Thu thập và phân tích dữ liệu cho hệ thống tàu thuyền trên biển

MẪU BÌA LUẬN VĂN CÓ IN CHỮ NHŨ VÀNG Khổ 210 x 297 mm

HỌ VÀ TÊN: LÊ QUANG HUY

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

LÊ QUANG HUY

CHUYÊN NGÀNH:
KỸ THUẬT ĐTVT

THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH DỮ LIỆU CHO HỆ THỐNG TÀU
THUYỀN TRÊN BIỂN

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

KHOÁ 2009
2010
Hà Nội – Năm 2010


MẪU TRANG PHỤ BÌA LUẬN VĂN

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

THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH DỮ LIỆU CHO HỆ THỐNG TÀU THUYỀN

TRÊN BIỂN

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử viễn thông

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

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
1. TS LÂM HỒNG THẠCH

Hà Nội – Năm 2010


Lời cam đoan

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình luận văn nào trước đây.
Tác giả luận văn

Lê Quang Huy

Lê Quang Huy

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Mục lục

MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU......................................................................................................11
CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS .....................................12
1.1. Tổng quan về GPS..........................................................................................12
1.2. Các thành phần chính của GPS ......................................................................13
1.4. Cấu trúc tín hiệu GPS .....................................................................................14
1.5. Độ chính xác của GPS....................................................................................16
1.6. Nguồn lỗi của tín hiệu GPS............................................................................16
1.7. Chuẩn giao thức NMEA.................................................................................17
1.8. Tính toán vị trí ................................................................................................19
1.9. Khả năng kết hợp của GPS với các công nghệ khác......................................22
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GSM VÀ DỊCH VỤ VÔ
TUYẾN GÓI CHUNG GPRS ................................................................................23
2.2. Giao diện Radio trong GSM...........................................................................24
2.3. Kiến trúc mạng GSM .....................................................................................25
2.4. Trạm di động MS-Mobile Station ..................................................................26
2.5. Các phân hệ của mạng GSM ..........................................................................28
2.6. Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS ................................................................31
2.6.1. Sơ lược.....................................................................................................31
2.6.2. Kiến trúc hệ thống GPRS chung..............................................................32
2.6.3. Địa chỉ IP .................................................................................................33
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG.................................................................36
3.1. Mô hình hệ thống ...........................................................................................36
3.1.1 Thiết bị đầu cuối trên đối tượng ...............................................................37
3.1.2 Trung tâm giám sát điều khiển .................................................................38

Lê Quang Huy

3

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Mục lục
3.1.3 Vấn đề bảo mật của hệ thống....................................................................38
3.2. Ưu điểm của kết hợp giữa giải pháp GPRS và SMS......................................40
3.3. Các khối chức năng thực hiện module ...........................................................41
3.3.1 Sử dụng các hàm API xây dựng Map server. ...........................................42
3.4. Mạch phần cứng .............................................................................................43
3.4.1. Sơ đồ khối ................................................................................................43
3.4.2. Đơn vị điều khiển trung tâm - Vi điều khiển ATmega 128.....................44
3.4.3. Các loại cảm biến.....................................................................................47
3.4.4. Khối giao tiếp nối tiếp .............................................................................47
3.4.5. Một số khối phụ khác .............................................................................49
3.5. Thiết kế module GPS, GPRS .........................................................................49
3.5.1 Sơ đồ thiết kế mạch cho 2 module GSM và GPS.....................................51
3.5.2 Sơ đồ thiết kế và mạch in..........................................................................52
3.5.3 Lập trình điều khiển..................................................................................53
3.5.4 Kết quả......................................................................................................65
3.6. Thiết kế hệ thống phần mềm ..........................................................................66
3.6.1 Phần mềm Server......................................................................................67
3.6.2. Các chức năng chính của phần mềm .......................................................70
3.6.3 Phần lập trình socket thread nhận dữ liệu gửi về từ module SIM548 .....70
3.6.4 Xử lý chuỗi thông tin gửi về....................................................................70
3.6.5 Thiết kế cơ sở dữ liệu và sơ đồ quan hệ ...................................................71
3.6.6 Xử lý tín hiệu và hiển thị vị trí trên Web Portal .......................................72
3.7. Thiết kế hệ thống Web Portal.........................................................................72
3.7.1 Tổng quan về mô hình MVC ....................................................................72
3.7.2 Cấu trúc Web Portal..................................................................................76
3.7.3 Một số kết quả giao diện trang web..........................................................80

KẾT LUẬN ..............................................................................................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................85

Lê Quang Huy

4

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
1,2,3...
2G

Second Generation

Thế hệ thứ hai

3G

Third Generation

Thế hệ thứ ba

APN

Access Point Name

Điểm truy cập

ASP

Active Server Pages

Ngôn ngữ Asp.Net

AT

AT Command

Tập lệnh AT

A

B
BSS

Base Station Subsystem

Phân hệ trạm gốc

BSC

Base Station Controler

Bộ điều khiển trạm gốc

BTS

Base Transceiver Station

Trạm thu phát gốc

CLR

Common Language Runtime

Ngôn ngữ lệnh thời gian chạy

CLS

Common Language Specification

Đặc tả ngôn ngữ chung

CTS

Common Type System

Hệ thống kiểu chung

DALC

Data Access Logic Components

Thành phần truy cập dữ liệu

DNS

Domain Name System

Hệ thống tên miền

FPT

File Transfer Protocol

Giao thức truyền tập tin

FCL

Framework Class Library

Thư viện lớp của .Net

GPRS

General Packet Radio Service

Dịch vụ vô tuyến gói chung

GTP

GPRS Tunneling Protocol

Giao thức đường hầm GPRS

DGPS

Differential GPS

GPS Vi sai

GNSS

Global Navigation Satellite System

Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu

GSV

GNSS satellites in view

Thông tin các vệ tinh của

C

D

F

G

Lê Quang Huy

5

Lớp: Cao học ĐTVT-01

Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt
GSM

Global System for Mobile

Hệ thống thông tin di động toàn

Communication

cầu thế hệ thứ 2

SGSN

Serving GPRS Support Node

Nút hỗ trợ GPRS phục vụ

GGSN

Gateway GPRS Support Node

Nút mạng hỗ trợ cổng GPRS

GPS

Global Positioning System

Hệ thống định vị toàn cầu

HTTP

Hyper Text Transfer Protocol

Giao thức truyền tải siêu văn bản

HTML

HyperText Markup Language

Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản

HLR

Home Location Register

Bộ đăng ký định vị thường trú

H

I
IMSI

International Mobile Subscriber

Số nhận dạng MS

Identity
IDL

Interface Definition Language

Tệp định nghĩa giao diện ngôn
ngữ

L
LAN

Local Area Network

Mạng máy tính cục bộ

LSN

Log Sequence Number

Số trình tự tốc độ

LAI

Location Area ID

Số hiệu nhận dạng vùng định vị

LPC

Linear Predictive Coding

Mã dự đoán tuyến tính

Multimedia messaging service

Dịch vụ tin nhắn đa phương

M
MMS

tiện
MSISDN

Mobile Station ISDN Code

Mã số thuê bao ISDN

MS

Mobile Station

Trạm di động

ME

Mobile Equipment

Thiết bị di động

NSS

Network Switching SubSystem

Phân hệ chuyển mạch

NMEA

National Marine Electronics

Hiệp hội điện tử hàng hải quốc

Association

gia

N

Lê Quang Huy

6

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt
O
OMS

Operation and Maintenance

Phân hệ vận hành và bảo

SubSystem

dưỡng

P
PTP

Point to Point

Điểm nối điểm

PCU

Packet Control Unit

Đơn vị điều khiển gói tin

PTT

Push to Talk

Dịch vụ đàm thoại

R
RSS

Radio SubSystem

Phân hệ vô tuyến

SMS

Short Message Service

Dịch vụ tin nhắn SMS

SIM

Subcriber Indentity Module

Module nhận dạng thuê bao

Temporary Mobile Subscriber Identity

Số nhận dạng thuê bao tạm

S

T
TMSI

thời
TRAU

Transcoding And Rate Adaption Unit

Bộ chuyển đổi mã và phối
hợp tốc độ

TDM

Time Division Multiplexing

Công nghệ phân chia theo
thời gian

U
URL

Uniform Resource Locator

Địa chỉ tài nguyên

UHF

Ultra High Frequency

Tần số siêu cao

Course over ground and ground

Quá trình và tốc độ trên mặt

speed

đất

WWW

World Wide Web

Mạng lưới toàn cầu

WAN

Wide Area Network

Mạng diện rộng

WAP

Wireless Application Protocol

Giao thức ứng dụng không

V
VTG

W

giây
WAAS

Wide Area Augmentation System

Lê Quang Huy

7

Hệ Tăng Vùng Rộng

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Danh mục các bảng

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Bảng số nhận dạng IMSI và MSISDN của một số nhà cung cấp mạng di
động tại VN ...............................................................................................................27
Bảng 4.1: Ví dụ về cấu trúc một tin nhắn SMS ......................................................55

Lê Quang Huy

8

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Danh mục các hình vẽ, đồ thị

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Tổng quan hệ thống vệ tinh GPS .................................................................................... 12
Hình 1.2 Các thành phần của hệ thống GPS ................................................................................. 13
Hình 1.3 Tín hiệu tương tự và tín hiệu số....................................................................................... 16
Hình 1.4 Tính toán vị trí trong hệ thống GPS ............................................................................. 19
Hình 2.1 Cấu trúc tế bào trong mạng GSM. ............................................................................... 24
Hình 2.2 Kiến trúc mạng GSM .......................................................................................................... 25
Hình 2.3 Trạm di động MS ................................................................................................................. 26
Hình 2.4 Các phân hệ của mạng GSM ........................................................................................... 28
Hình 2.5 Phân hệ chuyển mạch NSS ............................................................................................. 29

Hình 2.6 Kiến trúc chung của hệ thống GPRS ........................................................................... 32
Hình 2.7 Cấp phát địa chỉ IP tĩnh trong GPRS ............................................................................ 34
Hình 2.8 Cấp phát địa chỉ IP động trong GPRS .......................................................................... 34
Hình 3.1 Mô hình tổng quát hệ thống .............................................................................................. 36
Hình 3.2 Mô hình NAT của hệ thống Server................................................................................ 39
Hình 3.3 Các thành phần chức năng hệ thống.............................................................................. 41
Hình 3.4 Các trang web nhúng bản đồ ............................................................................................. 42
Hình 4.1- Sơ đồ khối phần cứng ......................................................................................................... 44
Hình 4.2 Hình ảnh thực tế của vi điều khiển ATMEGA128 .............................................. 45
Hình 4.3 Các thành phần của ATMEGA128............................................................................... 46
Hình 4.4. Mức điện áp trong tiêu chuẩn RS-232 ....................................................................... 48
Hình 4.5. Sơ đồ đầu nối cổng truyền thông nối tiếp (COM) ................................................. 49
Hình 4.6. Module Sim548 ...................................................................................................................... 50
Hình 4.7. Sơ đồ thiết kế module ......................................................................................................... 51
Hình 4.8. Module Sim548 ...................................................................................................................... 51
Hình 4.9. Sơ đồ mạch thiết kề mạch ................................................................................................ 52
Hình 4.10. Sơ đồ mạch thiết kề mạch ............................................................................................. 52
Hình 4.11. Sơ đồ mạch thiết kề mạch ............................................................................................. 53
Hình 4.12 Khởi tạo cấu hình mặc định cho module................................................................. 57

Lê Quang Huy

9

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Hình 4.13. Truyền nhận thông báo về tình trạng GPRS ........................................................ 61
Hình 4.14. Thiết lập các kết nối ......................................................................................................... 62

Hình 4.15. Truyền nhận gói tin .......................................................................................................... 63
Hinh 4.16. Hủy kết nối ........................................................................................................................... 64
Hình 4.17. Mạch module phần cứng ............................................................................................... 65
Hình 4.18. Phần mềm server kết nối với module. ...................................................................... 66
Hình 5.1 Mô hình kết nối phần mềm............................................................................................... 66
Hình 5.2 Giao diện người dùng (Phần TCP connect) ............................................................. 67
Hình 5.3 Giao diện người dùng (Phần cơ sở dữ liệu).............................................................. 68
Hình 5.4 Sơ đồ quan hệ cơ sở dữ liệu SQL Server................................................................... 71
Hình 5.5 Mô hình ứng dụng MVC ................................................................................................... 73
Hình 5.5 Cách sắp xếp Layer trong ASP sử dụng MVC ....................................................... 74
Hình 5.4 Tương tác của các Layer MVC với nhau................................................................... 75
Hình 5.5 Cấu trúc trang Web Portal khi người đăng nhập là khách hàng ..................... 76
Hình 5.6 Cấu trúc trang Web Portal khi người đăng nhập là quản trị ............................. 77
Hình 5.7 UseCases mô tả cấu trúc tổng quan web portal ...................................................... 78
Hình 5.8 Cấu trúc trang Web Portal khi người đăng nhập là khách hàng ..................... 79
Hình 5.9 UseCases mô tả quyền Admin ........................................................................................ 79
Hình 5.10 UseCases mô tả quyền quản trị user của Admin ................................................. 79
Hình 5.11 UseCases mô tả quyền quản trị thiết bị tàu thuyền của Admin ................... 80
Hình 5.11 Trang đăng nhập khách hàng ........................................................................................ 80
Hình 5.12 Trang thông tin tài khoản khách hàng ...................................................................... 81
Hình 5.13 Trang danh sách khách hàng ......................................................................................... 81
Hình 5.14 Chức năng hiển thị vị trí phương tiện trên bản đồ .............................................. 82
Hình 5.15 Chức năng hiển thị đường đi của phương tiện ..................................................... 83
Hình 5.16 Chức năng tìm đường đi của phương tiện .............................................................. 83

Lê Quang Huy

10

Lớp: Cao học ĐTVT-01

Chương 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS

PHẦN MỞ ĐẦU
Hiện nay, các hệ thống định vị đã trở thành một khái niệm hết sức quen thuộc
đối với nhận thức của xã hội. Những ứng dụng của các hệ thống này hết sức rộng
rãi và phổ biến. Các ứng dụng có chức năng đa dạng, phục vụ tùy theo nhu cầu
người sử dụng, tùy theo nhu cầu về công nghệ. Dựa trên nền tảng đó thì người ta đặt
ra những bài toán về quản lý và giám sát những phương tiện với một số lượng lớn
như tàu thuyền, giao thông...
Cùng với những nhu cầu luôn đặt ra cho những người cung cấp giải pháp là sự
tiến bộ không ngừng của công nghệ. Việc truyền tải thông tin trong thời đại hiện
nay tương đối là dễ dàng. Các dịch vụ thông tin di động phát triển khá ổn định và
vùng phủ sóng rộng rãi làm cho việc liên lạc và trao đổi thông tin khá dễ dàng.
Một ý tưởng được đề xuất là xây dựng một hệ thống quản lý và giám sát các
thiết bị GPS qua một giao diện Web thống nhất. Ở đó những người sở hữu những
thiết bị GPS có thể dễ dàng quản trị và có những tính năng hữu ích để quản lý từ xa
phương tiện của mình ở bất kỳ nơi đâu miễn là có Internet. Đối với các nhà cung
cấp dịch vụ thì có thể tích hợp được những dịch vụ như trên vào hệ thống Web
Portal có sẵn của mình. Chính vì vậy em đã chọn đồ án “Thu thập và phân tích dữ
liệu cho hệ thống định vị của tàu thuyền trên biển”
Trong đồ án này tác giả ngoài việc xây dựng hệ thống đầu cuối và phần mềm
để xác định tín hiệu GPS thì phần nhiệm vụ chính của đồ án là thực hiện xây dựng
một hệ thống web với những tiện ích đi cùng với việc cung cấp hệ thống dịch vụ
quản lý cho các tàu thuyền trên biển và các phương tiện khác. Do điều kiện hạn chế
nên tác giả chi thực hiện xây dựng hệ thống thử nghiệm cho các phương tiện giao
thông truyền dữ liệu qua GPRS.
Tóm tắt nội dung đồ án gồm 3 Chương như sau:
• Chương 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS.

• Chương 2: Giới thiệu về công nghệ GSM và dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS.
• Chương 3: Thiết kế hệ thống.

Lê Quang Huy

11

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Chương 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS

CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS
1.1. Tổng quan về GPS
Trên danh nghĩa, GPS là một chòm sao gồm 24 vệ tinh đang hoạt động. Chòm
sao này vốn được xem như là năng lực hoạt động ban đầu (IOC) được hoàn thành
vào tháng 7 năm 1993. Tuy nhiên, đến ngày 08 tháng 12 năm 1993 người ta mới
chính thức thông báo về tổ chức IOC.
Để đảm bảo sự bao phủ liên tục trên toàn thế giới, các vệ tinh GPS được bố trí
để cho bốn vệ tinh được đặt trong mỗi một sáu quỹ đạo bay (Hình 1.1). Với chòm
sao hình học này, 4-10 vệ tinh GPS sẽ được hiển thị ở bất cứ đâu trên thế giới, nếu
một góc có cao độ 10 ° được xem xét. Sau này chúng ta sẽ biết rõ hơn là chỉ cần có
bốn vệ tinh là đủ để cung cấp thông tin về vị trí hoặc địa điểm.
Vệ tinh GPS có quỹ đạo gần tròn (một hình elip với tâm sai tối đa là khoảng
0,01), với độ nghiêng khoảng 55 ° so với xích đạo. Bán trục lớn của một quỹ đạo
GPS dài khoảng 26.560 km (tức là các vệ tinh cách mặt đất khoảng 20.200 km).
Chu kỳ quay tương ứng là khoảng 12 giờ thiên văn (~11 giờ, 58 phút). Hệ thống
GPS đã chính thức được tuyên bố đã đạt được khả năng hoạt động đầy đủ vào ngày
17 tháng Bảy năm 1995, đảm bảo sự sẵn có của ít nhất 24 vệ tinh GPS hoạt động
không qua thử nghiệm. Trong thực tế, như được trình bày tại mục 1.4, kể từ khi

GPS đạt được khả năng hoạt động đầy đủ của nó, số lượng vệ tinh trong chòm sao
GPS luôn là hơn 24 vệ tinh hoạt động.

Hình 1.1 Tổng quan hệ thống vệ tinh GPS

Lê Quang Huy

12

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Chương 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS
1.2. Các thành phần chính của GPS
Hệ thống định vị toàn cầu bao gồm 3 bộ phận: bộ phận người sử dụng, bộ phận
không gian và bộ phận điều khiển (Hình 1.2). Bộ phận không gian gồm một chòm
sao có 24 vệ tinh như đã giới thiệu ở mục trước. Mỗi vệ tinh GPS truyền một tín
hiệu có chứa các thành phần sau: hai sóng hình sin (thường được hiểu là tần số
mang), hai mã số, và một tín hiệu dẫn đường. Mã và tín hiệu dẫn đường được thêm
vào bộ phận tải như sự điều biến hai giai đoạn nhị phân. Bộ phận tải và những mã
này được dùng chủ yếu để xác định khoảng cách từ máy thu của người sử dụng đến
các vệ tinh GPS.

Hình 1.2 Các thành phần của hệ thống GPS
Cùng với những thông tin khác, tín hiệu dẫn đường còn chứa cả thông tin về tọa
độ (vị trí) của vệ tinh theo thời gian. Tín hiệu truyền đi được kiểm soát bởi những
đồng hồ nguyên tử có độ chính xác cao được cài trong các vệ tinh.
Bộ phận điều khiển của hệ thống định vị toàn cầu GPS bao gồm một mạng lưới
các trạm theo dõi hoạt động của vệ tinh rộng khắp với 1 trạm kiểm soát trung tâm
(MCS) được đặt ở Colorado Springs, Colorado Mỹ. Nhiệm vụ chính của bộ phận

điều khiển hoạt động là theo dõi các vệ tinh GPS để xác định và dự đoán vị trí vệ
tinh, tính nguyên hệ thống, trạng thái của các đồng hồ nguyên tử vệ tinh, các dữ liệu

Lê Quang Huy

13

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Chương 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS
về khí quyển, niên giám vệ tinh và các vấn đề khác. Thông tin này sau đó được tập
hợp lại và được tải lên các vệ tinh GPS qua kết nối dải S.
Bộ phận người sử dụng bao gồm người sử dụng quân sự và dân sự. Với một
máy thu GPS được kết nối với ăng-ten GPS, một người sử dụng có thể nhận được
tín hiệu GPS cái được dùng để xác định vị trí của người đó ở bất cứ nơi nào trên
Trái Đất. Hiện tại, GPS có hiệu lực với tất cả người trên toàn thế giới mà không mất
khoản phí trực tiếp nào.

1.3. Nguyên lý hoạt động
Các vệ tinh GPS bay vòng quanh trái đất hai lần trong một ngày theo một quỹ
đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống trái đất. Các máy thu GPS
nhận thông tin này và bằng phép tính lượng giác tính được chính xác vị trí của
người dùng. Về bản chất máy thu GPS so sánh thời gian tín hiệu được phát đi từ vệ
tinh với thời gian nhận được chúng. Sai lệch về thời gian cho biết máy thu GPS ở
cách vệ tinh bao xa. Máy thu GPS phải khoá được với tín hiệu của ít nhất ba quả vệ
tinh để tính ra vị trí hai chiều (2D, kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển
động. Với bốn hay nhiều hơn số quả vệ tinh trong tầm nhìn thì máy thu có thể tính
được vị trí ba chiều (3D, kinh độ, vĩ độ và độ cao). Một khi vị trí người dùng đã tính
được thì máy thu GPS có thể tính các thông tin khác, như tốc độ, hướng chuyển

động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, quãng cách tới điểm đến, thời gian mặt
trời mọc, lặn và nhiều thứ khác nữa.

1.4. Cấu trúc tín hiệu GPS
Mỗi vệ tinh GPS truyền một tín hiệu sóng vô tuyến cực ngắn gồm có hai tần số
mang (hay chính là sóng sin) được điều chỉnh bởi hai mã số và một tín hiệu định vị
(xem hình 2,1). Hai tần số mang được tạo ra tại 1,575.42 MHz (được gọi là dải L1)
và 1,227.60 MHz (được gọi là dải L2). Bước sóng của các dải lần lượt là khoảng 19
cm và 24,4 cm. Điều này dẫn tới mối liên hệ giữa tần số mang và tốc độ của ánh
sáng trong không gian.
Tính sẵn có của tần số sóng mạng cho phép sửa chữa một lỗi GPS chính, được
gọi là sự chậm trễ tầng điện ly. Tất cả các vệ tinh GPS truyền tần số sóng mạng L1

Lê Quang Huy

14

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Chương 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS
và L2 giống nhau. Tuy nhiên, mỗi vệ tinh lại có các mã điều biến khác nhau để
giảm thiểu đáng kể sự nhiễu tín hiệu.
Hai mã GPS được gọi là mã thu nhận sóng thô (hoặc C / A-code) và mã chính
xác (hay P-code). Mỗi mã bao gồm một dòng số nhị phân, các số 0 và 1, được gọi là
bit hoặc chip. Các mã được thường được gọi là mã PRN vì chúng trông giống các
tín hiệu ngẫu nhiên (tức là, chúng có tiếng ồn giống như các tín hiệu). Nhưng trong
thực tế, các mã được tạo ra bằng cách sử dụng một thuật toán. Hiện nay, mã C / A
điều biến chỉ mình sóng mạng L1, trong khi mã P điều biến lên cả hai sóng mạng
L1 và L2. Sự điều biến này được gọi là điều biến hai pha, bởi vì pha mang chuyển

dịch 180 ° khi giá trị mã thay đổi từ 0 đến 1 hoặc từ 1 về 0.
Mã C / A là một dòng 1.023 chữ số nhị phân (tức là, 1.023 số 0 và 1) mà tự nó
lặp đi lặp lại mỗi một phần nghìn giây. Điều này có nghĩa là tốc độ Chip của mã C /
A là 1,023 Mbps. Nói cách khác, khoảng thời gian của 1 bit xấp xỉ 1 ms, hoặc tương
đương 300m [4]. Mỗi vệ tinh được chỉ định một mã C / A duy nhất, cho phép các
máy thu GPS xác định vệ tinh nào đang truyền một mã số riêng. Phép đo khoảng
cách của mã C / A tương đối thiếu chính xác hơn so với mã P. Tuy nhiên, cái này ít
phức tạp hơn và có sẵn cho tất cả người dùng.
Mã P là một chuỗi rất dài của chữ số nhị phân lặp đi lặp lại chính nó sau 266
ngày. Nó cũng nhanh hơn 10 lần so với mã C / A (tức là tốc độ của nó là 10,23
Mbps). Nhân thời gian cần để mã P lặp lại chính nó, 266 ngày, với tốc độ của nó,
10,23 Mbps, cho chúng ta biết mã P là một dòng khoảng 2,35 x 1.014 chip. Mã dài
266 ngày được chia thành 38 phân đoạn; mỗi phân đoạn dài 1 tuần. Trong số này,
32 phân đoạn được gán cho các vệ tinh GPS khác nhau. Nghĩa là, mỗi vệ tinh
truyền duy nhất 1 phân đoạn 1 tuần của mã P, được khởi tạo vào nửa đêm các ngày
thứ Bảy, Chủ Nhật. Sáu phân đoạn còn lại được dành riêng cho sử dụng khác. Điều
đáng nói ở đây là một vệ tinh GPS thường được xác định bởi phân đoạn 1 tuần duy
nhất của mã P của nó. Ví dụ, một vệ tinh GPS với một ID của PRN 20 dùng để chỉ
một vệ tinh GPS được giao tuần phân khúc thứ 20 của PRN mã P. Mã P được thiết
kế chủ yếu cho các mục đích quân sự. Mãi cho đến ngày 31 tháng một năm 1994,
nó mới được dành cho tất cả người sử dụng. Vào thời điểm đó, mã P đã được mã
hóa bằng cách thêm vào nó một mã W ẩn. Mã kết quả của mã hóa được gọi là mã
Y, có tốc độ chip bằng mã P. Sự mã hóa này được gọi là chống giả mạo (AS).

Lê Quang Huy

15

Lớp: Cao học ĐTVT-01

Chương 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS

Hình 1.3 Tín hiệu tương tự và tín hiệu số
Thông báo chuyển hướng GPS là một luồng dữ liệu được gửi đến cả sóng tải
L1 và L2 như điều nhị phân 2 pha ở tốc độ thấp 50 kbps. Nó bao gồm 25 khung,
mỗi khung 1.500 bit, hay là tổng số 37.500 bit. Điều này có nghĩa rằng việc truyền
tải thông điệp chuyển hướng hoàn chỉnh mất 750 giây, hoặc 12,5 phút. Cùng với
các thông tin khác, thông báo chuyển hướng còn chứa thông tin về các tọa độ của vệ
tinh GPS theo một hàm thời gian, tình trạng sức khỏe vệ tinh, đồng hồ vệ tinh
chỉnh, niên lịch vệ tinh, và dữ liệu khí quyển. Mỗi vệ tinh truyền thông báo chuyển
hướng của mình với các thông tin trên các vệ tinh khác, như địa điểm gần đúng và
tình trạng sức khoẻ.

1.5. Độ chính xác của GPS
Các máy thu GPS ngày nay khá chính xác, nhờ vào thiết kế nhiều kênh hoạt
động song song của chúng. Tình trạng nhất định của khí quyển và các nguồn gây sai
số khác có thể ảnh hưởng tới độ chính xác của máy thu GPS.
Các máy thu GPS có độ chính xác trung bình trong vòng 15 mét. Các máy thu mới
hơn với khả năng WAAS (Hệ Tăng Vùng Rộng, Wide Area Augmentation System)
có thể tăng độ chính xác trung bình tới dưới 3 mét. Không cần thêm thiết bị hay mất
phí để có được lợi điểm của WAAS.
Người dùng cũng có thể có độ chính xác tốt hơn với GPS Vi sai (Differential
GPS, DGPS) sửa lỗi các tín hiệu GPS để có độ chính xác trong khoảng 3 đến 5 mét.
Tuy nhiên dịch vụ này lại mất phí.

1.6. Nguồn lỗi của tín hiệu GPS
Những điều có thể làm giảm tín hiệu GPS và vì thế ảnh hưởng tới chính xác
bao gồm:

Lê Quang Huy

16

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Chương 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS
• Tính giữ chậm của tầng đối lưu và tầng ion
• Tín hiệu vệ tinh bị chậm đi khi xuyên qua tầng khí quyển.
• Tín hiệu đa đường (multi path) – Điều này xảy ra khi tín hiệu phản xạ từ nhà
hay các đối tượng khác trước khi tới máy thu, do đó tại máy thu tín hiệu sẽ bị
thăng giáng rất mạnh.
• Lỗi đồng hồ máy thu – Đồng hồ có trong máy thu không chính xác như đồng
hồ nguyên tử trên các vệ tinh GPS.
• Lỗi quỹ đạo – Cũng được biết như lỗi thiên văn, do vệ tinh thông báo vị trí
không chính xác.
• Số lượng vệ tinh nhìn thấy – Càng nhiều quả vệ tinh được máy thu GPS nhìn
thấy thì càng chính xác. Nhà cao tầng, địa hình, nhiễu loạn điện tử hoặc đôi
khi thậm chí tán lá dầy có thể chặn thu nhận tín hiệu, gây lỗi định vị hoặc
không định vị được. Nói chung máy thu GPS không làm việc trong nhà, dưới
hoặc dưới đất.
• Hình học che khuất – điều này liên quan tới vị trí tương đối của các vệ tinh ở
thời điểm bất kì. Phân bố vệ tinh lí tưởng là khi các quả vệ tinh ở vị trí góc
rộng với nhau. Phân bố xấu xảy ra khi các quả vệ tinh ở trên một đường
thẳng hoặc cụm thành nhóm.

1.7. Chuẩn giao thức NMEA
NMEA (hay NMEA 0183) là một chuẩn giao thức cho truyền thông giữa các
thiết bị điện tử dùng cho tàu thủy như các thiết bị đo tốc độ gió, la bàn, máy lái tự

động, thiết bị thu GPS và rất nhiều các thiết bị khác được định nghĩa và phát triển
bởi Hiệp hội điện tử tàu thủy quốc gia Hoa Kỳ (NMEA). Chuẩn NMEA 0183 sử
dụng các ký tự ASCII, giao thức truyền thông nối tiếp quy định cách một “thiết bị
gửi” truyền một câu dữ liệu tới “thiết bị nhận” tại một thời điểm.
Ở tầng ứng dụng, chuẩn NMEA quy định nội dung các kiểu câu dữ liệu cho
phép thiết bị nhận có khả năng phân tích dữ liệu một cách chính xác. Các câu dữ
liệu đều bắt đầu bằng ký tự “$” và kết thúc bằng <CR><LF>.
Đối với các các thiết bị GPS, tất cả các câu dữ liệu đều bắt đầu bằng “$GPxxx”
trong đó xxx là loại bản tin. Một số loại câu dữ liệu thường sử dụng:

Lê Quang Huy

17

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Chương 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS
GGA:

Global positioning system fixed data.

GLL:

Geographic position-latitude/longitude.

GSA:

GNSS DOP and active satellites.

GSV:

GNSS satellites in view.

RMC:

Recommended minimum specific GNSS data.

VTG:

Course over ground and ground speed.

Cấu hình truyền thông nối tiếp (tầng liên kết dữ liệu)
Tốc độ bit: 4800 bps
Số bit dữ liệu: 8
Bít chẵn lẻ: None
Bit dừng: 1 hoặc nhiều hơn
Cơ chế bắt tay thiết bị: không
Các quy tắc giao thức ở tầng ứng dụng:
Mỗi câu bắt đầu bằng ký tự “$”.
5 ký tự tiếp theo cho phép nhận dạng loại câu dữ liệu.
Tất cả các trường dữ liệu theo sau được phân cách bởi dấu “,”.
Ký tự đầu tiên tiếp theo sau các trường dữ liệu là dấu “*”.
Theo sau dấu “*” là hai số checksum biểu diễn dưới dạng hex.
Các ký tự enter và xuống dòng kết thúc câu dữ liệu.
Ví dụ với câu dữ liệu GPRMC
$GPRMC,225446,A,4916.45,N,12311.12,W,000.5,054.7,191194,020.3,E*68
225446
A
4916.45,N

12311.12,W

Giờ UTC 22:54:46
Cảnh báo bộ thu GPS. A = Vị trí xác định, V = Cảnh báo
Vĩ độ 49 độ 16.45 phút Bắc
Kinh độ 123 độ 11.12 phút Tây

000.5

Tốc độ trên mặt đất tính theo đơn vị Knots

054.7

Hướng của hành trình, được tính theo góc phương vị

191194

Ngày UTC 19/11/ 1994

020.3,E

Sự biến thiên điện từ trường 20.3 độ Đông

*68

Checksum

Lê Quang Huy

18

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Chương 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS
Ngoài ra, có rất nhiều loại câu dữ liệu sử dụng cho các thiết bị liên lạc tàu thủy
khác nhau, trong đó có đến hàng chục dạng câu được ứng dụng với các bộ thu GPS.
Hiện nay, chuẩn NMEA 2000 mới ra đời, cho phép truyền câu dữ liệu với tốc độ
cao hơn 250.000 bps so với 4.800 bps của chuẩn NMEA 0183.

1.8. Tính toán vị trí
Để xác định được tọa độ thì tại vị trí đó cần “nhìn” thấy ít nhất 4 vệ tinh (hình
vẽ). Ta có khoảng cách giữa vị trí cần đo và vệ tinh là ρ = c * t trong đó c là vận tốc
ánh sáng và t là khoảng thời gian sóng truyền từ vệ tinh tới vật.

Hình 1.4 Tính toán vị trí trong hệ thống GPS
Gọi tọa độ vị trí là (X, Y, Z), tại một thời điểm ta có 4 phương trình như sau:

Lê Quang Huy

19

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Chương 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS

Trong đó ∆t là thông số để đồng bộ thời gian giữa phía phát và phía thu. Giải 4
phương trình 4 ẩn ta thu được tọa độ cần xác định.
Hệ tọa độ địa lý cho phép tất cả mọi điểm trên trái đất đều có thể xác định được

bằng ba tọa độ của hệ tọa độ cầu tương ứng với trục quay của Trái đất. Bao gồm 3
yếu tố: kinh độ, vĩ độ, độ cao:
Vĩ độ (ký hiệu: φ) của một điểm bất kỳ trên mặt trái đất là góc tạo thành giữa
đường thẳng đứng (phương của dây dọi, có đỉnh nằm ở tâm hệ tọa độ-chính là trọng
tâm của địa cầu) tại điểm đó và mặt phẳng tạo bởi xích đạo. Đường tạo bởi các
điểm có cùng vĩ độ gọi là vĩ tuyến, và chúng là những đường tròn đồng tâm trên bề
mặt trái đất. Mỗi cực là 90 độ: cực bắc là 90° B; cực nam là 90° N. Vĩ tuyến 0°
được chỉ định là đường xích đạo, một đường thẳng tưởng tượng chia địa cầu thành
Bán cầu bắc và Bán cầu nam.
Kinh độ (ký hiệu: λ) của một điểm trên bề mặt trái đất là góc tạo ra giữa mặt
phẳng kinh tuyến đi qua điểm đó và mặt phẳng kinh tuyến gốc. Kinh độ có thể là
kinh độ đông hoặc tây, có đỉnh tại tâm hệ tọa độ, tạo thành từ một điểm trên bề mặt
trái đất và mặt phẳng tạo bởi đường thẳng ngẫu nhiên nối hai cực bắc nam địa lý.
Những đường thẳng tạo bởi các điểm có cùng kinh độ gọi là kinh tuyến. Tất cả các
kinh tuyến đều là nửa đường tròn, và không song song với nhau: theo định nghĩa,
chúng hội tụ tại hai cực bắc và nam. Đường thẳng đi qua Đài Thiên văn Hoàng gia
Greenwich (gần London ở Liên hiệp Vương quốc Anh và Bắc Ireland) là đường
tham chiếu có kinh độ 0° trên toàn thế giới hay còn gọi là kinh tuyến gốc. Kinh
tuyến đối cực của Greenwich có kinh độ là 180°T hay 180°Đ.
Để xác định hoàn toàn một vị trí nằm trên, ở trong hoặc ở phía trên trái đất, ta
cần phải xác định độ cao của điểm, được định nghĩa bằng vị trí của điểm theo chiều
thẳng đứng so với trung tâm của hệ thống tham chiếu hoặc một vài định nghĩa bề

Lê Quang Huy

20

Lớp: Cao học ĐTVT-01

Chương 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS
mặt trái đất. Điều này được mô tả theo thuật ngữ khoảng cách theo chiều thẳng
đứng đến trái đất bên dưới, nhưng, do sự nhập nhằng của chữ "bề mặt" và "chiều
thẳng đứng", nó thường được mô tả phổ biến hơn bằng cách so sánh với những mốc
được định nghĩa chính xác hơn như mặt nước biển trung bình (chính xác hơn nữa là
geoid, một mặt có thế năng trọng trường không đổi). Khoảng cách đến trung tâm
trái đất có thể được dùng cho cả vị trí rất sâu hoặc một nơi nào đó trên không gian.
Chiều rộng của một độ kinh độ tại vĩ độ có thể được tính toán bằng công thức
sau (để có được chiều rộng theo phút và giây, lần lượt chia cho 60 và 3600):

Trong đó bán kính độ kinh trung bình của Trái đất xấp xỉ bằng 6.367.449 m. Do
sử dụng giá trị bán kính trung bình, công thức này dĩ nhiên không chính xác do độ
dẹt của Trái đất. Bạn có thể có được độ rộng thực của một độ kinh độ tại vĩ độ
bằng:

trong đó a,b là các bán kính xích đạo và cực của Trái đất
Từ trước đến nay, độ được chia thành phút (1 phần 60 độ, ký hiệu là ′ hoặc
"m") và giây (1 phần 60 phút, ký hiệu là ″ hoặc "s"). Có nhiều các viết độ, tất cả
chúng đều xuất hiện theo cùng thứ tự Vĩ độ - Kinh độ:
DMS Độ:Phút:Giây (49°30'00"-123d30m00s)
DM Độ:Phút (49°30.0'-123d30.0m)
DD Độ thập phân (49.5000°-123.5000d), thường với 4 số thập phân.
Để chuyển từ DM hoặc DMS sang DD, độ thập phân = số độ cộng với số phút chia
cho 60, cộng với số giây chia cho 3600. DMS là định dạng phổ biến nhất, và là tiêu
chuẩn trên tất cả các biểu đồ và bản đồ, cũng như hệ định vị toàn cầu và hệ thông
tin địa lý.
Trên mặt cầu tại mực nước biển, một giây vĩ độ bằng 30.82 mét và một phút vĩ
độ bằng 1849 mét. Các vĩ tuyến cách nhau 110,9 kilômét. Các kinh tuyến gặp nhau
tại cực địa lý, với độ rộng một giây về phía đông-tây phụ thuộc vào vĩ độ. Trên bề
mặt cầu tại mực nước biển, một giây kinh độ bằng 30,92 mét trên xích đạo, 26,76

Lê Quang Huy

21

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Chương 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS
mét trên vĩ tuyến thứ 30, 19,22 mét tại Greenwich (51° 28' 38" B) và 15,42 mét trên
vĩ tuyến thứ 60.
Giá trị vĩ độ và kinh độ có thể dựa trên vài hệ đo đạc hoặc mốc tính toán khác
nhau, phương pháp phổ biến nhất là WGS 84 mà tất cả các thiết bị GPS đều dùng.
Hệ toạ độ trên bản đồ phụ thuộc cơ bản vào hệ quy chiếu toạ độ và phép chiếu
bản đồ. Các hệ toạ độ trên lãnh thổ Việt Nam bao gồm:
Thời Pháp: Ellipsoid Clark, điểm gốc tại Hà Nội phép chiếu Bonne.
Miền nam: Trước 1975 hệ Indian-54 với ellipsoid Everest, điểm gốc tại Ấn Độ,
phép chiếu UTM.
Miền bắc: Hệ HN-72 với ellipsoid Krasovski, điểm gốc tại Punkovo (Nga) chuyền
về Việt Nam tại đài thiên văn Láng Hà Nội (thông qua điểm Ngũ Lĩnh - Trung
Quốc), phép chiếu Gauss- Kruger.
Hệ VN-2000 với ellipsoid WGS-84 được định vị phù hợp với lãnh thổ Việt Nam,
phép chiếu UTM.
Về cơ bản hệ VN-2000 và WGS-84 là tương tự, tuy nhiên do định vị khác nhau
nên khác nhau về giá trị toạ độ cụ thể. Thiết bị GPS sử dụng hệ toạ độ quốc tế
WGS-84 nếu không có các hiệu chỉnh toạ độ sẽ không khớp với toạ độ tại nước ta.
Elipxoit WGS84, được tất cả các thiết bị của GPS sử dụng, lấy các giá trị cho bán
kính xích đạo là 6.378.137,0 m và độ dẹt nghịch đảo, (1/f) bằng 298,257223563, vì
thế bán kính cực của nó bằng 6.356.752,3142 m và bình phương độ lệch tâm thứ
nhất của nó bằng 0,00669437999014

1.9. Khả năng kết hợp của GPS với các công nghệ khác
Hệ thống định vị toàn cầu GPS là một hệ thống được sử dụng miễn phí với rất
nhiều tính năng phong phú, đa dạng. Có rất nhiều cách kết hợp GPS với các công
nghệ khác để tạo ra các sản phẩm phục vụ nhu cầu của con người như hệ thống bộ
đàm, module 3G, module GSM, module GPRS… Các cách kết hợp trên đã và đang
được triển khai trong thực tế. Trong khuôn khổ của đồ án này. Em chỉ trình bày
phương pháp kết hợp GPS với module GSM/GPRS trong giám sát và quản lý
phương tiện giao thông tại Việt Nam.

Lê Quang Huy

22

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Chương 2: Giới thiệu công nghệ GSM và GPRS

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GSM VÀ
DỊCH VỤ VÔ TUYẾN GÓI CHUNG GPRS
Hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System for Mobile Communications,
viết tắt GSM) là một công nghệ dùng cho mạng thông tin di động. Dịch vụ GSM
được sử dụng bởi hơn 2 tỷ người trên 212 quốc gia và vùng lãnh thổ. Các mạng
thông tin di động GSM cho phép có thể roaming với nhau do đó những máy điện
thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi
trên thế giới.

2.1. Tổng quan về công nghệ GSM
GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động (ĐTDĐ) trên thế giới. Khả

năng phú sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên phổ biến trên thế
giới, cho phép người sử dụng có thể sử dụng ĐTDĐ của họ ở nhiều vùng trên thế
giới. GSM khác với các chuẩn tiền thân của nó về cả tín hiệu và tốc độ, chất lượng
cuộc gọi. Nó được xem như là một hệ thống ĐTDĐ thế hệ thứ hai (second
generation, 2G). GSM là một chuẩn mở, hiện tại nó được phát triển bởi 3rd
Generation Partnership Project (3GPP). Đứng về phía quan điểm khách hàng, lợi
thế chính của GSM là chất lượng cuộc gọi tốt hơn, giá thành thấp và dịch vụ tin
nhắn. Thuận lợi đối với nhà điều hành mạng là khả năng triển khai thiết bị từ nhiều
người cung ứng. GSM cho phép nhà điều hành mạng có thể sẵn sàng dịch vụ ở khắp
nơi, vì thế người sử dụng có thể sử dụng điện thoại của họ ở khắp nơi trên thế giới.
Công nghệ di động GPRS, Chuyển mạch gói chung (General Packet Radio
Service) là công nghệ trung gian cho bước phát triển từ 2G (điển hình là hệ thống
GSM) lên 3G (điển hình là CDMA).
Công nghệ 2G - GSM cũ dùng chuyển mạch kênh theo thời gian, với GPRS
vẫn dựa trên tài nguyên có sẵn chỉ khác dùng chuyển mạch gói. Thay vì phân kênh
cố định cho người dùng, dữ liệu của người dùng được chia thành các gói dũ liệu
nhỏ và truyền đi. Điều này cho phép nâng cao hiệu suất sử dụng đường truyền,
nhằm mở rộng thêm các tiện ích băng thông rộng đến người dùng.

Lê Quang Huy

23

Lớp: Cao học ĐTVT-01


Chương 2: Giới thiệu công nghệ GSM và GPRS
Công nghệ 2G, sử dụng phân kênh thời gian cho phép truyền lưu lượng nhiều
hơn trên 1 kênh, nhưng chưa đáp ứng đủ nhu cầu của người dùng. Người dùng
mong muốn nhiều hơn nữa các dịch vụ tiện ích: tin nhắn hình, âm thanh, file, truy

cập internet, xem truyền hình trên di động... Điều này đòi hỏi băng thông đường
truyền rộng, chỉ đáp ứng được nếu chuyển sang mạng 3G-CDMA. Tuy vậy, với hạ
tầng sẵn có đa phần là phục vụ hệ GSM, thì quá lãng phí nếu chuyển toàn bộ sang
CDMA và bỏ mất hạ tầng đó. Vấn đề trung gian được đưa ra, là dùng GPRS.

2.2. Giao diện Radio trong GSM
GSM là mạng điện thoại di động thiết kế gồm nhiều tế bào do đó các máy điện
thoại di động kết nối với mạng bằng cách tìm kiếm các cell gần nó nhất. Các tế bào
là đơn vị cơ sở của mạng, tại đó trạm di động MS trao đổi thông tin với mạng qua
trạm thu phát gốc BTS. Các cell nhỏ được thiết kế ở những nơi có mật độ thuê bao
cao như những vùng thành thị đông dân cư. Ngược lại, các cell lớn được thiết kế ở
những nơi có mật độ thuê bao thấp như vùng nông thôn. Do tài nguyên tần số là
giới hạn nên trong mạng GSM nhất thiết phải sử dụng lại tần số, các cell cùng tên
được cấp phát cùng một nhóm tần số vô tuyến. Một cụm có kích cỡ N cell được
được lặp lại tại các vị trí địa lý khác nhau trong toàn bộ vùng phủ sóng. Có 3 mẫu
sử dụng lại tần số là 3/9, 4/12 và 7/21.

Hình 2.1 Cấu trúc tế bào trong mạng GSM.

Lê Quang Huy

24

Lớp: Cao học ĐTVT-01