ĐỀ TÀI TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM - GPRS

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
*********

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM - GPRS

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
LỚP

:TS. NGUYỄN HỮU THANH
:NGUYỄN MINH NGỌC
:06TM – 02ĐT

Hà Nội, 2009


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại công nghệ thông tin ngày nay, khái niệm GSM – GPRS
không còn lạ lẫm đối với những người sử dụng điện thoại di động. GSM (Global
System For Mobile Communication) hay còn gọi là hệ thống truyền thông di động
toàn cầu sử dụng hoàn toàn kỹ thuật số khác với hệ thống mạng điện thoại analog
cổ điển như AMPS (Advanced Mobile Phone Service: Dịch vụ điện thoại di động
cao cấp). GSM là một hệ thống của Châu Âu được thiết kế theo kỹ thuật tín hiệu

số. Nó không tương thích với các hệ thống trước đó và như vậy nó không bị ràng
buộc bởi nhu cầu phải tương thích.
Sau này hệ thống mạng GPRS (General Packet Radio Service – mạng thông
tin di động thế hệ 2,5G) được phát triển dựa trên nền tảng của mạng GSM. Đó là
dịch vụ vô tuyến gói chung được Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu tiêu chuẩn
hóa vào năm 1993 sử dụng phương thức đa truy nhập theo thời gian TDMA. Công
nghệ mà trước đây không khả thi đối với mạng GSM thì bây giờ có thể triển khai
và cung cấp những ứng dụng Internet vô tuyến hấp dẫn hơn cho số lượng lớn
người sử dụng.
Vì GPRS được thiết kế để cho phép người sử dụng luôn được kết nối mà
không cần sử dụng thêm các nguồn lực phụ trợ nên GPRS mang lại những cơ hội
kinh doanh mới cho các nhà khai thác dịch vụ di động nhằm tăng doanh thu bằng
việc đưa ra những dịch vụ IP mới và thu hút thêm những khách hàng mới với chi
phí hợp lý cho người sử dụng đầu cuối. Về mặt đầu tư của nhà khai thác việc
nhanh chóng đẩy mạnh mức độ bao phủ dịch vụ là có thể vì GPRS tận dụng được
một cách hiệu quả mạng vô tuyến GSM.
Các mạng thông tin di động hiện nay ở Việt Nam như Viettel, Vina phone,
Mobi fone….. cũng đã cung cấp dịch vụ GPRS cho người sử dụng với giá thành
hợp lý. Trong đó Viettel sử dụng giải pháp GPRS của Ericsson được thiết kế để
đẩy nhanh việc triển khai GPRS mà vẫn giữ cho chi phí đầu vào thấp. Các khối
Tổng quan về mạng GSM và GPRS

2


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

chức năng của mạng GSM chỉ cần nâng cấp phần mềm, ngoại trừ BSC cần nâng

cấp cả phần cứng. Trong mạng GPRS có hai nút mạng mới, nút mạng hỗ trợ phục
vụ GPRS (Serving GPRS Support Node – SGSN) và nút mạng hỗ trợ cổng GPRS
(Gateway GPRS Support Node – GGSN) được giới thiệu. Trong giải pháp của
Ericsson, hai nút mạng này có thể được kết hợp thành một nút vật lý. Một sự triển
khai linh hoạt GPRS là có thể, ví dụ: bắt đầu với nút mạng GPRS tập trung hợp cả
SGSN và GGSN. Ở bước tiếp theo, node tập trung có thể được tách ra thành SGSN
và GGSN chuyên dụng.
Trên cơ sở những kiến thức tích luỹ trong những năm học tập chuyên ngành
Điện Tử - Viễn Thông tại lớp 06TM02ĐT tại trường cán bộ công thương TW liên
kết của trường đại học Bách Khoa Hà Nội và sau thời gian thực tập tại Đội kỹ thuật
11 chi nhánh kỹ thuật Hà Nội thuộc Tổng công ty viễn thông quân đội-Viettel
telecom cùng với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Hữu Thanh, em đã tìm hiểu,
nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tổng quan về mạng thông
tin di động GSM - GPRS”.
Em xin chân thành cảm ơn đội trưởng đội kỹ thuật 11 Bùi Bá Quân, tổ
trưởng tổ kỹ thuật Nguyễn Đức Tài và người trực tiếp hướng dẫn thực tế Lê Xuân
Cảnh, Vũ Văn Chinh đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong đợt thực tập tốt nghiệp.
Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Nguyễn Hữu Thanh
cùng với tổ trưởng tổ kỹ thuật anh Nguyễn Đức Tài và các anh thuộc tổ kỹ thuật
thuộc Đội kỹ thuật 11 chi nhánh kỹ thuật Hà Nội thuộc Tổng công ty viễn thông
quân đội-Viettel telecom đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án
tốt nghiệp này.
Hà Nội, Ngày 25 Tháng 5 Năm 2009
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Minh Ngọc

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

3

Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA
Hình 1.1. Thị phần thông tin di động trên thế giới năm 2006...........................13
Hình 1.2. Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM..................................................14
Hình 1.3. Base Station Controller – Bộ điều khiển trạm gốc............................21
Hình 2.1. Cấu trúc của một mạng GPRS............................................................23
Hình 2.2: Tốc độ kênh truyền trong GPRS.........................................................26
Hình 2.3: Tốc độ cho các dịch vụ ứng dụng GPRS............................................26
Hình 3.1: Các khối của mạng GPRS....................................................................29
Hình 4.1. Lưu đồ trạng thái nhập/tách khỏi GPRS............................................38
Hình 4.2. Rời khỏi GPRS do MS khởi xướng.....................................................41
Hình 4.3. Rút tách kết hợp GPRS/VLR do MS khởi xướng..............................42
Hình 5.1: Quá trình mã hóa..................................................................................44
Hình 5.2. Cập nhật vùng định tuyến trong một SGSN......................................49
Hình 5.3. Cập nhật vùng định tuyến ngoài SGSN..............................................52
Hình 5.4. Cập nhật kết hợp vùng định tuyến trong cùng một SGSN và vùng
định vị trong cùng một MSC................................................................................55
Hình 5.5: Cập nhật kết hợp vùng định vị ngoài MSC và vùng định tuyến trong
cùng một SGSN......................................................................................................58
Hình 5.6: Kết hợp cập nhật định vị ngoài MSC và định tuyến ngoài SGSN...60
Hình 5.7: Kích hoạt giao thức PDP do MS khởi tạo..........................................65
Hình 5.8: Ngừng hoạt động khung giao thức PDP do MS khởi tạo..................68
Hình 5.9: Nhắn tin GPRS.....................................................................................71

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

4


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
A
AGCH

Access Grant Channel

Kênh truy cập khung

ANSI

American National Standards

Tiêu chuẩn GSM 1900 của Mỹ

Institude
B
BSC

Base Station Controller

Bộ điều khiển trạm gốc

BSS

Base Station Subsystem

Phân hệ trạm gốc

BTS

Base Transceiver Station

Trạm thu phát gốc

BCCH

Broadcast Control Channel

Kênh điều khiển quảng bá
C

CDMA

Code Division Multiple

Đa truy nhập phân chia theo mã

Access
Cell

Cellular

Ô (tế bào)

CGI

Cell Global Identity

Số định danh của Cell

CEPT

Conférence Européennedes

Hiệp hội bưu chính viễn thông Châu

Postes et Télécommunications Âu
CPU

Cyclic Redundancy Check

Đơn vị điều khiển trung tâm.
D

FDMA

Frequency Division Multiple

Đa truy nhập phân chia theo tần số

Access
DL

Down Link

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

Dữ liệu xuống

5


Đồ án tốt nghiệp

DNS

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

Domain Name Server

Server tên miền
E

EIR

Equipment Identity Register

Bộ ghi danh tính thiết bị

ETSI

European Telecommunication Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu
Standards Institude

G

GGSN

Gateway GPRS Support Node Nút định tuyến của GPRS

GSM

Global System for Mobile

Thông tin di động toàn cầu

Communication
GPRS

General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung
H

HLR

Home Location Register

Bộ đăng ký định vị thường trú
I

IMSI

International Mobile Station

Số hiệu nhận dạng thuê bao di động

Indentity
L
LA

Location Area

Vùng định vị

LAI

Location Area Identity

Số định danh cho LA

LLC

Logic Link Control

Điều khiển liên kết logic
N

NSAPI

Network Service Access

Điểm truy cập dịch vụ mạng

Point Identifier

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

6


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

M
MS

Mobile station

Trạm di động

MSC

Mobile Service Switching

Tổng đài di động

Center
MoU

Memorandum of

Bản ghi nhớ của 12 nước Châu Âu

Understanding

MT

Mobile terminal

Đầu cuối di động
P

PAGCH

Packet Access Grant Channel

Kênh cho phép truy cập gói

PCS

Personal communications

Dịch vụ liên lạc cá nhân

Service
PCU

Packet Control Unit

Khối điều khiển

PDM Packet Data Network

Mạng dữ liệu gói

PDP Packet Data Protocol

Giao thức dữ liệu gói

PDTCH

Packet Data Traffic Channel

Kênh lưu lượng dữ liệu gói

P-GSM

Primary GSM

Chuẩn GSM ban đầu sử dụng băng
tần 900 MHz

PPCH

Packet Paging Channel

Kênh nhắn tin gói

PRACH

Packet Random Access

Kênh truy cập gói ngẫu nhiên

Channel

PTP-CLNS Point To Point -

Dịch vụ mạng không hướng kết nối

Connectionless Network
Service
Tổng quan về mạng GSM và GPRS

7


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

PTP-CONS Point To Point -

Dịch vụ mạng hướng kết nối

Connection Otiented
Network Service
P-TMSI

Packet Temporary Mobile

Số nhận dạng thuê bao di động tam

Subscriber Identity

thời

R

RAI

Routing Area Identity

Số nhận dạng vùng định tuyến

RAC

Routing Area Code

Mã vùng định tuyến mới

RACH

Random Access Channel

Kênh truy cập ngẫu nhiên
S

SGSN

Serving GPRS Support Node

Nút phục vụ các thuê bao GPRS

SF

Stealing Flag

Cờ chiếm khung

SS

Switching System

Hệ thống chuyển mạch

SMS-C

Short Message Service Center Trung tâm dịch vụ tin nhắn

SDP

Standard Data Protocols

Những ứng dụng theo dữ liệu chuẩn
T

TDMA

Time DivisionMutiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gian

TE

Terminal equipment

Thiết bị đầu cuối

TFI

Temporary Flow Identifier

Luồng tức thời

TLLI

Temporary Logical Link

Tuyến logic tạm thời

Identifier
U
USF

Uplink State Flag

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

Cờ trạng thái tuyến lên
8


Đồ án tốt nghiệp

UMTS

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

Universal Mobile

Thế hệ thứ ba của thông tin di động

Telecommunications System

(3G)

V
VLR

Visitor Location Register

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

Bộ ghi vị trí tạm trú

9


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

PHẦN MỞ ĐẦU
Đề tài được chia làm ba phần:
•

Phần I: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VIỄN THÔNG VÀ XU HƯỚNG

PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
•

Phần II: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG

GSM
•

Phần III: lỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG

GPRS
Phần I: của đề tài sẽ đề cập tới những vấn đề cơ bản nhất về mạng thông tin di
động
Phần II: Trình bày những vấn đề cơ bản về mạng thông tin di động GSM (2G)
Phần III: Trình bày những vấn đề cơ bản về mạng thông tin di động GPRS (2,5G)

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

10


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

PHẦN I. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VIỄN THÔNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT
TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG:
1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống viễn thông:
• 1836-1866: Điện báo, kỹ thuật ghép kênh, cáp nối qua Đại tây dương.
• 1876-1899: Điện thoại (A.G. Bell), tổng đài điện thoại, chuyển mạch tự

động từng nấc.
• 1887-1907: Điện báo không dây (Marconi) nối từ tầu biển vào bờ trên ĐTD.
• 1820-1828: Lý thuyết truyền dẫn (Carson, Nyquist, Johnson, Hartley).
• 1923-1938: Truyền hình, ống tia âm cực chân không (DuMont), phát thanh

quảng bá.
• 1948-1950: Lý thuyết thông tin (Shannon), các mã sửa lỗi (Hamming,

Golay), ghép kênh theo thời gian ứng dụng vào điện thoại.
• 1960: Mô phỏng laser (Maiman).
• 1962: Thông tin vệ tinh Telstar I.
• 1962-1966: Dịch vụ truyền số liệu được đưa ra thương mại; PCM khả thi

cho truyền dẫn tín hiệu thoại và truyền hình; lý thuyết truyền dẫn số, mã sửa
sai (Viterbi).
• 1964: Khai thác các hệ thống chuyển mạch.
• 1970-1975: CCITT phát triển các tiêu chuẩn về PCM.
• 1975-1985: Hệ thống quang dung lượng lớn, chuyển mạch tích hợp cao, các

bộ vi xử lý tín hiệu số; Mạng di động tổ ong hiện đại được đưa vào khai thác
(NMT, AMPS); Mô hình tham chiếu OSI (tổ chức ISO).

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

11


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

• 1985- 1990: LAN, ISDN được chuẩn hoá, các DV truyền SL phổ biến,

truyền dẫn quang thay cáp đồng trên các đường truyền dẫn băng rộng cự ly
xa, phát triển SONET, chuẩn hoá và khai thác GSM, SDH.
• 1990-1997: GSM tế bào số, truyền hình vệ tinh phổ biến rộng rãi trên thế

giới; Internet mở rộng nhanh chóng nhờ WWW.
• 1997-2000: Viễn thông mang tính cộng đồng, phát triển rộng rãi GSM,

CDMA; Internet phát triển; WAN băng rộng nhờ ATM, LAN Gb.
• 2001: HDTV, di động 3G, các mạng băng rộng, các hệ thống truy nhập đưa

các dịch vụ đa phương tiện tới mọi người.
Chúng ta có thể xét tiến trình phát triển của mạng thông tin di động qua các
giai đoạn sau:
Giai đoạn 2G: gồm có GSM, SMS, Cỉcuit Data
Giai đoạn 2,5G (năm 2001 – 2002): HSCSD, GPRS, ASCI…..
Giai đoạn 3 (GSM Phase 2+): ở giai đoạn này được chia làm 2 hướng phát
triển là:
Từ giai đoạn 2 lên UMTS
Từ giai đoạn 2 thông qua EDGE lên UMTS.

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

12


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

Hình 1.1. Thị phần thông tin di động trên thế giới năm 2006
1.2. Xu hướng phát triển của mạng thông tin di động:
Để đáp ứng được nhu cầu phát triển của công nghệ mới, nhu cầu sử dụng
của thuê bao thì giai đoạn thứ 3 là một nhu cầu tất yếu. Tuy nhiên việc chuyển
giao trực tiếp từ thông tin di động giai đoạn hai GSM lên WCDMA là rất tốn kém,
đòi hỏi chi phí đầu tư lớn từ các nhà sản xuất và các nhà khai thác dịch vụ. Điều
này dẫn tới sự tăng giá thành dịch vụ và ảnh hưởng trực tiếp đến lợi ích của các
thuê bao. Do đó GPRS là một phương pháp khả thi cho một nền tảng GSM đã phát
triển, đó là một bước đệm trong quá trình chuyển từ thông tin di động giai đoạn hai
sang giai đoạn ba. Các công nghệ trong các bước đệm này đối với các mạng thông
tin di động sử dụng công nghệ GSM ở giai đoạn hai là HSCSD (Số liệu chuyển
mạch kênh tốc độ cao). GPRS cho phép các chi phí mà người sản xuất, khai thác
dịch vụ và quan trọng hơn cả là người sử dụng chấp nhận được.

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

13


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

Hình 1.2. Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

14


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

PHẦN II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG GSM:

Chương 1. Lịch sử hình thành mạng GSM:
1.1. Lịch sử hình thành mạng GSM:
-1982-1985 Conférence Européennedes Postes et Télécommunications
(CEPT – Hiệp hội bưu chính viễn thông Châu Âu) bắt đầu đưa ra chuẩn viễn thông
kỹ thuật số Châu Âu tại băng tần 900MHz, tên là GSM-Global System for Mobile
communication (hệ thống truyền thông di động toàn cầu).
-1986: CEPT lập nhiều vùng thử nghiệm tại Paris để lựa chọn công nghệ
truyền phát. Cuối cùng kỹ thuật Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA –
Time Division Mutiple Access) và đa truy cập theo tần số (FDMA – Frequence
Division Mutiple Access) đã được lựa chọn.
-1986: Hai kỹ thuật trên đã được kết hợp để tạo nên công nghệ phát cho
GSM.
Các nhà khai thác của 12 nước Châu Âu đã cùng ký bản ghi nhớ
Memorandum of Understanding (MoU) quyết tân giới thiệu GSM vào năm 1991.
-1988: CEPT bắt đầu xây dựng đặc tả GSM cho giai đoạn hiện thực và đã có
thêm 5 nước gia nhập MoU.
-1989: Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI – European
Telecommunication Standards Institude) nhận trách nhiệm phát triển đặc tả GSM.
-1990: Đặc tả giai đoạn 1 đã được đưa cho các nhà sản xuất phát triển thiết
bị mạng.
-1991: chuẩn GSM 1800 được công bố và thống nhất cho phép các nước

ngoài CEPT được tham gia bản MoU.

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

15


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

-1992: Đặc tả giai đoạn 1 hoàn tất. Mạng GSM giai đoạn 1 thương mại đầu
tiên được công bố. Thỏa thuận chuyển vùng (roaming) quốc tế đầu tiên giữa
Telecom Finland và Vodafone (Anh) được ký kết.
-1993: Úc là nước đầu tiên ngoài CEPT ký MoU, khi đó MoU đã được 70
nước tham gia. Mạng GSM được công bố tại Áo, Ai-xơ-len, Hồng Kông, Na Uy và
Úc. Thuê bao GSM lên đến hàng triệu. Hệ thống DCS thương mại đầu tiên được
công bố ở Anh.
-1994: MoU có hơn 100 tổ chức tham gia tại 60 nước. Nhiều mạng GSM ra
đời, tổng số thuê bao lên 3 triệu.
-1995: Đặc tả cho Dịch vụ liên lạc cá nhân (PCS – Personal communications
Service) được phát triển tại Mỹ, đây là một phiên bản GSM hoạt động trên tần số
1900MHz. GSM tiếp tục phát triển nhanh, mỗi ngày thuê bao GSM tăng 10.000.
-4/1995:MoU có 188 thành viên trên 69 quốc gia. Hệ thống GSM 1900 có
hiệu lực tuân theo chuẩn PCS 1900.
-1998: Mou có 253 thành viên trên 100 nước và có trên 70 triệu thuê bao
trên toàn cầu chiếm 31% thị trường di động thế giới.
-6/2002 Hiệp hội GSM có 600 thành viên, đạt 79 triệu thuê bao chiếm 71%
thị trường di động số trên 173 quốc gia.
1.2. Đặc tả GSM:

GSM được thiết kế độc lập với hệ thống nên hoàn toàn không phụ thuộc vào
phần cứng mà chỉ tập trung vào chức năng và ngôn ngữ giao tiếp của hệ thống.
Điều này tạo điều kiện cho người thiết kế phần cứng sáng tạo thêm tính năng
và cho phép công ty vận hành mạng mua thiết bị từ nhiều hãng khác nhau.
Bản đặc tả gồm 12 mục, mỗi mục do 1 nhóm chuyên gia và 1 công ty riêng
biệt phụ trách viết, ESTI giữ vai trò điều phối chung..

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

16


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

GSM 1800 được xem là phần phụ lục, nó chỉ đề cập đến sự khác nhau giữa
GSM 900 và GSM 1800.
GSM 1900 được viết dựa trên GSM 1800 nhưng có thay đổi cho phù hợp
với chuẩn ANSI (American National Standards Institude) của Mỹ.
1.3. Kiến trúc mạng GSM:
Thành phần:
1. Mạng GSM được chia thành 2 hệ thống:
Hệ thống chuyển mạch (SS - switching system) và hệ thống trạm phát (BSS - base
station system). Mỗi hệ thống được xây dựng trên nhiều thiết bị chuyên dụng khác
nhau. Ngoài ra, giống như các mạng liên lạc khác, GSM cũng được vận hành, bảo
trì và quản lý bởi các trung tâm máy tính. Hệ thống chuyển mạch chuyên xử lý
cuộc gọi và các công việc liên quan đến thuê bao. BSS xử lý công việc liên quan
đến truyền phát sóng radio. OMC thực hiện nhiệm vụ vận hành và bảo trì mạng,
như theo dõi lưu lượng cảnh báo khi cần thiết. OMC có quyền truy xuất đến cả SS

và BSS.
2. Kiến thức dạng địa lý:
Với mọi mạng điện thoại, kiến trúc là nền tảng quan trọng để xây dựng qui
trình kết nối cuộc thoại đến đúng đích. Với mạng di động thì điều này lại càng
quan trọng: do người dùng luôn di chuyển nên kiến trúc phải có khả năng theo dõi
được vị trí của thuê bao.
3. Ô (cell):
Là đơn vị cơ bản của hệ thống tế bào, được định nghĩa theo vùng phủ sóng
của BTS. Mỗi ô được cấp một số định danh duy nhất gọi là CGI (Cell Global
Identity). Để phủ sóng toàn quốc, người ta cần đến một số lượng rất lớn BTS. Để
phủ sóng toàn bộ 61 tỉnh thành Mobifone bố trí 358 BTS, Việc bố trí dựa trên một
mức độ khai thác của từng khu vực, chỉ riêng khu vực 2 (từ Lâm Đồng trở vào) đã
Tổng quan về mạng GSM và GPRS

17


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

đặt đến gần 300 BTS (chiếm gần một nữa tổng số BTS của mạng); trong tương lai,
GPC (công ty quản lý mạng Vinaphone) và VMS (MobiFone) vẫn sẽ tiếp tục lắp
đặt thêm BTS để mở rộng và nâng cấp chất lượng vùng phủ sóng.
4. Vùng định vị (LA-Location Area):
Nhiều ô được ghép nhóm và gọi là một LA. Trong mạng, vị trí của thuê bao
do LA khu vực của thuê bao nắm giữ. Số định danh cho LA được lưu thành thông
số LAI (Location Area Identity) ứng với từng thiết bị di động (điện thoại di động)
trong VLR. Khi thiết bị di chuyển sang ô của LA khác thì bắt buộc phải đăng ký lại
vị trí với mạng, nếu dịch chuyển giữa các ô trong cùng một LA thì không phải thực

hiện qui trình trên. Khi có cuộc gọi đến thiết bị, thông điệp được phát ra
(broadcast) toàn bộ các ô của LA đang quản lý thiết bị.
5. Vùng phục vụ của MSC:
Nhiều vùng LA được quản lý bởi một MSC. Để có thể kết nối cuộc thoại đến
thiết bị di động, thông tin vùng dịch vụ MSC cũng được theo dõi và lưu lại HLR.
6. Vùng phục vụ của nhà khai thác:
Vùng phục vụ của nhà khai thác bao gồm toàn bộ các ô mà công ty có thể
phục vụ; nói cách khác, đây chính là toàn bộ của vùng phủ sóng của nhà khai thác
mà thuê bao có thể truy nhập vào hệ thống. Mỗi nhà khai thác sẽ có thông số vùng
phục vụ riêng. Việt Nam hiện có hai vùng phục vụ MobiFone và Vinaphone, hy
vọng sắp tới sẽ sớm có thêm vùng phục vụ của Saigon Postel liên doanh với SLD
(Singapore), Vietel, Viễn Thông Sài Gòn.
Vùng dịch vụ GSM: Vùng dịch vụ GSM là toàn bộ vùng địa lý mà thuê bao
có thể truy nhập vào mạng GSM, và sẽ càng mở rộng khi có thêm nhiều nhà khai
thác ký thỏa ước hợp tác với nhau. Hiện tại thì vùng dịch vụ GSM đã phủ hàng
chục quốc gia, kéo dài từ Ai-xơ-len đến Châu Úc và Nam Phi. Chuyển vùng là khả

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

18


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

năng cho phép thuê bao truy nhập mạng của mình từ mạng khác. Mô hình mạng di
động tế bào có thể được trình bày giữa hai góc độ .
7. Băng tần:
Hiện tại mạng GSM đang hoạt động trên 3 băng tần: 900, 1800, 1900MHz.

Chuẩn GSM ban đầu sử dụng băng tần 900MHz, gọi là phiên bản P-GSM (Primary
GSM). Để tăng dung lượng, băng tần dần mở sang 1800 và 1900MHz, gọi là phiên
bản mở rộng (E-GSM). Chính vì thế, thị trường đã xuất hiện nhiều loại điện thoại
hỗ trợ nhiều băng tần nhằm tạo thuận lợi cho người dùng thường xuyên đi nước
ngoài và tận dụng được hết ưu thế chuyển vùng quốc tế của mạng GSM hiện nay.
1.4. Các thủ tục cơ bản của GSM.
Thiết bị sẽ tự động thực hiện quy trình cần thiết mà không cần đến sự quan
tâm hay điều khiển của người dùng.
1.Đăng nhập thiết bị vào mạng:
Khi thiết bị (điện thoại di động) ở trạng thái tắt, nó được tách ra khỏi mạng.
Khi bật lên, thiết bị dò tần số GSM để tìm kênh điều khiển. Sau đó, thiết bị đo
cường độ của tín hiệu từ các kênh và ghi lại. Cuối cùng thì chuyển sang kết nối với
kênh có tín hiệu mạnh nhất.
2. Chuyển vùng:
Vì GSM là một chuẩn chung nên thuê bao có thể dùng điện thoại hệ GSM
tại hầu hết các mạng GSM trên thế giới. Trong khi di chuyển, thiết bị liên tục dò
kênh để luôn duy trì tín hiệu với trạm là mạnh nhất. Khi tìm thấy trạm có tín hiệu
mạnh hơn, thiết bị sẽ tự động chuyển sang mạng mới; nếu trạm mới nằm trong LA
khác, thiết bị sẽ báo cho mạng biết vị trí mới của mình. Riêng với chế độ chuyển
vùng quốc tế hoặc chuyển vùng giữa mạng của hai nhà khai thác dịch vụ khác nhau
thì quá trình cập nhật vị trí đòi hỏi phải có sự chấp thuận và hỗ trợ từ cấp nhà khai
thác dịch vụ.
Tổng quan về mạng GSM và GPRS

19


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT

*Thực hiện cuộc gọi từ thiết bị di động vào điện thoại cố định:
1. Thiết bị kiểu yêu cầu một kênh báo hiệu.
2. BSC/TRC sẽ chỉ định kênh báo hiệu.
3. Thiết bị gửi yêu cầu thiết lập cuộc gọi cho MSC/VLR. Thao tác đăng ký
trạng thái tích cực cho thiết bị vào VLR, xác thực, mã hóa, nhận dạng thiết bị, gửi
số được gọi cho mạng, kiểm tra xem thuê bao có đăng ký dịch vụ cấm gọi ra đều
được thực hiện trong bước này. - Nếu hợp lệ, MSC/VLR báo cho BSC/TRC một
kênh đang rỗi. - MSC/VLR chuyển tiếp số được gọi cho mạng PSTN. - Nếu máy
được gọi trả lời, kết nối sẽ được thiết lập.
*Thực hiện cuộc gọi từ điện thoại cố định đến thiết bị di động:
Điểm khác biệt quan trọng so với gọi từ thiết bị di động là vị trí của thiết bị
không được biết chính xác. Chính vì thế trước khi kết nối, mạng phải thực hiện
công việc xác định vị trí của thiết bị di động.
1. Từ điện thọai cố định, số điện thoại di động được gửi đến mạng PSTN.
Mạng sẽ phân tích, và nếu phát hiện ra từ khóa gọi ra mạng di động, mạng PSTN
sẽ kết nối với trung tâm GMSC của nhà khai thác thích hợp.
2. GMSC phân tích số điện thoại di động để tìm ra vị trí đăng ký gốc
trong HLR của thiết bị và cách thức nối đến MSC/VLR phục vụ.
3. HLR phân tích số điện thoại di động để tìm ra MSC/VLR đang phục vụ
cho thiết bị. Nếu có đăng ký dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi đến, cuộc gọi sẽ được trả
về GMSC với số điện thoại được yêu cầu chuyển đến.
4. HLR liên lạc với MSC/VLR đang phục vụ.
5. MSC/VLR gửi thông điệp trả lời qua HLR đến GMSC.
6. GMSC phân tích thông điệp rồi thiết lập cuộc gọi đến MSC/VLR.

Tổng quan về mạng GSM và GPRS

20