Nghiên cứu về fading và các biện pháp chống fading trong mạng thông tin di động

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thế gới và
khoa học kỹ thuật gúp cho cuộc sống của con Người ngày càng được cải
thiện, nhu cầu sử dụng thông tin liên lạc ngày một tăng, chính vì vậy các hệ
thống thông tin liên lạc ngày nay đang phát triển hết sức nhanh chóng. Tuy
nhiên một vấn đề đặt ra hết sức nan giải là làm thế nào để đảm bảo được chất
lượng thông tin một cách tốt nhất. Một trong các lĩnh vực nghiên cứu có tính
chất quyết định tới chất lượng của thông tin đó là ảnh hưởng của fading trong
quá trình truyền dẫn. Mặc dù vấn đề này đã được phân tích nghiên cứu khá
nhiều và không còn mới mẻ nhưng để củng cố lại kiến thức trong quá trình học
tập, vì vậy trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp em chọn đề tài “ Nghiên cứu
về Fading và các biện pháp chống fading trong mạng thông tin di động”.
Để giải quyết những vấn đề đặt ra, thì luận văn được chia thành ba
chương cụ thể như sau.
Chương I: Tổng quan về thông tin di động.
Chương II: Phân tích và đánh giá ảnh hưởng của fading đối với thông tin di động.
Chương III: Phương pháp thích nghi tốc độ và phát xạ công suất tối ưu và mô
phỏng trên phần mềm ứng dụng Matlap.
Trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu làm luận văn em đã cố gắng hết
sức lực và kiến thức để hoàn thành đúng yêu cầu và thời hạn qui định, Tuy
nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy mong nhận được sự quan
tâm đóng góp ý kiến của Quý Thầy, Cô cùng các học viên để luận văn của em
được đầy đủ và hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo Cô giáo trong khoa ĐiệnĐiện tử tàu biển cùng toàn thể các học viên. Đặc biệt em xin bày tỏ sự biết ơn

1


sâu sắc tới thầy giáo TS. Phạm Văn Phước đã động viên và tận tình giúp đỡ
em trong suốt quá trình làm luận văn.

Hải Phòng, ngày…..tháng…….năm 2014

2


Chương 1
TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ HỆ THỐNG GSM
1.1 KHÁI QUÁT VỀ THÔNG TIN VÔ TUYẾN DI ĐỘNG
1.1.1 Lịch sử phát triển
Vào cuối thế kỷ 19, nhà bác học người Ý Marconi Guglielmo (18741937, giải Nobel vật lý năm 1909) bằng những nghiên cứu và thực nghiệm đã
cho thấy là thông tin vô tuyến có thể thực hiện giữa các máy thu phát ở xa
nhau và di động. Thông tin vô tuyến lúc đó chủ yếu sử dụng mã morse, mãi
cho tới năm 1928 hệ thống vô tuyến truyền thanh mới được thiết lập, ban đầu
được dùng cho Cảnh Sát. Đến năm 1933 mới thiết lập được một hệ thống
thoại tương đối hoàn chỉnh đầu tiên trên thế giới, tuy nhiên các thiết bị thời đó
rẩt cồng kềnh, nặng, đầy tạp âm và tiêu tốn rất nghiều năng lượng do sử dụng
các đèn điện tử. Công tác trong giải thấp của băng VHF, các thiết bị này liên
lạc được với nhau với khoảng cách vài chục dặm. Các dịch vụ di động trong
đời sống như Cảnh Sát, Cứu thương, Cứu hỏa, Hàng hải, Hàng không…cũng
đã sử dụng thông tin di động để các hoạt đông của mình được thuận lợi. Hồi
đó chất lượng thông tin di động rất kém do các đặc tính truyền dẫn sóng vô
tuyến, dẫn đến tín hiệu thu được là một tổ hợp nhiều thành phần của tín hiệu
đã được phát đi, khác nhau về biên độ, pha và thời gian giữ chậm. Tổng véc
tơ của các tín hiệu này làm cho đường bao tín hiệu thu được bị thăng giáng
mạnh và nhanh. Khi trạm di động hoạt động, mức tín hiệu thu thường bị thay
đổi lớn và nhanh làm cho chất lượng đàm thoại suy giảm trông thấy. Tất
nhiên, tất cả các đặc tính truyền dẫn ấy ngày nay vẫn tồn tại song hồi đó
chúng chỉ chống lại bằng một kỹ nghệ còn trong thời kỳ sơ khai. Trong khi
ngày nay công nghệ bán dẫn phát triển cho phép ta có thể sử dụng hàng triệu
đèn bán dẫn trong việc loại bỏ những ảnh hưởng xấu của đặc tính truyền dẫn.

3


Băng tần có thể sử dụng được bởi công nghệ đương thời cho thông tin
vô tuyến luôn khan hiếm. Các băng sóng trung và dài đã được sử dụng cho
phát thanh trong khi các băng tần số thấp và cao (LF và HF) thì bị chiếm bởi
các dịch vụ thông tin toàn cầu. Công nghệ thời đó chưa thích hợp đẻ đạt được
chất lượng cao trên các băng sóng VHF và UHF. Khái niệm về tái sử dụng tần
số đã được nhân thức song không được sử dụng để đạt được mật độ người sử
dụng cao. Do đó, suốt nhiều năm, chất lượng của thông tin di động kém hơn
nhiều so với thông tin hữu tuyến do công nghệ không thích hợp và các nhà tổ
chức thông tin đã không sử dụng nổi độ rộng dải tần trên các băng tần số cao.
Khi mà các mạng điện thoại tương tự, cố định, thương mại đang được
số hóa nhờ sự phát minh ra những dụng cụ điện tử kích thước nhỏ bé và tiêu
thụ ít nguồn thì tình trạng của vô tuyến di động vẫn còn biến đổi rất chậm
chạp. Các hệ thống vô tuyến di động nội bộ mặt đất đã bắt đầu được sử dụng
song mới chỉ ở mức độ phục vụ các nhóm chuyên biệt chứ chưa phải dành
cho các cá nhân trong cộng đồng. Mặc dù ý tưởng về một mạng tế bào đã
được hình thành từ những năm 1947 song vẫn không làm gì để khởi đầu việc
áp dụng một hệ vô tuyến tế bào. Mãi tới khi có các mạch tích hợp thiết kế
được một cách tùy chọn, các bộ vi sử lý, các mạch tổng hợp tần số, các
chuyển mạch nhanh dung lượng lớn…mạng vô tuyến tế bào mới được biến
thành hiện thực. Trong những năm của thập kỷ 80 đã chứng kiến sự ra đời của
một số hệ thống vô tuyến tế bào tương tự thường được gọi là mạng vô tuyến
mặt đất công cộng (PLMR-Public land Mobile Radio). Làm việc ở dải UHF,
các mạng này cho thấy một sự thay đổi vượt bậc về độ phức tạp của hệ thống
thông tin liên lạc dân sự. Chúng cho phép người sử dụng có thể đàm thoại và
liên lạc trao đổi thông tin được trong mạng di động với bất kỳ đối tượng nào
có nối tới các mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN (Public

4


Switched Telephone Network) hoặc các mạng đa dịch số ISDN (Integgrated
Services Digital Network).
Tuy nhiên do các hệ thống di dộng tế bào tương tự có dung lượng giới
hạn nên nó không đáp ứng được nhu cầu công cộng tăng lên nhanh. Vì vậy
các quốc gia ở Châu Âu, Châu Mỹ và Nhật Bản đều nghiên cứu phát triển độc
lập các hệ thống thông tin tế bào số được gọi là hệ thống thông tin di động thế
hệ 2. Vào năm 1988 ở Châu Âu nhóm CTMS (Global System Mobille) được
thành lập nhằm chuẩn hóa hệ thống di động toàn cầu, và hiện nay CTMS đã
trở thành hệ thống thông tin di động toàn cầu ở Mỹ. Hiệp hội công nghiệp và
viễn thông (TIA) cũng đã thành lập ủy ban tiêu chuẩn các hệ thống tế bào số
và đã ban hành các tiêu chuẩn tạm thời, các phương pháp truy nhập (TDMA,
CDMA). Tại nhật họ đã thành lập một ủy ban tiêu chuẩn hóa cho các hệ thống
thông tin tế bào số và đã ban hành tiêu chuẩn tế bào số cá nhân PDC
(Personnal Digital Callular) vào năm 1992.
Những năm gần dây số lượng thuê bao di động tăng lên rất nhanh, điều
đó có nghĩa là cần tăng dung lượng kênh hay độ rộng băng tần để đảm bảo
băng thông là giới hạn, cho nên số lượng thuê bao lớn thì việc cần thiết là
phải tăng hiệu quả sử dụng băng tần sẵn có và quan tâm đến vấn đề chống tạp
âm, nhiễu và phading trong các hệ thống thông tin hiện nay do việc thiết kế
một hệ thống mới là cực kỳ tốn kém. Điều này đã được thấy rõ tại Việt Nam
là chúng ta phải chi trả một khoản kinh phí rất lớn cho việc phát triển các hệ
thống di động như: VIETTEL, MOBIL, VINA …Và các mạng di dộng này đã
đáp ứng được phần nào nhu cầu sử dụng công cộng.
1.1.2 Đặc điểm truyền sóng trong thông tin di động.
Đặc tính truyền sóng trong thông tin vô tuyến di động là tín hiệu thu
được ở máy thu bị thay đổi so với tín hiệu đã được phát đi cả về tần số, biên

độ, pha và thời gian giữ chậm. Các thay đổi này có tính chất rất phức tạp, sự

5


tác động của chúng tới chất lượng liên lạc phụ thuộc vào hàng loạt yếu tố
khác nhau như địa hình, khoảng cách liên lạc, giải tần, khí quyển, tốc độ
truyền tin, tốc độ di chuyển của trạm di động, mật độ thuê bao trên một đơn vị
tần số trong một đơn vị diện tích, anten, công suất phát, sơ đồ điều chế…Tuy
vậy, về cơ bản chúng ta có thể chia một cách vắn tắt các ảnh hưởng truyền
sóng này thành: Ảnh hưởng của hiệu ứng Dopler, tổn hao đường truyền là Fading.
 Hiệu ứng Dopler: Là sự thay đổi của tín hiệu thu được so với tín hiệu
đã được phát đi, gây bởi chuyển động tương đối giữa máy thu và máy phát
trong quá trình truyền sóng. Giả sử một sóng mang không bị điều chế có tần
số fc , được phát tới một máy thu di động với vận tốc υ . Tại máy thu, tần số
của tín hiệu thu được theo tia sóng thứ i sẽ là: f = fc + fm .cos α i , trong đó
α i là góc tới tia sóng thứ i so với hướng chuyển động của máy thu, fm là

lượng dịch tần Dopler, fm = υ . fc /C, với C là vận tốc ánh sáng. Như vậy, chỉ
trong trường hợp máy thu đứng yên so với máy phát ( υ =0), hoặc máy thu
đang chuyển động vuông góc với góc tới của tín hiệu (cos α i =0) thì tần số tín
hiệu thu được mới không bị thay đổi so với tần số tín hiệu phát. Hiệu ứng
Dopler xảy ra mạnh nhất khi máy thu di động theo phương của tia sóng tới
(cos α i = ± 1).Điều này thường xảy ra trong thông tin di động khi máy thu đặt
trên xe di chuyển trên các xa lộ, còn các antenna trạm phát thì được bố trí dọc
theo xa lộ (được gán trên các cầu vượt ngang qua xa lộ chẳng hạn)
 Tổn hao đường truyền: Là lượng suy giảm mức điện thu so với mức
điện phát. Mức điện trung bình của tín hiệu thu giảm dần theo khoảng cách do
công suất tín hiệu trên một đơn vị diện tích của mặt cầu song giảm dần theo
khoảng cách giữa các anten thu và phát, do hấp thụ của môi trường truyền…

Tổn hao đường truyền phụ thuộc tần số bức xạ, địa hình, tính chất môi
trường, mức độ di chuyển của các chướng ngại, độ cao anten, loại anten…

6


Trong thông tin vô tuyến tế bào, trong nhiều trường hợp tổn hao đường truyền
tuân theo quy luật mũ 4, tức là tăng tỉ lệ với lũy thừa của khoảng cách. Về
nguyên tắc, tổn hao đường truyền hạn chế kích thước tế bào và cự li liên lạc
song trong nhiều trường hợp ta có thể lợi dụng tính chất của tổn hao đường
truyền để phân chia hiệu quả các tế bào, cho phép tái sử dụng tần số một cách
hữu hiệu để tăng hiệu quả sử dụng tần số.
 Fading: Trong những khoảng cách tương đối ngắn mức tín hiệu thu
trung bình có thể xem là hằng số, tuy nhiên mức điện tức thời của tín hiệu thu
tại anten lại có thể thay đổi nhanh với những lượng tiêu biểu tới 40db. Những
thay đổi nhanh mức điện thu tức thời này được gọi là fading nhanh.
Giả sử một trạm cố định phát một sóng mang không bị điều chế, trạm
thu di động sẽ thu được không chỉ một thành phần sóng mang đã được phát
đó mà là cả một tổ hợp các tia sóng do tín hiệu bị phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ
bởi các cao ốc và các chướng ngại vật khác trong vùng truyền sóng trước khi
tới máy thu. Thực tế, trong hầu hết các môi trường, mỗi tia sóng thu được tại
máy thu di động đều phải chịu những thay đổi (phụ thuộc vào đường đi của
nó) về pha, thời gian giữ chậm riêng, biên độ cũng như dịch tần Doppler. Kết
quả là tín hiệu mà trạm di động thu được có thể khác một cách căn bản với
sóng mang đã phát. Trong nhiều trường hợp nghiêm trọng, tổng vec-tơ của
các tín hiệu tới theo nhiều tia có thể giảm tới một giá trị rất thấp. Hiện tượng
này gọi là fading nhiều tia (multipath fading). Khi máy di động di chuyển,
mức điện thu fading theo từng khoảng cách khác nhau giữa bước sóng dọc
theo hành trình của nó. Một khi fading rất sâu xảy ra, tín hiệu thu được có thể
giảm theo mức không, tỉ số tín/tạp nhỏ hơn không, khi đó đầu ra máy thu

hoàn toàn phụ thuộc vào nhiễu kênh.
Trong thực tế sóng mang được điều chế. Trong thông tin di động số,
ảnh hưởng của đặc tính truyền dẫn còn phụ thuộc vào tỷ số giữa độ dài một

7


dấu (symbol) và trải giữ chậm (delay spread) của kênh vô tuyến biến đổi theo
thời gian. Độ trải giữ chậm có thể xem như độ dài của tín hiệu thu được khi
một xung cực hẹp được truyền đi. Nếu số liệu được truyền đi với tốc độ thấp
thì chúng có thể giải quyết được dễ dàng tại phần thu. Đó là sự khó khăn do
truyền theo nhiều tia của một xung số liệu thì kết thúc trước khi xung tiếp
theo được phát đi. Vì thế nếu ta cứ tăng tốc độ truyền số liệu lên mãi thì tới
một lúc mỗi dấu số hiệu sẽ trải hẳn sang các dấu số liệu lân cận, tạo ra xuyên
nhiễu giữa các dấu ISI (intersymbol intenerence). Nếu không có các mạch san
bằng kênh nhằm loại bỏ ISI thì tỉ lệ lỗi bit BER (bit-error rate) sẽ lớn tới mức
không thể chấp nhận được. Giả sử ta vẫn cứ truyền số liệu với tốc độ lớn song
đưa máy di đông lại đủ gần trạm cố định đồng thời giảm một cách thích hợp
công suất phát (tức là nếu thu hẹp kích thước tế bào) thì trải giữ chậm của
từng tia nhìn chung là nhỏ. Khi đó ISI sẽ không còn đáng kể, do đó không cần
san bằng kênh.
Fading được gọi là fading phẳng nếu nó xảy ra như nhau trong suốt cả
dải tần số của kênh. Fading là chọn lọc theo tần số khi nó xảy ra không đồng
đều trong dải tần số của kênh, gây nên ISI. Như vậy, kích thước của tế bào có
ảnh hưởng rất quan trọng tới đặc điểm truyền sóng. Đối với các tế bào có kích
thước lớn, các mạch san bằng là bắt buộc ngay cả khi truyền tốc độ thấp (vài
chục kb/s). Ngược lại, với các siêu vi tế bào (picocell) trong đó trải dữ chậm
nhỏ hơn 1 µ s nhiều, fading là phẳng ngay cả với tộc độ số liệu vài Mb/s, khi
đó mạch san bằng là không cần thiết. Ở đây cần nhấn mạnh thêm rằng việc có
được đường nhìn thẳng LOS (line of sight) giữa máy thu và máy phát (thường

xảy ra trong các vi tế bào) có ý nghĩa cải thiện chất lượng liên lạc đặc biệt.
1.1.3 Phân loại các hệ thống thông tin vô tuyến di động
Theo cấu trúc, đặc điểm và phương thức truy nhập các hệ thống thông
tin vô tuyến di động có thể được phân chia thành nhiều loại khác nhau. Theo

8


cấu trúc, chúng thường được phân thành: Hệ thống mạng tế bào, hệ thống
viễn thông không dây và vành địa phương. Theo đặc tính, các hệ thống thông
tin di động có thể được chia thành các hệ thống liên tục (analogue) và các hệ
thống số (digital). Trong thông tin di động, các phương thức đa truy nhập
(ghép kênh) sau thường được sử dụng: Đa truy nhập theo tần số FDMA
(frequency Division Mutiple), đa truy nhập theo thời gian TDMA (Time
Division Mutiple) và đa truy nhập theo mã CDMA (Code Division Mutiple
Access).
 Phân loại theo cấu trúc
Mạng tế bào (cellular mobile radio): Việc liên lạc trong thông tin vô
tuyến di động tế bào được tiến hành giữa một hệ thống trạm gốc cố định BS
(Base Station) được bố trí theo các vùng địa lý và các trạm di động MS
(mobile station). Diện tích địa lý trong đó các MS liên lạc trực tiếp với một
BS được gọi là một mạng tế bào (cell), có thể coi biên của một tế bào được
xác định bằng khoảng cách cực đại mà một MS có thể xa khỏi BS mà liên lạc
vẫn còn chưa trở nên không thể chấp nhận được. Về lý thuyết, các tế bào
được bố trí dưới dạng tổ ong với kích thước thích hợp cho phép tái sử dụng
tần số nhằm đạt được mật độ người sử dụng cao. Trong thực tế, hình dáng
thực và kích thước tế bào phụ thuộc vào địa hình, công suất phát, mật độ
người sử dụng, loại anten và độ cao anten…Thông thường, trong địa hình
nông thôn, tế bào có thể có bán kính tới 35km, trong đô thị bán kính này chỉ
còn vài km. Mạng vô tuyến tế bào được dùng để tổ chức PLMR. GSM, IS54/IS-136, IS-95 (CDMA)…là các hệ thống vô tuyến tế bào tiêu biểu.

Viễn thông không dây CT (Cordless Telecommunication): Các mạng
không dây được thiết kế cho thông tin di động phủ sóng trên những khoảng
cách tương đối nhỏ như trong môi trường công sở, nhà máy…Do kích thước
tế bào nhỏ, tốc độ truyền số liệu có thể quá cao mà không cần mạch san bằng

9


phức tạp, thậm chí cũng không cần mã hóa kênh. Các mạng không dây tiêu
biểu là DECT (Digital European Telecommunications) của châu Âu, CT-2
của Anh.
Vành vô tuyến địa phương (wireless local loop): Được sử dụng để nối
thuê bao điện thoại tới mạng liên lạc công cộng bằng các thiết bị vô tuyến.
Chất lượng liên lạc, độ an toàn thông tin vô tuyến địa phương thì cũng tương
tự như của mạng hữu tuyến. Tùy lĩnh vực áp dụng, cự li liên lạc có thể là
200m đến 500m trong địa hình đô thị và có thể tới 20km trong vùng nông thôn.
Thủ tục lắp đặt nhanh, bảo trì và điều phối khá rẻ. Tại nhũng vùng nông thôn hoặc
ở nơi hẻo lánh, nơi có mật độ thuê bao thấp, việc đặt các đường dây thuê bao
không mấy kinh tế thì vành vô tuyến địa phương lại trở nên hiệu quả hơn hết.
 Phân loại theo đặc tính
Vô tuyến di động liên tục: Là các hệ thống điện thoại vô tuyến di động
thế hệ thứ nhất. Tín hiệu thoại là tín hiệu liên tục, điều chế FSK (Frequency
Sift Keying). Ghép kênh chủ yếu theo tần số. Các kênh điều khiển thì đã được
số hóa.
Vô tuyến di động số: Cả tín hiệu thoại lẫn các kênh điều khiển đều là
tín hiệu số. Ngoài dịch vụ điện thoại truyền thống, hệ thống di động số còn
cho phép khai thác một số các dịch vụ khác như truyền các tin ngắn, truyền
Fax, truyền số liệu....Tốc độ truyền cao và có khả năng mã hóa thông tin.


Phân loại theo phương thức đa truy nhập:
Đa truy nhập theo tần số (FDMA): Được sử dụng chủ yếu trong thông

tin di động thế hệ thứ nhất, hai dải tần số có độ rộng W được sử dụng cho đường
truyền xuống (down-link) từ BS tới MS và đường truyền lên (up-link) từ MS tới
BS. Mỗi một người sử dụng chiếm một dải tần con có độ rộng W/N gọi là kênh
và sử dụng kênh đó trong suốt thời gian liên lạc. Có đặc điểm là tốc độ truyền
thấp, khó áp dụng các dịch vụ không thoại, hiệu quả sử dụng tần số thấp, có bao

10


nhiêu kênh trong một tế bào thì phải có bấy nhiêu máy thu, phát làm việc trên
bấy nhiêu tần số kênh đặt tại BS, do đó kết cấu BS cồng kềnh.
Đa truy nhập theo thời gian (TDMA): Được sử dụng trong hầu hết các
hệ thống di động thế hệ thứ hai hoàn toàn số hóa. Với loại truy nhập theo thời
gian này, mỗi người sử dụng chiếm cả giải tần W trong một khe thời gian
nhất định, tuần hoàn trong suốt thời gian liên lạc. Có đặc điểm dễ dàng mở
các dịch vụ không thoại, thiết bị trạm BS khá đơn giản do chỉ sử dụng một
máy thu, phát làm việc trên một cặp tần số ứng với các đường lên, xuống cho
nhiều người sử dụng (8 người sử dụng đối với GSM), hiệu quả sử dụng tần số
cao hơn so với các hệ thống FDMA. Đối với loại đa truy nhập này, do tốc độ
truyền dữ liệu khá cao, ISI tồn tại trong quá trình liên lạc, do đó trong nhiều
trường hợp các mạch san bằng khá phức tạp là cần thiết. Đồng bộ cũng là một
vấn đề đối với phương thức đa truy nhập này.
Đa truy nhập theo mã (CDMA): Là một dạng của đa truy nhập phổ trải
SSMA (Spreat Spectrum Multiple Access), trong đó mỗi một người sử dụng
dùng toàn bộ phổ tần như với TDMA, trong toàn bộ thời gian của cuộc gọi
như đối với FDMA. Các kênh được phân biệt với nhau nhờ việc sử dụng các
mã giải nhiễu PN (PseudoNoise). Các ưu điểm nổi bật của CDMA là hiệu quả

sử dụng phổ rất cao, khả năng tái sử dụng tần số rất cao, phương án bố trí tần
số sử dụng trong các tế bào rất đơn giản, độ an toàn thông tin và khả năng làm
việc trong các điều kiện nhiễu mạnh rất cao…Mặc dầu có các ưu điểm nổi bật
như vậy, cho đến nay CDMA chỉ được sử dụng hạn chế do các vấn đề liên
quan tới điều khiển công suất, đồng bộ và việc tìm ra các mã PN cung cấp số
kênh lớn. Cũng cần phải nhấn mạnh thêm rằng, do hoàn cảnh lịch sử, hệ
thống GSM (TDMA) đã được chấp nhận ở châu âu và nhiều nước khác trên
thế giới, bảo đảm tính lưu động (roaming) quốc tế trên một diện rất rộng trên
toàn cầu nên việc chiếm lĩnh thị trường và cạnh tranh của các hệ thống

11


CDMA hiện thời có khó khăn. Tuy nhiên trong tương lai rất gần, khi nhu cầu
về thuê bao di động tăng lên rất lớn, các biện pháp kĩ thuật và công nghệ đủ
mạnh thì các hệ thống CDMA sẽ chiếm ưu thế tuyệt đối. Theo ý kiến của các
chuyên gia hàng đầu thế giới, các thế hệ (thứ ba, thư tư) của thông tin di động
sẽ là các hệ thống CDMA và các phát triển của nó.
 Phân loại theo phương thức song công.
Các phương thức song công trong thông tin di động là theo tần số
FDD (Frequency Division Duplex) và theo thời gian TDD (Time Division
Duplex). FDD sử dụng chủ yếu trong thông tin vô tuyến tế bào hay trong
vành vô tuyến địa phương, trong đó liên lạc đi và về giữa BS và MS thực hiện
trên hai tần số khác nhau bố trí trên hai giải tần khác nhau. TDD được sử
dụng trong các mạng liên lạc không dây CT. Với TDD chỉ một giải tần số
được dành cho liên lạc cả đi lẫn về và cấu trúc khung thời gian liên lạc được
áp dụng. Việc phát từ BS tới MS diễn ra trong một nửa khung thời gian và
nửa khung thời gian kia thì dành cho việc phát theo chiều ngược lại. Trong
thực tế, để đạt được dung lượng thích hợp, các phương thức đa truy nhập và
các phương thức song công được sử dụng trộn lẫn, tạo ra các loại hệ thống

TDMA/FDD/FDMA (như trong GSM), FDMA/TDD (như trong TC-2),
TDMA/TDD/FDMA (như trong DECT), hay CDMA/FDD (như trong các hệ
Qualcomm CDMA cung cấp bởi Qualcomm LTD).
1.1.4 Hệ thống vô tuyến di động TDMA.
Sơ đồ khối cơ bản của một tuyến TDMA được cho như hình vẽ sau:

12


Mã hoá
tiếng

Mã hoá
kênh
Thông tin
đồng bộ giám
sát

Tiếng nói

Ghép xen

Đóng gói

Bộ đệm

Kênh vô
tuyến

T/h dò

đ ờng

Nhiễu

Máy thu
vô tuyến

Hàm mờ

Giải mã
kênh

Giải mã
tiếng

Điều chế

San bằng/
giải điều
chế

Giải ghép
xen

Khôi phục tiếng
nói

Tách kênh
Lọc phối
hợp

Khôi phục
đồng hồ

Hỡnh 1.1. S khi c bn ca mt tuyn TDMA
Trong cỏc h thng TDMA, mt s tớn hiu ca nhiu ngi s dng
c truyn trờn mt súng mang tn s vụ tuyn RF (Radio Frequency) n.
H thng c ng b vic truyn tớn hiu ca tng ngi s dng din
ra trong tng khe thi gian riờng trong mi khung thi gian TDMA v do ú
s liu c truyn i thnh tng gúi vi di nh hn di ca khe thi
gian mt chỳt. Nu cú n khe trong mt khung TDMA v nu s liu ú c
mó húa ca mt ngi s dng c truyn vi tc R, thỡ tớn hiu TDMA
s c truyn theo tc ln hn n.R mt chỳt.
Cu trỳc tớn hiu TDMA:

13


Chu tr×nh cña mét khung thêi gian

n-1 n

S

1

2

SYN

3

4 5

DATA

n-1 n

P

DATA

TS

1

T

2

3

4 5

G

Hìn1.2: Cấu trúc tín hiệu khung TDMA

Trong đó:
S

:Đầu khung TDMA

SYN

:Tín hiệu đồng bộ.

DATA

:Tín hiệu số liệu.

P

:Dãy dò kênh.

T

:Đuôi khung.

G

:Khoảng phòng vệ

* Hoạt động của tuyến vô tuyến TDMA như sau:
Tiếng nói được số hóa tại bộ mã tiếng nói (Encoder) nhằm đạt tốc độ
bit tương đối thấp (để độ rộng phổ của tín hiệu giảm và do đó đạt được hiệu
quả sử dụng phổ cao) với chất lượng âm thanh theo yêu cầu. Tín hiệu tiếng
nói số sau đó được mã hóa chống nhiễu tại thiết bị mã hóa kênh (Channel
Coder) và được tráo thứ tự truyền nhằm tránh lỗi cụm trên kênh trong bộ tráo
thứ tự truyền (Interleaver). Tín hiệu số liệu sau đó được đưa vào khối tạo gói

cùng các tín hiệu đồng bộ, thông tin giám sát và dãy tín hiệu dò kênh
(Sounding Sequence) tạo thành gói tin sẽ truyền đi trong các khe thời gian.
Sau khi qua thiết bị đệm, tín hiệu được điều chế rồi đưa tới máy phát để phát

14


(trên tần số vô tuyến theo các khe thời gian tuần hoàn) về phía máy thu. Ở
phần thu, tín hiệu được máy thu vô tuyến (RX frontend) thu nhận và giải điều
chế. Mạch phân đường (Demux) sẽ tách tín hiệu số liệu và tín hiệu dò kênh
đưa chúng tới các mạch xử lý tín hiệu (Gồm khối hàm mù mờ- AMBIGUITY
FUNCTION, bộ lọc phối hợp – Matched Filter) và san bằng kênh (Equaliser
System) nhằm loại bỏ các ảnh hưởng của trải giữ chậm quá mức, loại bỏ ISI
gây bởi fađing nhiều tia và phương pháp điều chế dải hẹp. Sau đó tín hiệu số
liệu sẽ được khôi phục lại thứ tự ban đầu, thực hiện dải tương quan lỗi tại bộ
khôi phục thứ tự số liệu (Deinterleaver). Sau bộ giải mã sửa lỗi (Channel
Decoder), tín hiệu tiếng nói số được đưa vào thiết bị giải mã tiếng nói
(Speech Decoder) để cho ra tín hiệu tiếng nói tới người nghe.

1.1.5 Các vấn đề kỹ thuật đảm bảo chất lượng liên lạc
a) Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
Hiệu quả phổ có thể đánh giá bởi số người sử dụng trên một đơn vị tần
số và trong các tế bào có tái sử dụng tần số thì hiệu quả sử dụng phổ tần cũng
được tính theo tế bào. Thông số này đặc biệt quan trọng vì nó xác định khả
năng phục vụ rộng rãi cho nhiều thuê bao của hệ thống, do đó trong rất nhiều
trường hợp nó ảnh hưởng tới tính kinh tế và khả năng cạnh tranh thị trường
của hệ thống.
Chất lượng âm thanh, thường được chia thành các loại chất lượng tiếng
chuông (toll quality), chất lượng gần tiếng chuông (near- toll quality) và chất
lượng kém thường chỉ dùng trong một số hệ thống vô tuyến di động quân sự.

Mức độ phức tạp của thiết bị, giá thành máy di động và trạm cố định.
Tính tiện lợi mang xách (kích thước, trọng lượng).
Mức độ tiêu thụ nguồn.
Độ tin cậy thiết bị và độ tin cậy của đường liên lạc (độ phủ sóng, khả
năng chuyển điều khiển tin cậy không gây gián đoạn liên lạc).

15


Mức độ bảo mật thông tin, bảo đảm tính nội bộ, tính riêng tư của người
sử dụng.
Khả năng đáp ứng nhiều dịch vụ khác nhau cũng như khả năng dễ thích
ứng với sự phát triển trong tuơng lai.
b) Các biện pháp kỹ thuật đảm bảo chất lượng liên lạc
Trong các hệ thống vô tuyến di động số, tín hiệu truyền trên kênh đó
được số hóa. Trải giữ chậm và fađing gây nên ISI tác động rất xấu tới chất
lượng liên lạc, do đó phải có các biện pháp khắc phục tác động của ISI. Ngoài
ra để đạt được chất lượng liên lạc theo yêu cầu với hiệu quả tần số cao, một
loạt các biện pháp kỹ thuật phải được áp dụng. Sau đây là một số biện pháp
kỹ thuật quan trọng thường được áp dụng nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế
kỹ thuật được đề ra cho hệ thống:
Mã hóa tiếng nói: Mã hóa tiếng nói là một vấn đề rất quan trọng trong
việc ấn định tốc độ bit, trong việc bảo đảm chất lượng âm thanh cũng như
trong mức độ phức tạp của thiết bị, mức độ tiêu thụ nguồn. Đối với các mạng
tế bào nhỏ hay các mạng CT, trong đó phổ tần tương đối rộng rãi, mật độ
người sử dụng không cao thì vấn đề mã hóa tiếng nói không quá trầm trọng,
do đó các mã tiếng nói đơn giản như điều chế delta, điều chế mã xung logarit
log-PCM hay EDM có thể đạt được độ giữ chậm xử lý thấp, đơn giản về thiết
bị, mức tiêu thụ nguồn thấp với chất lượng âm thanh yêu cầu. Đối với các
mạng tế bào lớn, đòi hỏi phải có các thiết bị và phương pháp mã hóa tiếng nói

phức tạp hơn nhiều. Về cơ bản các mã này dựa trên việc phân tích các đặc
tính cơ bản của âm thanh, quá trình phát âm, cho phép dẫn đến khả năng nén
thông tin cao nhằm đạt được tốc độ bit thấp với chất lượng tiếng nói theo yêu
cầu. Một số mã tiếng nói thông dụng là RPE-LPC, CELP…cho phép truyền
tiếng nói với chất lượng gần chuông tại tốc độ trên dưới 10 kbps. Các mã

16


phức tạp này đòi hỏi các quá trình và thiết bị xử lý phức tạp, tiêu tốn nguồn
hơn các mã đơn giản và gây nên giữ chậm xử lý đáng kể.
Mã hóa kênh (mã hóa chống nhiễu) và tráo thứ tự truyền (ghép xen):
Kênh vô tuyến thường gây ra các lỗi cụm trong truyền tín hiệu số. Để chống
lại một cách hiệu quả, tín hiệu số phải được mã hóa chống nhiễu một cách
thích hợp, kết hợp với tráo thứ tự truyền. Tráo thứ tự truyền là biện pháp
nhằm giải tương quan lỗi, giảm nhẹ nhiệm vụ cho giải mã kênh. Bản chất của
biện pháp này là thay vì các ma trận số liệu được truyền đi theo số liệu bình
thường (theo hàng), chúng được phát theo cột. Ở phần thu các tín hiệu số liệu
sau giải điều chế được sắp xếp lại theo thứ tự ban đầu, vì thế lỗi cụm sẽ được
trải ra, nhờ đó bộ giải mã chống nhiễu sẽ phát hiện và sửa được dễ dàng hơn.
Trong một vài hệ thống, việc tráo thứ tự truyền được thực hiện tới vài lần
nhằm giải tương quan lỗi một cách triệt để (trong GSM việc tráo thứ tự truyền
được thực hiện hai lần). Các mã chống nhiễu dùng để mã hóa kênh trong
thông tin vô tuyến di động là các mở khối và mã cuốn sử dụng hỗn hợp,
trong đó mã khối là mã kiểm tra chẵn nhằm phát hiện lỗi còn sót sau khi sửa
bằng mã cuốn. Để tốc độ bit không trở nên quá lớn do mã hóa chống nhiễu
(dẫn đến chiếm phổ lớn làm giảm hiệu quả sử dụng phổ), có thể chỉ các bit
quan trọng và rất quan trọng trong tín hiệu tiếng nói số được mã, các bit
không quan trọng thì không được mã. Trong các tế bào nhỏ hay trong hệ
thống CT, do ảnh hưởng của kênh truyền không quá khắc nghiệt, các mã kênh

có thể không cần áp dụng.
Điều chế: Để đạt được hiệu quả phổ tần cao, các sơ đồ điều chế phản
ứng một phần có thể được áp dụng trong thông tin vô tuyến di động, ví dụ sơ
đồ điều chế GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) với BT = 0.3 được sử
dụng trong GSM cho phép điều chế số liệu tốc độ 271kbps với độ rộng phổ
đầu ra 50Khz. Các loại điều chế này có đặc điểm là phản ứng xung đầu ra trải

17


lấn sang các dấu lân cận tạo nên ISI. Trong trường hợp kênh hoàn toàn lý
tưởng thì các ISI này có thể tính toán và triệt bỏ một cách dễ dàng tại bộ giải
điều chế. Tuy nhiên do fađing nhiều tia, hiệu ứng Dopler, trải giữ chậm…
kênh truyền biến đổi theo thời gian, vì vậy để loại bỏ ISI một cách hiệu quả
các mạch san bằng với thuật toán phức tạp phải được áp dụng. Với các kênh
có trải giữ chậm nhỏ, cự ly liên lạc ngắn như trong hệ CT, các sơ đồ điều chế đơn
giản có thể được sử dụng và không nhất thiết phải có san bằng kênh.
San bằng: Một trong các thuật toán san bằng phức tạp thường được áp
dụng là thuật toán Viterbi sử dụng với cửa sổ ước lượng kênh. Nhờ thuật toán
san bằng này tính phân tập theo tia sóng được lợi dụng, góp phần loại bỏ ảnh
hưởng của kênh biến đổi theo thời gian. Để phục vụ san bằng, chuỗi tín hiệu
dò kênh (đường truyền) được phát kèm trong loạt tín hiệu TDMA. Trong hệ
thống GSM, chuỗi dò kênh (training sequence) gồm 26 bit được truyền vào
giữa khuôn (format) của một loạt (burst) TDMA. Căn cứ vào chuỗi dò kênh,
mạch san bằng ở máy thu sẽ đánh giá ước lượng kênh một cách liên tục theo
thời gian nhằm đưa ra các quyết định chính xác về cực tính của các bit số liệu
(tín hiệu tiếng nói số được mã hoá).
Nhảy tần: Nhảy tần có thể được áp dụng trong thông tin vô tuyến di
động để tăng hiệu quả mã chống nhiễu, giải tương quan lỗi và tăng hiệu quả
phân tập. Quá trình nhảy tần đòi hỏi đồng bộ nghiêm ngặt, trong các tế bào

nhỏ thì nhảy tần có thể không cần áp dụng.
Kiểm soát công suất : Kiểm soát công suất trong thông tin di động là
cần thiết để giảm nhiễu giữa các tế bào nằm gần nhau làm việc trên cùng một
băng tần số nhằm tăng hiệu quả tái sử dụng tần số. Điều khiển công suất còn
cho phép tiết kiệm nguồn pin cho máy di động.

18


1.2 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG GSM
1.2.1 Lịch sử hình thành và phát triển của GSM
Một mạng vô tuyến tế bào gồm các BS đặt giữa các tế bào được bố trí
thành mạng hình tổ ong như hình vẽ sau:

Hình 1.3: Cấu trúc tổ ong của một mạng vô tuyến tê bào

Các băng sóng đường lên, đường xuống có độ rộng W được chia thành
các phần con Bc và mỗi dải con Bc được gán cho một tế bào, N tế bào lân cận
nhau hợp thành từng cụm N trạm gốc BS với W = N.B c. Các cụm này lại ghép
giáp nhau và phủ kín vùng gần phủ sóng là phần diện tích cần cung cấp dịch
vụ liên lạc di động. Giữa các vùng cần phủ sóng, các mạng nối với nhau có
thể bằng đường trục riêng hoặc thông qua PSTN.
Hệ thống vô tuyến di động tế bào (Cellular Mobile Radio System) đầu
tiên ở Châu Âu được lắp đặt vào năm 1981 tại khu vực bán đảo Scandinavo,
lúc đầu chỉ dùng cho vài ngàn thuê bao. Cho tới năm 1992 thì toàn Châu Âu
đã có tới 6 mạng tế bào khác nhau tại 16 nước, phục vụ 1,2 triệu thuê bao.

19

Lúc đó tại Châu Âu giữa các hệ thống và các thiết bị thuê bao của các mạng
khác nhau không tương thích với nhau. Số thuê bao thấp dẫn đến giá thiết bị
và dịch vụ cao. Trong tình hình như vậy, từ năm 1982. Hội bưu chính viễn
thông

Châu

Âu

CEPT

(Conference

of

Europen

on

Post

and

Telecommunication) đã thành lập nhóm chuyên môn về thông tin di động
GSM (Groupe Special Mobile) có nhiệm vụ xác định một hệ thống thông tin
di động công cộng tiêu chuẩn toàn Châu Âu hoạt động trên băng tần 900Mhz.
Nhóm này đã quyết định xây dựng hệ thống liên lạc số di động cho hệ GSM
(nay được hiểu một cách rộng rãi là Global System for Mobile
Communication – Hệ thống thông tin di động toàn cầu). Các thí nghiệm và
các mô phỏng đã được thực hiện ở nhiều nước Châu Âu trên nhiều loại hệ

thống với nhiều nguyên tắc khác nhau. Tới năm 1986 có 9 đề nghị đầu tiên đã
được đề xuất cho một hệ GSM toàn Châu Âu và dã được thử nghiệm tại hội
nghị diễn ra tại Pari: CD-900, MATS-D/W, ADPM, DMS-90, MOBIRA, SFH900, S900-D, MAX II, MATS-D/N. Cả ba loại đa truy nhập (FDMA, TDMA,
CDMA do Pháp và Đức đề xuất). Và có tới 7 sơ đồ điều chế được thử nghiệm
trong các loại hệ thống này, với tốc độ truyền từ 20kbps tới 8 Mbps. Tại hội nghị
này, đại diện các nhà quản lý và cung cấp các dịch vụ thông tin từ 15 nước Châu
Âu đã tiến hành bỏ phiếu lựa chọn cấu hình tiêu chuẩn của hệ thống GSM căn
cứ theo yêu cầu về hiệu quả phổ, chất lượng âm thanh, giá thành máy di động,
giá trạm cố định, tính tiện lợi mang xách, khả năng phục vụ các dịch vụ mới và
khả năng cùng hoạt động với một hệ thống hiện hành.
Tính bảo mật: Trong GSM việc đăng ký thuê bao được ghi ở Module
nhận dạng thuê bao SIM. Card thuê bao có kích thước như tấm tín phiếu. Ta
có thể cắm card thuê bao của mình vào máy thoại GSM và chỉ có mình mới
được sử dụng nó. Hệ thống kiểm tra là đăng ký thuê bao đúng và card không

20


bị lấy cắp. Quá trình này được tự động thực hiện bằng một thủ tục nhận thực
thông qua một trung tâm nhận thực.
Tính bảo mật cũng được tăng cường nhờ việc sử dụng một mã số để
ngăn chặn hoàn toàn việc nghe trộm trên đường vô tuyến. Điều này đúng cho
cả tiếng nói và số liệu.
1.2.2 Một số ưu điểm của hệ thống GSM
-

Các dịch vụ mạng mới và cải thiện các dịch vụ liên quan đến

truyền số liệu như nén số liệu của người sử dụng, số liệu chuyển mạch kênh
tốc độ cao HDCSD (High Speed Circuit Switched Data), dịch vụ vô tuyến gói

đa năng GPRS (General Packet Radio Service) và số liệu 14,4kbps.
-

Các công việc liên quan tới dịch vụ thoại như: Codec tiếng toàn

tốc cải tiến EFC (Enhanced Full Rate Codec), Codec đa tốc độ thích ứng và
khai thác tự do đầu cuối các Codec tiếng.
-

Các dịch vụ bổ xung như: chuyển hướng cuộc gọi, hiển thị tên chủ

gọi, chuyển giao các cuộc gọi và các dịch vụ cấm gọi mới.
-

Cải thiện liên quan đến dịch vụ bản tin ngắn SMS (Short Message

Service) như: Móc nối các SMS, mở rộng bảng chữ cái, mở rộng tương tác
giữa các SMS.
-

Các công việc liên quan đến tính cước như: Các dịch vụ trả tiền

trước, tính cước nóng và hỗ trợ cho ưu tiên vùng gia đình.
- Tăng cường công nghệ SIM.
- Dịch vụ mạng thông minh như: CAMEL.
-

Các cải thiện chung như: Chuyển mạng GSM - AMPS, các dịch vụ

định vị, tương tác với các hệ thống thông tin di động vệ tinh và hỗ trợ định tuyến

tối ưu.

21


1.2.3 Các thông số cơ bản của GSM
Các mô tả chi tiết về GSM được nêu trong 13 tập khuyến nghị của
GSM thông qua vào tháng 4/1988 và từ đó tới nay liên tục được bổ xung và
phát triển. Cho tới năm 1992 các mô tả này bao gồm:


Băng sóng: Đường lên:
Đường xuống:

890-915 Mhz.
935-960 Mhz.

Các băng song công này phân bổ cho hai dải phòng vệ, mỗi dải rộng
200Khz, 124 cặp sóng mang vô tuyến (lên - xuống) mỗi kênh rộng 200Khz.
Khoảng cách giữa các sóng mang vô tuyến là 200Khz.


Loại song công: FDD (đường lên - xuống thuộc hai tần số thuộc hai

băng sóng riêng biệt), khoảng cách giữa hai sóng mang lên và xuống của một
kênh là 45Mhz. Tần số sóng mang trên hai băng sóng đối với kênh song công
thứ n được xác định theo công thức:



FnI = 890.2+0.2(n-1)

[Mhz]

FnII = FnI+45

[Mhz]

Sơ đồ truy nhập: TDMA với 8 khe thời gian trên một sóng mang vô

tuyến. Độ dài 1TS = 0.58 ms, do đó khoảng thời gian một khung TDMA gần
bằng 8×0.58 = 4.6 ms.


Mã hoá tiếng nói: Mã dự kiến tuyến tính - kích thích xung đều PRE-

LPC (Regular Pulse Excited-Linear Predictive Code) tốc độ 13Kbps.


Mã kênh: Mã cuốn tốc độ 1/2, độ dài cưỡng ép bằng 5 CC(2,1,5), kết

hợp với mã khối. Mã khối với 3 bit kiểm tra được sử dụng để mã hoá 50 bit
tiếng nói quan trọng nhất, sau đó 53 bit này được ghép với 132 bit tiếng nói
quan trọng cùng 4 bit đuôi tạo thành cụm 189 bit và được mã hoá tiếp bằng
mã cuốn tốc độ 1/2 tạo nên độ dài mã 378 bit, 78 bit tiếng nói không quan
trọng không được mã hoá.

22



Tráo thứ tự truyền: Áp dụng hai lần, nhờ vậy việc bị mất cả một loạt

(burst) TDMA chỉ gây ảnh hưởng tới 12,5% số bit của một khung tín hiệu
tiếng nói.


Tốc độ truyền: Tốc độ tin thoại chưa mã hoá kênh là 13kbps, tốc độ tin

thoại của một khe thời gian là 22,8 kbps, tốc độ số liệu của cả 8 khe thời gian
(gồm cả tin thoại, tín hiệu đồng bộ, chuỗi dò kênh…) là 271 kbps.


Điều chế: Điều chế dịch chuyển pha cực tiểu GMSK (Gausian

Minimum Shift Keying) có đường bao không đổi, BT = 0.3 (Bandwidth
bitinterval), nhờ đó suy giảm giữa hai sóng mang lân cận là 18 dB và hơn 50
dB đối với các kênh xa hơn. Độ rộng phổ tín hiệu một kênh vô tuyến (gồm 8
khe thời gian với tốc độ tổng cộng 271kbps) là khoảng 50kbps.


San bằng: Phải giải quyết được các trải giữ chậm tới 16µs.



Nhảy tần: Nhảy tần chậm tốc độ 271 bước nhảy/s, việc quyết định có

áp dụng nhảy tần hay không thuộc vào quyền quyết định của nhà cung cấp
dịch vụ điện thoại di động.



Công suất: Công suất đỉnh cho máy di động là 2 – 20 W, công suất trung

bình cho máy thu di động là 0,25 – 2,5W, có áp dụng kiểm soát công suất.


Kiểm soát và điều khiển: Có áp dụng chuyển điều khiển HO, tên kênh

điều khiển là SDCCH, tốc độ kênh điều khiển là 967bps, kích thước tin điều
khiển là 184 bit, giữ chậm điều khiển là 980ms.
1.2.4 Cấu trúc và hoạt động của mạng GSM
Sơ đồ cấu trúc đơn giản của một mạng di động mặt đất công cộng GSM.

23


TE MT

Um

BTS

MS
BTS

TE MT
MS

Um

A-bis
BSC

NMC

ADC

OMC

OMC
PSTN

A

BTS

MSC

BS

GMSC
ISDN

TE MT

Um

BTS

MS
BTS

TE MT
MS

Um

A-bis
BSC

BTS
BS

HLR

VLR

AUC

EIR

LA

Hình 1.4: Cấu trúc cơ bản của mạng GSM
 Chú thích:
MS

:Mobile Station- Trạm di động.

MT

:Mobile Termination- Đầu cuối di động.

TE

:Terminal Equipment- Thiết bị đầu cuối.

Um

:Giao diện vô tuyến giữa trạm cố định và trạm di động.

BS

:Base Station- Trạm gốc cố định.

BSS :Base Station Systerm-Hệ thống trạm gốc.
BTS :Base Tranceiver Station- Trạm thu phát gốc.
BSC :Base Station Controller- Đài điều khiển trạm gốc.
MSC :Mobile Switching Centre- Trung tâm chuyển mạch di động.
NMC :Network Management Centre- Trung tâm quản lý mạng.
OMC :Operation Maintenace Centre- Trung tâm khai thác và bảo trì.
ADC :Administration Centre- Trung tâm quản trị điều phối.

24


AUC :Authentication Centre- Trung tâm nhận thực thuê bao.
EIR :Equipment Identity Register- Bộ ghi nhận thiết bị.
HLR :Home Location Register- Bộ ghi định vị thường trú.

VLR :Visistor Location Register- Bộ ghi định vị tạm trú.
GMSC:Gateway MSC-Tổng đài cổng
PSTN :Public Switched Telephone Network-Mạng điện thoại
chuyển mạch công cộng
ISDN :Intergrated Service Digital Network-Mạng tích hợp số đa
dịch vụ
LA

: Location Area-Vùng định vị

a) Chức năng các khối trong mạng GSM
Trạm di động (MS).
Trạm di động là thiết bị mà một thuê bao sử dụng để truy nhập các dịch
vụ của hệ thống. Về chức năng MS gồm một đầu cuối di động MT và thiết bị
đầu cuối TE cái mà nó có thể gồm một hay nhiều bộ phận như bộ phận điện
thoại và thiết bị đầu cuối số liệu DTE. Khi cần một hay nhiều bộ phối hợp đầu
cuối TA (Terminal Adapter) có thể được ghép kèm vào đó.
MS thực hiện chức năng cần thiết để tạo kênh vật lý giữa MS và BS
như thu phát vô tuyến, quản lý kênh, mã hoá và giải mã kênh, mã hoá và giải
mã tiếng nói…Có nhiều loại MS: Mang xách, gắn trên xe, cầm tay. Giao diện
vô tuyến giữa MS và BS được đặt tên là Um. Trong GMS có sự phân biệt
giữa thiết bị vật lý và thuê bao. Một trạm di động MS bao gồm một thiết bị di
động và một đơn vị nhỏ nữa gọi là

Module xác nhận thuê bao SIM

(Subcriber Identity Module) được chế dưới dạng một cách thông minh (smart
card) mà thiếu nó thiết bị di động không thể truy nhạp mạng ngoại trừ gọi các
số khẩn cấp (cảnh sát, cứu thương, cứu hoả).
Hệ thống trạm gốc (BSS – Base Station Systerm).

25