
vùng phủ sóng của BTS khác. Khi đó cường độ trường của BTS phục vụ giảm
dẫn, cường độ trường của BTS kế can tăng dẫn. Nếu MS tiếp tục di chuyển theo
hướng ngày thì đến một thời điểm nào đó thì cường độ của BTS phục vụ không
đủ để hoạt động. Do đó muốn tiếp tục đàm thoại thì phải chuyển giao sang BTS
kế cận.
 Khi MS di chuyển nhưng nó đang ở trong vùng phủ sóng là giao của 2 BTS.
Lúc đó, nếu vì một nguyên nhân nào đó làm cho chỉ số bit lỗi trên BTS đang

phục vụ tăng lên thì hệ thống cũng thực hiện chuyển giao sang BTS mới để cải
thiện chất lượng. Chuyển giao này gọi là chuyển giao chất lượng.
 Khi MS không di chuyển nhưng nó đang ở trong vùng phủ sóng là giao của hai
BTS. Lúc đó nếu lưu lượng trên BTS đang phục vụ đã bão hoà hoặc sắp bão
hoà thì hệ thống cũng thực hiện chuyển giao một số MS sang BTS mới để cho
BTS này có thể phục vụ được cho các MS mới. Chuyển giao này gọi là chuyển
giao lưu lượng.
2.4 MÔ TẢ QUÁ TRÌNH THIẾT LẬP CUỘC GỌI TRONG MẠNG GSM
2.4.1 TRẠM DI DỘNG MS THỰC HIỆN CUỘC GỌI
MS yêu cầu ấn định kênh:
Sau khi thực hiện việc quay số, MS yêu cầu được ấn định kênh trên kênh truy
nhập ngẫu nhiên RACH. Nhất được yêu cầu này trạm thu phát gốc BTS sẽ giải mã bản
tin. Phần mềm của trạm gốc BSS ấn định kênh SDCCH với bản tin ấn định kênh tức
thời gởi trên kênh cho phép truy nhập AGCH.

CHƯƠNG 2


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 24

MS trả lời:
MS trả lời bản tin ấn định kênh tức thời và chuyển tới ấn định kênh SDCCH.
Trên kênh SDCCH, MS sẽ truyền đi các bản tin SABM ( Set Asynchronous Balance
Mode – Kiểu cân bằng không đồng bộ tổ hợp ). Bên trong bản tin SABM bao gồm các
chỉ thị yêu cầu các dịch vụ khác nhau như bản tin yêu cầu thực hiện cuộc gọi hay cập
nhật vị trí. Các bản tin này sẽ được xử lý tại trạm gốc BSS và được chuyển tới trung
tâm chuyển mạch MSC thông qua giao diện A.
Yêu cầu nhận thực:

Sau khi nhận được các yêu cầu về dịch vụ, trung tâm chuyển mạch MSC sẽ gởi
đi một yêu cầu nhận thực đối với trạm di động MS. Các yêu cầu dịch vụ sẽ được gởi
tới trạm gốc BSS thông qua đường báo hiệu. Trạm thu phát gốc BTS sẽ làm nhiệm vụ
truyền các yêu cầu này tới MS trên kênh điều khiển chuyên dụng độc lập SDCCH.
MS trả lời nhận thực:
Trạm di động MS trả lời yêu cầu nhận thực bằng một đáp ứng nhận thực. Đáp
ứng trả lời nhận thực của MS sẽ được trạm thu phát gốc BTS chuyển tới trung tâm
chuyển mạch BSC trên đường báo hiệu vô tuyến.
Yêu cầu mã hóa:
Sau quá trình nhận thực được hoàn thành (quá trình nhận thực được thực hiện
với các thuật toán và khoá bảo mật dùng trong GSM là A3, A4, A8 và Ki), MSC sẽ
gởi đến BSC một lệnh yêu cầu mã hoá quá trình trao đổi thông tin giữa MS và MSC
( Ciphering Mode – Chế độ mã hoá ). Quá trình này được thiết lập hay thống là phụ
thuộc vào BSC và MSC thiết lập chế độ mã hoá Ciphering Mode là ON hay OFF. Nếu
chế độ mã hoá là ON thì thuật toán A5.2 và Kc được sử dụng.
Hoàn thành quá trình mã hoá:
MS trả lời hoàn thành quá trình mã hoá bằng cách gửi bản tin thực hiện xong
quá trình mã hoá ( Ciphering Mode Complete).
MS thiết lập cuộc gọi:
Trạm di động MS gửi bản tin thiết lập cuộc gọi trên kênh điều khiển chuyên
dụng độc lập SDCCH, nó gửi tới tổng đài di động MSC dịch vụ yêu cầu thiết lập cuộc
gọi.
Yêu cầu ấn định kênh lưu lượng:
Sau khi tổng đài MSC nhận được bản tin yêu cầu thiết lập cuộc gọi, MSC sẽ gửi
lại hệ thống BSS bản tin ấn định kênh lưu lượng. Bản tin này chỉ thị loại kênh lưu
CHƯƠNG 2


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Trang 25

lượng sẽ được yêu cầu là kênh bán tốc ( half rate ) hay toàn tốc ( full rate ) hoặc truyền
số liệu (data). Trạm thu phát gốc BTS sẽ chỉ định và ấn định cho MS một kênh lưu
lượng TCH bằng cách gửi một lệnh ấn định trên kênh SDCCH.
MS hoàn thành việc ấn định kênh lưu lượng TCH:
Để đáp ứng lệnh ấn định kênh, MS chiếm lấy kênh TCH và đồng thời gửi bản
tin hoàn thành việc ấn định kênh trên kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH.
Bản tin đổ chuông:
Tổng đài di động MSC gửi bản tin đổ chuông tới máy di động MS. Bản tin này
thông báo MS hoàn thành việc gọi và có tín hiệu hồi âm chuông được nghe thấy từ
MS. Bản tin này là trong suốt đối với hệ thống trạm gốc BSS.
Bản tin kết nối:
Khi bên bị gọi nhấc máy trả lời thì một bản tin kết nối được gửi đến trạm di
động MS. Tín hiệu này là trong suốt đối với trạm BSS. Bản tin kết nối được truyền
thông qua kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH. Để trả lời tín hiệu kết nối, MS mở
một đường tiếng và truyền đi thông qua kênh FACCH, bản tin đã kết nối tới tổng đài
di động MSC và cuộc gọi được thực hiện.
2.4.2 MS NHẬN CUỘC GỌI
Nhắn tin tìm gọi:
Khi thuê bao được tìm gọi thì tổng đài di động MSC sẽ gửi một bản tin “ yêu
cầu nhắn tin “ ( Paging Request ) đến hệ thống điều khiển trạm gốc BSC. BSC sẽ xử lý
bản tin này và truyền chúng trên kênh nhắn tin PCH.
Thuê bao trả lời:
Sau khi thu được bản tin Paging Request, trạm di động MS trả lời bằng cách gửi
bản tin yêu cầu kênh trên kênh truy nhập ngẫu nhiên RACCH.
An định kênh điều khiển chuyên dụng độc lập SDCCH:
Nhận được bản tin ấn định kênh, BSS sẽ xử lý bản tin và ngay lập tức ấn định
một kênh SDCCH. Việc ấn định này sẽ được mã hoá và truyền trên kênh cho phép
truy nhập AGCH. Trạm di động MS được ấn định một kênh SDCCH và truyền một

bản tin kiểu cân bằng không đồng bộ tổ hợp SABM trả lời nhắn tin. Mạng sẽ trả lời
trên đường lên (Uplink ) để thiết lập kết nối vô tuyến lớp thứ hai. Sau khi được xử lý
tại phần BSS, bản tin trả lời tìm gọi sẽ được gửi tới MSC.

CHƯƠNG 2