Quy hoạch mạng 3g WCDMA

NGUYỄN THANH TUẤN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------

NGUYỄN THANH TUẤN

ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

QUY HOẠCH MẠNG 3G WCDMA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

KHOÁ 2009 - 2011
Hà Nội – Năm 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN THANH TUẤN

QUY HOẠCH MẠNG 3G WCDMA
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Nguyễn Xuân Dũng

Hà Nội – Năm 2011

Quy hoạch mạng 3G WCDMA

Þ

LỜI CAM ĐOAN
Từ những kiến thức đã được trang bị trong thời gian học Đại học và Cao học tại
trường Đại học Bách Khoa Hà Nội; kết hợp với việc chủ động nghiên cứu tìm hiểu các
tư liệu, sách báo, tạp chí, tra cứu thông tin trên mạng Internet; Được sự đồng ý và
hướng dẫn của TS. Nguyễn Xuân Dũng; Em đã hoàn thành cuốn Luận văn Thạc Sĩ
Khoa học về chủ đề “Quy hoạch mạng 3G WCDMA” đúng thời hạn quy định.
Em xin cam đoan đây là luận văn do chính mình đầu tư thời gian, công sức
nghiên cứu và thực hiện. Những kết quả tính toán, thiết kế trong luận văn là trung thực
và chính xác.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2011

Học viên thực hiện

Nguyễn Thanh Tuấn

Nguyễn Thanh Tuấn

iii

ĐTVT2 – CH2009

Quy hoạch mạng 3G WCDMA

Þ
MỞ ĐẦU

1.

Lý do chọn đề tài:
Mạng Viễn thông ở Việt Nam đang trên đà phát triển nhanh chóng, nhu cầu sử

dụng dịch vụ của người dùng ngày càng đa dạng và phong phú. Các nhà cung cấp dịch
vụ thông tin di động đã và đang triển khai, nâng cấp mạng lên thế hệ thứ 3 (3G). Hiện
nay, Việt Nam có 07 nhà khai thác dịch vụ thông tin di động sử dụng công nghệ GSM
và CDMA. Năm 2009, Bộ Thông tin và Truyền thông đã tổ chức thi tuyển và cấp 04
giấy phép triển khai kinh doanh mạng 3G ở dải tần 1920÷1980MHz / 2110÷2170MHz
cho các nhà mạng: VinaPhone, MobiFone, Viettel và liên danh EVNTelecom và Hà
Nội Telecom. Do đó, việc nghiên cứu và nắm bắt các công nghệ ứng dụng trong mạng
3G (cụ thể là công nghệ WCDMA) có vai trò và ý nghĩa thực tế, là cơ sở giúp cho kỹ
sư ĐTVT chủ động trong việc tổ chức, triển khai và vận hành mạng thông tin di động
3G ở Việt Nam.
2.

Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu:
- Nghiện cứu cấu trúc, chức năng các thành phần của mạng thông tin di động nói

chung và mạng di động thế hệ 3 (3G) nói riêng, cụ thể là công nghệ WCDMA.
- Nghiên cứu các nội dung công việc tổ chức, quy hoạch mạng 3G (công nhệ
WCDMA) nhằm tối ưu mạng lưới góp phần tiết kiệm chi phí đầu tư cho nhà mạng

nhưng vẫn đảm bảo được các yêu cầu về chất lượng dịch vụ cung cấp cho khách hàng.
Trong đó đi sâu vào phần quy hoạch mạng vô tuyến (UTRAN).
- Áp dụng lý thuyết để tính toán, quy hoạch mạng truy nhập vô tuyến cho mạng di
động 3G của EVNTelecom tại Thành phố Hà Nội.
3.

Kết cấu của luận văn:
Luận văn được tổ chức gồm 04 chương như sau:
Chương 1: Tổng quan mạng thông tin di động
- Giới thiệu lịch sử phát triển của mạng thông tin di động.
- Phân tích cấu trúc, chức năng của các phần tử cơ bản trong mạng thông tin di
động.
- Chương 2: Tổng quan mạng 3G WCDMA UMTS
- Quá trình chuẩn hoá công nghệ WCDMA

Nguyễn Thanh Tuấn

iv

ĐTVT2 – CH2009


Quy hoạch mạng 3G WCDMA

Þ

- Kiến trúc, chức năng của các phần tử và các giao diện trong mạng.
- Các kỹ thuật đa truy nhập, kỹ thuật trải phổ, điều khiển công suất, các loại hình
chuyển giao trong mạng 3G WCDMA.
Chương 3: Tổ chức quy hoạch mạng 3G WCDMA

- Công tác dự báo: số lượng thuê bao, dịch vụ, vùng phủ.
- Tính toán vùng phủ và dung lượng vô tuyến
- Các nội dung liên quan đến quy hoạch mạng truy nhập (UTRAN)
- Các nội dung liên quan đến quy hoạch mạng lõi (CN)
Chương 4: Quy hoạch mạng 3G của EVNTelecom tại Thành phố Hà Nội
- Áp dụng lý thuyết nghiên cứu trong Chương 3 vào tính toán, quy hoạch mạng
truy nhập vô tuyến 3G EVNTelecom tại Thành phố Hà Nội.
4.

Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu lý thuyết dựa trên tài liệu, sách báo, tạp chí, bài giảng, tài liệu thiết bị

của hãng cung cấp,…để đưa ra các mô hình, thông số liên quan đến quy hoạch và thiết
kế mạng vô tuyến 3G UMTS như: quỹ năng lượng đường truyền cho các loại dịch vụ,
hệ số tải, đỗ dự trữ nhiễu, tổn hao,…
- Áp dụng lý thuyết vào tính toán quy hoạch, tối ưu mạng thông tin di động 3G
WCDMA của EVNTelecom tại Thành phố Hà Nội.
- Đánh giá, nhận xét về khả năng ứng dụng kết quả tính toán vào triển khai thực tế.
Trong thời gian làm luận văn, em đã nhận được sự động viên, giúp đỡ của gia
đình, thầy cô, và bạn bè. Qua đây cho phép em gửi tới họ lời cám ơn chân thành nhất.
Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Xuân Dũng – Bộ môn Kỹ thuật
Thông tin – Khoa ĐTVT – ĐH Bách Khoa Hà Nội đã chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ
em hoàn thành luận văn đúng thời hạn quy định. Nhân dịp này, em xin được bảy tỏ
lòng cảm ơn đến các thầy cô trong trường ĐH Bách Khoa Hà Nội nói chung và các
thầy cô trong Khoa ĐTVT, các thầy cô thuộc Viện đào tạo sau đại học – Trường Đại
học Bách Khoa Hà Nội nói riêng đã tạo điều kiện để em hoàn thành tốt việc học tập,
nghiên cứu tại trường.
Luận văn được thực hiện trong thời gian ngắn và trình độ còn hạn chế nên sẽ
không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến chân

Nguyễn Thanh Tuấn

v

ĐTVT2 – CH2009


Quy hoạch mạng 3G WCDMA

Þ

thành từ các thầy cô và bạn đọc quan tâm để hoàn thiện hơn nữa nội dung cuốn luận
văn này.
Em xin chân thành cảm ơn những ai đã và đang dành thời gian đọc cuốn luận văn
này !
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2011

Học viên thực hiện

Nguyễn Thanh Tuấn

Nguyễn Thanh Tuấn

vi

ĐTVT2 – CH2009

Quy hoạch mạng 3G WCDMA

Þ

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ iii
MỞ ĐẦU........................................................................................................................iv
MỤC LỤC ....................................................................................................................vii
DANH MỤC HÌNH VẼ................................................................................................xi
DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... xiii
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG ..................................1
1.1.

1.2.

Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động ......................................................1
1.1.1.

Thế hệ thứ nhất (1G) ...............................................................................1

1.1.2.

Thế hệ thứ hai (2G) .................................................................................1

1.1.3.

Thế hệ thứ ba (3G) ..................................................................................2

1.1.4.

Thế hệ thứ tư (4G) ...................................................................................3

Cấu trúc địa lý của mạng GSM ............................................................................4
1.2.1.

Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network) ...........................5

1.2.2.

Vùng phục vụ MSC .................................................................................5

1.2.3.

Vùng định vị (LA - Location Area).........................................................6

1.2.4.

Cell (Ô, Tế bào).......................................................................................6

1.3.

Mô hình hệ thống thông tin di động GSM ...........................................................7

1.4.

Các thành phần chức năng trong hệ thống ...........................................................7
1.4.1.

Trạm di động (MS - Mobile Station).......................................................8

1.4.2.

Phân hệ trạm gốc (BSS - Base Station Subsystem) ................................8

1.4.3.

1.4.4.

1.4.2.1.

Khối BTS (Base Tranceiver Station): ....................................9

1.4.2.2.

Khối TRAU (Transcode/Rate Adapter Unit).........................9

1.4.2.3.

Khối BSC (Base Station Controller)......................................9

Phân hệ chuyển mạch di động (MSS) ...................................................10
1.4.3.1.

Trung tâm chuyển mạch di động (MSC) .............................10

1.4.3.2.

Bộ ghi định vị thường trú (HLR) .........................................10

1.4.3.3.

Bộ ghi định vị tạm trú (VLR) ..............................................11

1.4.3.4.

Thanh ghi nhận dạng thiết bị (EIR) .....................................11

1.4.3.5.

Khối trung tâm nhận thực (AuC) .........................................12

Phân hệ khai thác và bảo dưỡng (OSS).................................................12
1.4.4.1.

Nguyễn Thanh Tuấn

Khai thác ..............................................................................12

vii

ĐTVT2 – CH2009


Quy hoạch mạng 3G WCDMA

Þ

1.4.4.2.

Bảo dưỡng............................................................................12

1.4.4.3.

Quản lý thuê bao ..................................................................13

1.4.4.4.

Quản lý thiết bị di động .......................................................13

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA UMTS .....................................14
2.1.

2.2.

Quá trình chuẩn hóa công nghệ 3G WCDMA UMTS ......................................14
2.1.1.

Kiến trúc mạng 3G WCDMA UMTS R99...........................................14

2.1.2.

Kiến trúc mạng 3G WCDMA UMTS R4..............................................15

2.1.3.

Kiến trúc mạng 3G WCDMA UMTS R5 và R6 ...................................17

Kiến trúc chung của hệ thống thông tin di động 3G UMTS ..............................19

2.2.1.

Thiết bị người sử dụng (UE) ................................................................21

2.2.2.

Mạng truy nhập vô tuyến (UTRAN) .....................................................21

2.2.3.

Mạng lõi CN (Core Network) ...............................................................23

2.3.

Các giao diện cơ bản trong mạng UMTS ...........................................................24

2.4.

Các kênh trong UTRAN .....................................................................................25
2.4.1.

Các kênh logic .......................................................................................25

2.4.2.

Các kênh vật lý ......................................................................................26

2.4.3.

Các kênh truyền tải................................................................................26

2.5.

Các dịch vụ chính trong mạng 3G WCDMA .....................................................28

2.6.

Các yêu cầu đối với hệ thống thông tin di động 3G ...........................................29

2.7.

Đa truy nhập .......................................................................................................30
2.7.1.

Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA): .......................................30

2.7.2.

Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) ...................................31

2.7.3.

Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) ............................................31

2.8.

Kỹ thuật trải phổ .................................................................................................31

2.9.

Quản lý tài nguyên vô tuyến trong mạng WCDMA ..........................................32

2.10. Điều khiển công suất ..........................................................................................33
2.10.1. Điều khiển công suất vòng hở ...............................................................35
2.10.2. Điều khiển công suất vòng kín ..............................................................36
2.11. Điều khiển chuyển giao ......................................................................................38
2.11.1. Mục đích của chuyển giao.....................................................................38
2.11.2. Các kiểu chuyển giao trong hệ thống 3G WCDMA .............................38
2.11.3. Trình tự chuyển giao .............................................................................40
2.11.4. Chuyển giao cùng tần số .......................................................................42

Nguyễn Thanh Tuấn

viii

ĐTVT2 – CH2009


Quy hoạch mạng 3G WCDMA

Þ

2.11.5. Chuyển giao cứng..................................................................................44
2.11.5.1. Chuyển giao giữa các hệ thống WCDMA và GSM.............44
2.11.5.2. Chuyển giao giữa các tần số trong WCDMA ......................45
CHƯƠNG 3: TỔ CHỨC QUY HOẠCH MẠNG 3G WCDMA .............................47
3.1.

Giới thiệu quá trình quy hoạch mạng .................................................................47

3.2.

Công tác dự báo ..................................................................................................49

3.3.

Dự phòng tương lai.............................................................................................50

3.4.

Quy hoạch vùng phủ sóng và dung lượng vô tuyến ...........................................51
3.4.1.

Phân tích vùng phủ sóng .......................................................................51

3.4.2.

Phân tích quỹ năng lượng đường truyền vô tuyến ................................52
3.4.2.1.

Các thông số cơ bản .............................................................53

3.4.2.2.

Các thông số khác ................................................................54

3.4.2.3.

Suy hao đường truyền tối đa ................................................56

3.4.3.

Xác định bán kính và vùng phủ sóng Cell.............................................57

3.4.4.

Xác định vùng phủ sóng của Cell..........................................................58

3.4.5.

Phân tích dung lượng.............................................................................58
3.4.5.1.

Giới thiệu mô hình tính toán dung lượng Erlang-B.............58

3.4.5.2.

Phương pháp chuyển đổi lưu lượng hệ thống UMTS theo mô
hình Erlang...........................................................................60

3.5.

Định cỡ dung lượng mạng ..................................................................................61

3.6.

Quy hoạch mạng truy nhập vô tuyến..................................................................62
3.6.1.

3.6.2.

3.6.3.
3.7.

Định cỡ các phần tử mạng UTRAN ......................................................62
3.6.1.1.

Định cỡ Node B ...................................................................62

3.6.1.2.

Định cỡ RNC .......................................................................63

Định cỡ các giao diện trong UTRAN....................................................64
3.6.2.1.

Định cỡ giao diện Iub...........................................................64

3.6.2.2.

Định cỡ giao diện Iur ...........................................................64

3.6.2.3.

Định cỡ giao diện Iu (Iu-CS, Iu-PS) ....................................65

Quy hoạch truyền dẫn trong UTRAN ...................................................65

Quy hoạch mạng lõi............................................................................................67
3.7.1.

Định cỡ các phần tử...............................................................................67
3.7.1.1.

Định cỡ MSC/GMSC...........................................................67

3.7.1.2.

Định cỡ SGSN và GGSN.....................................................68

Nguyễn Thanh Tuấn

ix

ĐTVT2 – CH2009


Quy hoạch mạng 3G WCDMA
3.7.2.

Þ

Quy hoạch truyền dẫn trong mạng lõi ...................................................69

3.8.

Triển khai WCDMA chồng lấn lên GSM...........................................................69

3.9.

Tối ưu hoá mạng.................................................................................................70

CHƯƠNG 4: QUY HOẠCH MẠNG 3G EVNTELECOM TẠI TP.HÀ NỘI.......72
4.1.

4.2.

Bài toán quy hoạch và dự báo thuê bao..............................................................72
4.1.1.

Giới thiệu sơ lược về EVNTelecom ......................................................72

4.1.2.

Giới thiệu thành phố Hà Nội .................................................................72

4.1.3.

Dự báo thuê bao.....................................................................................73

Quy hoạch mạng vô tuyến cho TP.Hà Nội.........................................................74
4.2.1.

Yêu cầu về các loại hình dịch vụ...........................................................74

4.2.2.

Yêu cầu về chất lượng dịch vụ ..............................................................75

4.2.3.

Các yêu cầu về vùng phủ sóng ..............................................................75

4.2.4.

Quy hoạch vùng phủ sóng .....................................................................76

4.2.5.

4.2.6.

4.2.4.1.

Thiết kế vùng phủ liên tục ...................................................76

4.2.4.2.

Tính toán quỹ năng lượng đường truyền .............................78

4.2.4.3.

Tính toán số lượng node B..................................................81

Quy hoạch dung lượng ..........................................................................84
4.2.5.1.

Số lượng thuê bao/Node B...................................................84

4.2.5.2.

Tính toán dung lượng CE của Node B.................................86

Định cỡ RNC .........................................................................................93
4.2.6.1.

Số lượng RNC......................................................................93

4.2.6.2.

Định cỡ các giao diện Iub, Iu-CS, Iu-PS .............................94

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN LUẬN VĂN .........................................104
PHỤ LỤC ....................................................................................................................... I
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT.......................................................................................... VI
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... XI

Nguyễn Thanh Tuấn

x

ĐTVT2 – CH2009


Quy hoạch mạng 3G WCDMA

Þ

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1.

Lịch sử phát triển hệ thống di động lên 3G. ................................................4

Hình 1.2.

Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM............................................................4

Hình 1.3.

Phân vùng và chia ô .....................................................................................5

Hình 1.4.

Mô hình hệ thống thông tin di động động GSM..........................................7

Hình 2.1.

Cấu trúc tham chiếu cơ bản của 3GPP R99...............................................15

Hình 2.2.

Kiến trúc mạng 3GPP R4...........................................................................16

Hình 2.3.

Kiến trúc mạng 3GPP R5 và R6 ................................................................18

Hình 2.4.

Chuyển đổi dần từ R4 sang R5 ..................................................................19

Hình 2.5.

Sơ đồ tổng quát hệ thống UMTS ...............................................................20

Hình 2.6.

Sơ đồ chi tiết cấu trúc mạng WCDMA.....................................................20

Hình 2.7.

Các loại kênh trong UTRAN .....................................................................25

Hình 2.8.

Kênh truyền tải đường lên và đường xuống. .............................................28

Hình 2.9.

Các kỹ thuật đa truy nhập ..........................................................................30

Hình 2.10. Sơ đồ nguyên lý hệ thống thông tin trải phổ..............................................32
Hình 2.11. Quản lý tài nguyên vô tuyến trong mạng WCDMA..................................33
Hình 2.12. Hiệu ứng gần - xa (điều khiển công suất trên đường lên) .........................33
Hình 2.13. Bù nhiễu bên trong cell (điều khiển công suất ở đường xuống)................34
Hình 2.14. Các cơ chế điều khiển công suất trong mạng WCDMA............................35
Hình 2.15. Sơ đồ điều khiển công suất vòng hở đường lên.........................................35
Hình 2.16. Nguyên lý điều khiển công suất vòng kín đường lên ................................36
Hình 2.17. Nguyên lý điều khiển công suất vòng kín đường xuống ...........................37
Hình 2.18. Các kiểu chuyển giao và thủ tục chuyển giao............................................40
Hình 2.19. Trình tự thực hiện chuyền giao..................................................................40

Hình 2.20. Nguyên tắc chung của các thuật toán chuyển giao. ...................................41
Hình 2.21. Chuyển giao mềm / mềm hơn....................................................................44
Hình 2.22. Chuyển giao giữa các hệ thống GSM và WCDMA. .................................45
Hình 2.23. Thủ tục chuyển giao giữa các hệ thống .....................................................45
Hình 2.24. Nhu cầu chuyển giao giữa các tần số sóng mang WCDMA .....................46
Nguyễn Thanh Tuấn

xi

ĐTVT2 – CH2009


Quy hoạch mạng 3G WCDMA

Þ

Hình 2.25. Thủ tục chuyển giao giữa các tần số..........................................................46
Hình 3.1.

Các công việc quy hoạch mạng WCDMA ................................................49

Hình 3.2.

Nội dung quy hoạch mạng UTRAN ..........................................................62

Hình 3.3.

Kết nối NodeB về RNC qua truyền dẫn TDM ..........................................66

Hình 3.4.

Kết nối NodeB về RNC qua truyền dẫn IP................................................66

Hình 3.5.

Kết nối NodeB về RNC qua truyền dẫn IP và TDM .................................66

Hình 3.6.

Nội dung quy hoạch mạng lõi....................................................................67

Hình 3.7.

Cấu hình chia sẻ truyền dẫn cho các giao diện Iub và Abis ......................70

Nguyễn Thanh Tuấn

xii

ĐTVT2 – CH2009


Quy hoạch mạng 3G WCDMA

Þ

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1.

Phân loại các dịch vụ ở 3GWDCMA UMTS ............................................28

Bảng 3.1.

Các loại vùng phủ sóng phổ biến...............................................................52

Bảng 3.2.

Một số dịch vụ chính trong mạng WCDMA .............................................52

Bảng 3.3.

Giá trị dự trữ Fading chậm (SFM) cho các vùng phủ................................56

Bảng 3.4.

Giả định các thông số truyền của máy di động..........................................56

Bảng 3.5.

Giả định về quỹ đường truyền của trạm gốc..............................................56

Bảng 3.6.

Độ cao an ten trạm gốc ..............................................................................57

Bảng 3.7.

Các giá trị K sử dụng cho tính toán diện tích vùng phủ sóng....................58

Bảng 3.8.

Lưu lượng hệ thống....................................................................................61

Bảng 3.9.

Lưu lượng chuyển đổi sang Erlang............................................................61

Bảng 4.1.

Danh sách các Quận/Huyện/Thị xã thuộc TP.Hà Nội ...............................73

Bảng 4.2.

Dự kiến vùng phủ và dự báo số lượng thuê bao ........................................74

Bảng 4.3.

Yêu cầu vùng phủ sóng..............................................................................75

Bảng 4.4.

Các loại kênh và dịch vụ chủ yếu trong hệ thống WCDMA .....................76

Bảng 4.5.

Dự kiến vùng phủ và dịch vụ cung cấp .....................................................77

Bảng 4.6.

Độ lợi xử lý các dịch vụ.............................................................................78

Bảng 4.7.

Quỹ năng lượng đường truyền...................................................................80

Bảng 4.8.

Số lượng Node B........................................................................................82

Bảng 4.9.

Số thuê bao/Node B ...................................................................................84

Bảng 4.10. Giả thiết mô hình lưu lượng.......................................................................86
Bảng 4.11. Hệ số sử dụng tài nguyên CE với mỗi dịch vụ ..........................................86
Bảng 4.12. Cấu hình Node B (GĐ1: 2009 – 2011) ......................................................89
Bảng 4.13. Cấu hình Node B (GĐ2: 2011 – 2013) ......................................................91
Bảng 4.14. Cấu hình Node B........................................................................................93
Bảng 4.15. Các tham số tính toán truyền dẫn..............................................................94
Bảng 4.16. Lưu lượng trung bình của mỗi thuê bao dịch vụ data................................95
Bảng 4.17. Dung lượng Iub và truyền dẫn yêu cầu GĐ1 (2009-2011)........................98

Nguyễn Thanh Tuấn

xiii

ĐTVT2 – CH2009


Quy hoạch mạng 3G WCDMA

Þ

Bảng 4.18. Bảng tính băng thông trên giao diện Iub (GĐ2: 2011 - 2013) ................100
Bảng 4.19. Cấu hình RNC tối thiểu cần thiết.............................................................102

Nguyễn Thanh Tuấn

xiv

ĐTVT2 – CH2009


Chương 1

Giới thiệu mạng thông tin di động

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1. Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động
Thông tin di động ra đời đầu tiên vào cuối năm 1940, đến nay đã trải qua nhiều
thế hệ. Ban đầu sử dụng thế hệ thông tin tương tự, dùng công nghệ đa truy cập phân
chia theo tần số FDMA. Các hệ thống thông tin số thế hệ 2G ra đời với mục tiêu hỗ trợ
dịch vụ và truyền số liệu tốc độ thấp. Hệ thống thông tin 2G sử dụng công nghệ đa
truy cập phân chia theo thời gian TDMA và phân chia theo mã CDMA. Cùng với thời
gian, nhu cầu sử dụng dich vụ ngày càng tăng cả về chất lượng và số lượng, hệ thống
thông tin thế hệ 3G ra đời đáp ứng nhu cầu của con người về dịch vụ có tốc độ cao
như: nhắn tin đa phương tiện, điện thoại thấy hình,…Thế hệ 3G có tốc độ bit cao, chất
lượng gần với mạng cố định, đánh dấu sự nhảy vọt nhanh chóng về cả dung lượng và
ứng dụng so với các thế hệ trước đó. Sau đây sẽ tóm tắt sơ lược quá trình và xu hướng

phát triển của các hệ thống thông tin di động.
1.1.1.

Thế hệ thứ nhất (1G)

Hệ thống thông tin di động thứ nhất (1G) sử dụng công nghệ đa truy nhập theo
tần số (FDMA) là hệ thống tế bào tương tự dung lượng thấp và chỉ có dịch vụ thoại.
Một số hệ thống điển hình như các hệ thống NMT (Nordic Mobile Telephone - Bắc
Âu), TACS (Total Access Communication Sytem - Anh), AMPS (Advanced Mobile
Phone Sytem - Mỹ). Đến những năm 1980 đã trở nên quá tải khi nhu cầu về số người
sử dụng ngày càng tăng lên. Lúc này, các nhà phát triển công nghệ di động trên thế
giới nhận định cần phải xây dựng một hệ thống tế bào thế hệ 2 mà hoàn toàn sử dụng
công nghệ số. Đó phải là các hệ thống xử lý tín hiệu số cung cấp được dung lượng lớn,
chất lượng thoại được cải thiện, có thể đáp ứng các dịch truyền số liệu tốc độ thấp.
1.1.2.

Thế hệ thứ hai (2G)

Hệ thống thông tin di động thứ hai (2G) sử dụng công nghệ kỹ thuật số với
phương thức đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA - Time Divison Mutiple
Access) và đa truy cập phân chia theo mã CDMA (Code Divison Multple Access),
phương thức chuyển mạch kênh.
Nguyễn Thanh Tuấn

1

ĐTVT2 – CH2009


Chương 1

Giới thiệu mạng thông tin di động

Các hệ thống 2G điển hình như GSM (Global System for Mobile Communication
- Châu Âu), hệ thống D-AMPS (Mỹ) sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo
thời gian TDMA, IS-95 ở Mỹ và Hàn Quốc sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia
theo mã CDMA băng hẹp. Do tính chuẩn hóa và tương thích quy mô vùng, nhiều
mạng 2G đã gặt hái được thành công đáng kể về cả giải pháp kỹ thuật cũng như hiệu
quả kinh doanh. Ở Việt Nam, hệ thống thông tin di động số GSM được đưa vào từ
năm 1993, hiện nay đang được các nhà mạng phát triển mạnh mẽ như mạng thông tin
di động số VinaPhone, MobiFone, Viettel, VietNamMobile, Beeline.
Đến năm năm 1999, để tăng tốc độ thông tin và đáp ứng các dịch vụ dữ liệu tốc
độ cao hơn, GPRS đã ra đời và được xem như là thế hệ 2,5G. Tốc độ truyền (data rate)
của GPRS đã được cải tiến tăng lên gấp 3 lần so với GSM, tức là 20-30 kbps. GPRS
cho phép phát triển dịch vụ WAP và Internet (e-mail) tốc độ thấp. Đến năm 2000,
EDGE ra đời với khả năng cung ứng tốc độ lên được 250kbps (trên lý thuyết). EDGE
còn được biết đến như là mạng thông tin di động thế hệ 2,75G.
Mặc dù hệ thống thông tin di động 2G có những tiến bộ đáng kể nhưng vẫn tồn
tại một số hạn chế: Tốc độ thấp và tài nguyên hạn hẹp. Vì thế cần thiết phải chuyển đổi
lên mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo để cải thiện dịch vụ truyền số liệu, nâng
cao tốc độ bit và tài nguyên được chia sẻ,…
Mặt khác, khi các hệ thống thông tin di động ngày càng phát triển, không chỉ số
lượng người sử dụng điện thoại di động tăng lên, mở rộng thị trường mà người sử
dụng còn đòi hỏi các dịch vụ tiên tiến hơn, yêu cầu tốc độ cao hơn như dịch vụ thoại
thấy hình, kết nối Internet tốc độ cao. Do đó hệ thống thông tin di động thế hệ 3G đã ra
đời.
1.1.3.

Thế hệ thứ ba (3G)

Mạng 3G là tiêu chuẩn truyền thông di động băng thông rộng thế hệ thứ 3 tuân
thủ theo các chỉ định trong IMT-2000 của Tổ chức Viễn thông thế giới. Với công nghệ
3G, các nhà cung cấp có thể mang đến cho khách hàng các dịch vụ đa phương tiện
như: âm nhạc chất lượng cao, hình ảnh video chất lượng và truyền hình số, e-mail,
video streaming,…
Hiện nay có nhiều chuẩn công nghệ cho 2G nên sẽ có nhiều chuẩn công nghệ 3G
đi theo, tuy nhiên trên thực tế chỉ có 2 tiêu chuẩn quan trọng nhất đã có sản phẩm
thương mại và có khả năng được triển khai rộng rãi trên toàn thế giới là WCDMA và
Nguyễn Thanh Tuấn

2

ĐTVT2 – CH2009


Chương 1

Giới thiệu mạng thông tin di động

CDMA 2000 1xEV-DO/DV. Quá trình phát triển lên 3G cũng sẽ tập trung vào 2
hướng chính này.
- Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ WCDMA: các mạng di động phát
triển lên từ các hệ thống GSM, GPRS, EDGE. WCDMA là dịch vụ vô tuyến
băng thông rộng sử dụng băng tần 5MHz, tốc độ dữ liệu lên tới 2Mbit/s. Mạng
3G công nghệ WCDMA hứa hẹn tốc độ truyền lên đến 2.05Mbps cho người
dùng tĩnh, 384kbps cho người dùng di chuyển chậm và 128kbps cho người sử
dụng trên ôtô.
- Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ CDMA2000 1xEV-DO: các mạng di
động phát triển lên từ hệ thống CDMA IS-95.
Ở Việt Nam, các nhà mạng có giấy phép 3G bao gồm: Viettel, VinaPhone,

MobiFone, liên danh EVNTelecom + Hà nội Telecom đều xây dựng mạng 3G theo
hướng sử dụng công nghệ WCDMA.
Công nghệ 3,5G là những ứng dụng được nâng cấp dựa trên công nghệ hiện có
của 3G. Một trong những đại diện tiêu biểu của 3,5G chính là HSDPA (High Speed
Downlink Package Access – công nghệ truy nhập gói đường truyền xuống tốc độ cao).
Đây là giải pháp mang tính đột phá về mặt công nghệ, được phát triển trên cơ sở của
hệ thống 3G WCDMA. HSDPA cho phép download dữ liệu về máy điện thoại có tốc
độ tương đương tốc độ đường truyền ADSL, vượt qua những cản trở cố hữu về tốc độ
kết nối của một điện thoại thông thường. Tốc độ download có thể lên đến 14.4 Mbps.
HSDPA là một bước tiến nhằm nâng cao tốc độ và khả năng của mạng di động tế bào
thế hệ thứ 3. HSDPA được thiết kế cho những ứng dụng dịch vụ dữ liệu như: dịch vụ
cơ bản (tải file, phân phối e-mail), dịch vụ tương tác (duyệt web, truy cập server, tìm
và phục hồi cơ sở dữ liệu), và dịch vụ Streaming. Các nhà mạng di động tại Việt Nam
như Viettel, MobiFone, VinaPhone, EVNTelecom triển khai HSDPA tại những tỉnh
thành phố lớn như: Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Cần Thơ,…
1.1.4.

Thế hệ thứ tư (4G)

Thế hệ thứ tư (4G) là công nghệ truyền thông không dây thế hệ thứ tư, cho phép
truyền tải dữ liệu với tốc độ tối đa trong điều kiện lý tưởng có thể lên tới 1÷1,5Gbps
đối vời người dùng tĩnh, 20÷100Mbps đối với người dùng di động. Hiện thế giới đang
tồn tại 2 chuẩn công nghệ lõi của mạng 4G là WiMAX và LTE (Long Term
Evolution). WiMAX là chuẩn kết nối không dây được phát triển bởi IEEE (Institute of
Nguyễn Thanh Tuấn

3

ĐTVT2 – CH2009

Chương 1

Giới thiệu mạng thông tin di động

Electrical and Electronics Engineers) còn LTE là chuẩn do 3GPP, một bộ phận của
liên minh các nhà mạng sử dụng công nghệ GSM. Cả WiMAX và LTE đều sử dụng
các công nghệ thu phát tiên tiến để nâng cao khả năng bắt sóng và hoạt động của thiết
bị, mạng lưới. Trong hệ thống thông tin di động 4G, sử dụng phương thức điều chế
OFDM, MC-CDMA (Multi Carrier–CDMA) và phương thức đa truy nhập OFDMA.

Hình 1.1.

Lịch sử phát triển hệ thống di động lên 3G.

1.2. Cấu trúc địa lý của mạng GSM
Mạng điện thoại cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi đến tổng
đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi. Ở một mạng di động, cấu trúc này rất
quạn trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng. Trong hệ thống GSM,
mạng được phân chia thành các phân vùng trong hình vẽ sau:

Hình 1.2.
Nguyễn Thanh Tuấn

Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM

4

ĐTVT2 – CH2009

Chương 1

Giới thiệu mạng thông tin di động

Hình 1.3.
1.2.1.

Phân vùng và chia ô

Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network)

Vùng phục vụ GSM là toàn bộ vùng phục vụ do sự kết hợp của các quốc gia
thành viên nên những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở
có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới.
Phân cấp tiếp theo là vùng phục vụ PLMN, đó có thể là một hay nhiều vùng
trong một quốc gia tùy theo kích thước của vùng phục vụ.
Kết nối các đường truyền giữa mạng di động GSM/PLMN và các mạng khác (cố
định hay di động) đều ở mức tổng đài trung kế quốc gia hay quốc tế. Tất cả các cuộc
gọi vào hay ra mạng GSM/PLMN đều được định tuyến thông qua tổng đài vô tuyến
cổng G-MSC (Gateway - Mobile Service Switching Center). G-MSC làm việc như
một tổng đài trung kế vào cho GSM/PLMN.
1.2.2.

Vùng phục vụ MSC

MSC (Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động, gọi tắt là tổng đài di
động). Vùng MSC là một bộ phận của mạng được một MSC quản lý. Để định tuyến
một cuộc gọi đến một thuê bao di động. Mọi thông tin để định tuyến cuộc gọi tới thuê
bao di động hiện đang trong vùng phục vụ của MSC được lưu giữ trong bộ ghi định vị

tạm trú VLR.
Nguyễn Thanh Tuấn

5

ĐTVT2 – CH2009


Chương 1

Giới thiệu mạng thông tin di động

Một vùng mạng GSM/PLMN được chia thành một hay nhiều vùng phục vụ
MSC/VLR.
1.2.3.

Vùng định vị (LA - Location Area)

Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị LA. Vùng
định vị là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR, mà ở đó một trạm di động có thể
chuyển động tự do mà không cần cập nhật thông tin về vị trí cho tổng đài MSC/VLR
điều khiển vùng định vị này. Vùng định vị này là một vùng mà ở đó thông báo tìm gọi
sẽ được phát quảng bá để tìm một thuê bao di động bị gọi. Vùng định vị LA được hệ
thống sử dụng để tìm một thuê bao đang ở trạng thái hoạt động.
Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng mã nhận dạng vùng
định vị LAI (Location Area Identity):
LAI = MCC + MNC + LAC
MCC (Mobile Country Code): mã quốc gia
MNC (Mobile Network Code): mã mạng di động
LAC (Location Area Code) : mã vùng định vị (16 bit)

1.2.4.

Cell (Ô, Tế bào)

Vùng định vị được chia thành một số ô mà khi MS di chuyển trong đó thì không
cần cập nhật thông tin về vị trí với mạng. Cell là đơn vị cơ sở của mạng, là một vùng
phủ sóng vô tuyến được nhận dạng bằng nhận đạng ô toàn cầu (CGI). Mỗi ô được
quản lý bởi một trạm vô tuyến gốc BTS.
CGI = MCC + MNC + LAC + CI
CI (Cell Identity): Nhận dạng ô để xác định vị trí trong vùng định vị.
Trạm di động MS tự nhận dạng một ô bằng cách sử dụng mã nhận dạng trạm gốc
BSIC (Base Station Identification Code).

Nguyễn Thanh Tuấn

6

ĐTVT2 – CH2009


Chương 1

Giới thiệu mạng thông tin di động

1.3. Mô hình hệ thống thông tin di động GSM
Base Station Subsystem (BSS)

Um

BTS

Other Networks

Mobile Switching Subsystem (MSS)
Abis

SIM

A

Um

ME

Mobile Station (MS)

E

MSC/VLR

BSC

PLMN

GMSC

BTS
C

C

F

PSTN

Cell 1
BTS

EIR

Cell 2

HLR

ISDN

AuC

Cell 3

OMC

NMC

ADC

Operating and Support Subsystem (OSS)

Public Land Mobile Network (PLMN)

Hình 1.4.

Mô hình hệ thống thông tin di động động GSM

OSS

: Phân hệ khai thác và hỗ trợ

BTS

: Trạm vô tuyến gốc

AuC

: Trung tâm nhận thực

MS

: Trạm di động

HLR

: Bộ ghi định vị thường trú

ISDN

: Mạng số liên kết đa dịch vụ

MSC : Tổng đài di động

PSTN

BSS

: Phân hệ trạm gốc

PLMN

BSC

: Bộ điều khiển trạm gốc

VLR

OMC : Trung tâm khai thác và bảo dưỡng EIR
MSS

: Mạng chuyển mạch điện
thoại công cộng
: Mạng di động mặt đất công
cộng
: Bộ ghi định vị tạm trú
: Thanh ghi nhận dạng thiết bị

: Phân hệ chuyển mạch di động

1.4. Các thành phần chức năng trong hệ thống
Mạng thông tin di động công cộng mặt đất (PLMN) theo chuẩn GSM được chia
thành 4 phân hệ chính sau:
9 Trạm di động MS (Mobile Station)
9 Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem)

Nguyễn Thanh Tuấn

7

ĐTVT2 – CH2009


Chương 1

Giới thiệu mạng thông tin di động

9 Phân hệ chuyển mạch di động MSS (Mobile Switching Subsystem)
9 Phân hệ khai thác và hỗ trợ OSS (Operation and Support Subsystem)
1.4.1.

Trạm di động (MS - Mobile Station)

Trạm di động (MS) bao gồm thiết bị di động ME (Mobile Equipment) và một
khối nhỏ gọi là module nhận dạng thuê bao (SIM-Subscriber Identity Module). Đó là
một khối vật lý tách riêng, chẳng hạn là một IC Card hoặc còn gọi là card thông minh.
SIM cùng với thiết bị di động (ME-Mobile Equipment) hợp thành trạm di động MS.
SIM cung cấp khả năng di động cá nhân, vì thế người sử dụng có thể lắp SIM vào bất
cứ máy điện thoại di động GSM nào truy nhập vào dịch vụ đã đăng ký. Mỗi điện thoại
di động được phân biệt bởi một số nhận dạng thiết bị di động IMEI (International
Mobile Equipment Identity). Card SIM chứa một số nhận dạng thuê bao di động IMSI
(International Mobile Subcriber Identity) để hệ thống nhận dạng thuê bao, một mật mã
để xác thực và các thông tin khác. IMEI và IMSI hoàn toàn độc lập với nhau để đảm
bảo tính di động cá nhân. Card SIM có thể chống việc sử dụng trái phép bằng mật
khẩu hoặc số nhận dạng cá nhân (PIN).
Trạm di động MS trong mạng GSM thực hiện hai chức năng:

− Thiết bị vật lý để giao tiếp giữa thuê bao di động với mạng qua đường vô tuyến.

− Đăng ký thuê bao, ở chức năng thứ hai này mỗi thuê bao phải có một thẻ gọi là
SIM card, trừ một số trường hợp đặc biệt gọi khẩn cấp,…Thuê bao chỉ có thể
truy nhập vào hệ thống khi cắm thẻ SIM vào máy.
1.4.2.

Phân hệ trạm gốc (BSS - Base Station Subsystem)

BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động MS bằng thiết bị BTS thông qua
giao diện vô tuyến. Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng đài ở phân hệ
chuyển mạch SS. Tóm lại, BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ vậy đấu
nối những người sử dụng các trạm di động với những người sử dụng viễn thông khác.
BSS cũng phải được điều khiển, do đó nó được đấu nối với phân hệ vận hành và bảo
dưỡng OSS. Phân hệ trạm gốc BSS bao gồm:
9 TRAU (Transcoding and Rate Adapter Unit): Bộ chuyển đổi mã và phối
hợp tốc độ.
9 BSC (Base Station Controller): Bộ điều khiển trạm gốc.
9 BTS (Base Transceiver Station): Trạm thu phát gốc.
Nguyễn Thanh Tuấn

8

ĐTVT2 – CH2009


Chương 1

Giới thiệu mạng thông tin di động

1.4.2.1. Khối BTS (Base Tranceiver Station):
Một BTS bao gồm các thiết bị thu/phát tín hiệu sóng vô tuyến, anten và bộ phận
mã hóa và giải mã giao tiếp với BSC. BTS là thiết bị trung gian giữa mạng GSM và
thiết bị thuê bao MS, trao đổi thông tin với MS qua giao diện vô tuyến. Mỗi BTS tạo
ra một hay một số khu vực (vùng) phủ sóng nhất định gọi là tế bào (cell).
1.4.2.2. Khối TRAU (Transcode/Rate Adapter Unit)
Khối thích ứng tốc độ và chuyển đổi mã thực hiện chuyển đổi mã thông tin từ các
kênh vô tuyến (16kbps) theo tiêu chuẩn GSM thành các kênh thoại chuẩn (64kbps)
trước khi chuyển đến tổng đài. TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải mã
tiếng đặc thù riêng cho GSM được tiến hành, tại đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ
trong trường hợp truyền số liệu. TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể
được đặt cách xa BTS và thậm chí còn đặt trong BSC và MSC.
1.4.2.3. Khối BSC (Base Station Controller)
BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển
từ xa. Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và chuyển giao.
Một phía BSC được nối với BTS, còn phía kia nối với MSC của phân hệ chuyển mạch
SS. Giao diện giữa BSC và MSC là giao diện A, còn giao diện giữa BTS và BSC là
giao diện Abis. Các chức năng chính của BSC:
-

Quản lý mạng vô tuyến: Việc quản lý vô tuyến chính là quản lý các cell và các
kênh logic của chúng. Các số liệu quản lý đều được đưa về BSC để đo đạc và xử
lý, chẳng hạn như lưu lượng thông tin ở một cell, môi trường vô tuyến, số lượng
cuộc gọi bị mất, các lần chuyển giao thành công và thất bại,...

-

Quản lý trạm vô tuyến gốc BTS: Trước khi đưa vào khai thác, BSC lập cấu hình
của BTS (số máy thu/phát TRX, tần số cho mỗi trạm,... ). Nhờ đó mà BSC có sẵn
một tập các kênh vô tuyến dành cho điều khiển và nối thông cuộc gọi.

-

Điều khiển nối thông các cuộc gọi: BSC chịu trách nhiệm thiết lập và giải phóng
các đấu nối tới máy di động MS. Trong quá trình gọi, sự đấu nối được BSC giám
sát. Cường độ tín hiệu, chất lượng cuộc đấu nối được ở máy di động và TRX gửi
đến BSC. Dựa vào đó mà BSC sẽ quyết định công suất phát tốt nhất của MS và
TRX để giảm nhiễu và tăng chất lượng cuộc đấu nối. BSC cũng điều khiển quá
trình chuyển giao nhờ các kết quả đo kể trên để quyết định chuyển giao MS sang
cell khác, nhằm đạt được chất lượng cuộc gọi tốt hơn. Trong trường hợp chuyển

Nguyễn Thanh Tuấn

9

ĐTVT2 – CH2009


Chương 1

Giới thiệu mạng thông tin di động

giao sang cell của một BSC khác thì nó phải nhờ sự trợ giúp của MSC. Bên cạnh
đó, BSC cũng có thể điều khiển chuyển giao giữa các kênh trong một cell hoặc từ
cell này sang kênh của cell khác trong trường hợp cell này bị nghẽn nhiều.
-

Quản lý mạng truyền dẫn: BSC có chức năng quản lý cấu hình các đường truyền
dẫn tới MSC và BTS để đảm bảo chất lượng thông tin. Trong trường hợp có sự
cố một tuyến nào đó, nó sẽ tự động điều khiển tới một tuyến dự phòng.

1.4.3.

Phân hệ chuyển mạch di động (MSS)

Phân hệ chuyển mạch bao gồm các khối chức năng sau:
9 Trung tâm chuyển mạch nghiệp vụ di động MSC
9 Thanh ghi định vị thường trú HLR
9 Thanh ghi định vị tạm trú VLR
9 Trung tâm nhận thực AuC
9 Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR
Phân hệ chuyển mạch di động (MSS) bao gồm các chức năng chuyển mạch chính
của mạng GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di
động của thuê bao. Chức năng chính của MSS là quản lý thông tin giữa những người
sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác.
1.4.3.1. Trung tâm chuyển mạch di động (MSC)
Tổng đài di động MSC (Mobile services Switching Center) thường là một tổng
đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiển trạm gốc BSC. MSC thực hiện
các chức năng chuyển mạch chính, nhiệm vụ chính của MSC là tạo kết nối và xử lý
cuộc gọi đến những thuê bao của GSM, một mặt MSC giao tiếp với phân hệ BSS và
mặt khác giao tiếp với mạng ngoài qua tổng đài cổng GMSC (Gateway MSC). Chức
năng chính của tổng đài MSC:
9 Xử lý cuộc gọi (Call Processing)
9 Điều khiển chuyển giao (Handover Control)
9 Quản lý di động (Mobility Management)
9 Tương tác mạng IWF (Interworking Function): qua GMSC
1.4.3.2. Bộ ghi định vị thường trú (HLR)
HLR là cơ sở dữ liệu tham chiếu lưu giữ lâu dài các thông tin về thuê bao, các
thông tin liên quan tới việc cung cấp các dịch vụ viễn thông. HLR không phụ thuộc

Nguyễn Thanh Tuấn

10

ĐTVT2 – CH2009


Chương 1

Giới thiệu mạng thông tin di động

vào vị trí hiện thời của thuê bao và chứa các thông tin về vị trí hiện thời của thuê bao.
HLR bao gồm:
9 Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN.
9 Các thông tin về thuê bao
9 Danh sách các dịch vụ mà MS được sử dụng và bị hạn chế
9 Số hiệu VLR đang phục vụ MS
1.4.3.3. Bộ ghi định vị tạm trú (VLR)
VLR là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở vùng phục
vụ của MSC. Mỗi MSC có một VLR, thường thiết kế VLR ngay trong MSC. Ngay cả
khi MS lưu động vào một vùng MSC mới. VLR liên kết với MSC sẽ yêu cầu số liệu về
MS từ HLR. Đồng thời HLR sẽ được thông báo rằng MS đang ở vùng MSC nào. Nếu
sau đó MS muốn thực hiện một cuộc gọi, VLR sẽ có tất cả các thông tin cần thiết để
thiết lập một cuộc gọi mà không cần hỏi HLR, có thể coi VLR như một HLR phân bố.
VLR chứa thông tin chính xác hơn về vị trí MS ở vùng MSC. Nhưng khi thuê bao tắt
máy hay rời khỏi vùng phục vụ của MSC thì các số liệu liên quan tới nó cũng hết giá
trị.
Nói cách khác, VLR là cơ sở dữ liệu trung gian lưu trữ tạm thời thông tin về thuê
bao trong vùng phục vụ MSC/VLR được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu HLR. VLR bao
gồm:

9 Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN, TMSI.
9 Số hiệu nhận dạng vùng định vị đang phục vụ MS
9 Danh sách các dịch vụ mà MS được và bị hạn chế sử dụng
9 Trạng thái của MS ( bận: busy; rỗi: idle)
1.4.3.4. Thanh ghi nhận dạng thiết bị (EIR)
EIR có chức năng kiểm tra tính hợp lệ của ME thông qua số liệu nhận dạng thiết
bị di động quốc tế (IMEI) và chứa các số liệu về phần cứng của thiết bị. Một ME sẽ có
số IMEI thuộc một trong ba danh sách sau:
-

Nếu ME thuộc danh sách trắng (White List) thì nó được quyền truy nhập và sử
dụng các dịch vụ đã đăng ký.

-

Nếu ME thuộc danh sách xám (Gray List), tức là có nghi vấn và cần kiểm tra.
Danh sách xám bao gồm những ME có lỗi (lỗi phần mềm hay lỗi sản xuất thiết
bị) nhưng không nghiêm trọng tới mức loại trừ khỏi hệ thống

Nguyễn Thanh Tuấn

11

ĐTVT2 – CH2009