Tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ 3

Tổng quan về các hệ thống thông tin di động thế hệ ba
1.1. Giới thiệu chung
1.1.1. Lịch sử phát triển của thông tin di động
Vô tuyến di động đã đợc sử dụng gần 78 năm. Mặc dù các khái niệm tổ ong, các kỹ
thuật trải phổ, điều chế số và các công nghệ vô tuyến hiện đại khác đã đợc biết đến hơn
50 trớc đây, dịch vụ điện thoại di động mãi đến đầu những năm 1960 mới xuất hiện ở
các dạng sử dụng đợc và khi đó nó chỉ là các sửa đổi thích ứng của các hệ thống điều
vận. Các hệ thống điện thoại di động đầu tiên này ít tiện lợi và dung lợng rất thấp so với
các hệ thống hiện nay cuối cùng các hệ thống điện thoại tổ ong điều tần song công sử
dụng kỹ thuật đa thâm nhập phân chia theo tần số (FDMA) đã xuất hiện vào những
năm 1980. Cuối những năm 1980 ngời ta nhận thấy rằng các hệ thống tổ ong tơng tự
không thể đáp ứng đợc nhu cầu ngày càng tăng vào thế kỷ sau nếu nh không loại bỏ đ-
ợc các hạn chế cố hữu của các hệ thống này. (1) Phân bổ tần số rất hạn chế, dung lợng
thấp. (2) Tiếng ồn khó chịu và nhiễu xẩy ra khi máy di động chuyển dịch trong môi tr-
ờng pha đinh đa tia. (3) không đáp ứng đợc các dịch vụ mới hấp dẫn đối với khách
hàng. (4) Không cho phép giảm đáng kể giá thành của thiết bị di động và cơ sở hạ tầng.
(5) Không đảm bảo tính bí mật của các cuộc gọi. (6) Không tơng thích giữa các hệ
thống khác nhau, đặc biệt là ở Châu Âu, làm cho thuê bao không thể sử dụng đợc máy
di động của mình ở nớc khác.
Giải pháp duy nhất để loại bỏ các hạn chế trên là phải chuyển sang sử dụng kỹthuật
thông tin số cho thông tin di động cùng với các kỹ thuật đa thâm nhập mới.
Hệ thống thông tin di động số sử dụng kỹ thuật đa thâm nhập phân chia theo thời gian
(TDMA) đầu tiên trên thế giới đợc ra đời ở Châu Âu và có tên gọi là GSM. GSM đợc phát
triển từ năm 1982 khi các nớc Bắc Âu gửi đề nghị đến CEPT để quy định một dịch vụ viễn
thông chung châu Âu ở băng tần 900 MHz. Năm 1985 hệ thống số đợc quyết định. Tháng
5 năm 1986 giải pháp TDMA băng hẹp đã đợc lựa chọn. ở Việt Nam hệ thống thông tin di
động số GSM đợc đa vào từ năm 1993.
ở Mỹ khi hệ thống AMPS tơng tự sử dụng phơng thức FDMA đợc triển khai vào giữa
những năm 1980, các vấn đề dung lợng đã phát sinh ở các thị trờng di động chính nh: New
York, Los Angeles và Chicago. Mỹ đã có chiến lợc nâng cấp hệ thống này thành hệ thống
số: chuyển tới hệ thống TDMA đợc ký hiệu là IS- 54. Việc khảo sát khách hàng cho thấy

chất lợng của AMPS tốt hơn. Rất nhiều hãng của Mỹ lạnh nhạt với TDMA, AT &T là hãng
lớn duy nhất sử dụng TDMA. Hãng này đã phát triển ra một phiên bản mới: IS - 136, còn
đợc gọi là AMPS số (D-AMPS). Nhng không giống nh IS - 54, GSM đã đạt đợc các thành
công ở Mỹ.
Các nhà nghiên cứu ở Mỹ tìm ra hệ thống thông tin di động số mới là công nghệ đa
thâm nhập phân chia theo mã (CDMA). Công nghệ này sử dụng kỹ thuật trải phổ trớc đó
đã có các ứng dụng chủ yếu trong quân sự. Đợc thành lập vào năm 1985, Qualcom đã phát
phiển công nghệ CDMA cho thông tin di động và đã nhận đợc nhiều bằng phát minh trong
lĩnh vực này. Đến nay công nghệ này đã trở thành công nghệ thống trị ở Bắc Mỹ, Qualcom
đã đa ra phiên bản CDMA đầu tiên đợc gọi là IS - 95 A.
Các mạng CDMA thơng mại đã đợc đa vào khai thác tại Hàn Quốc và Hồng Kông.
CDMA cũng đã đợc mua hoặc đa vào thử nghiệm ở Argentina, Brasil, Chile, Trung Quốc,
Germany, Irael, Peru, Philippins, Thailand và mới đây ở Nhật. Tổng công ty Bu chính Viễn
thông Việt Nam cũng đã có kế hoạch thử nghiệm CDMA.
ở Nhật vào năm 1993 NTT đa ra tiêu chuẩn thông tin di động số đầu tiên của nớc này:
JPD (Japannish personal Digital Cellular System).
Song song với sự phát triển của các hệ thống thông tin di động tổ ong nói trên, các hệ
thống thông tin di động hạn chế cho mạng nội hạt sử dụng máy cầm tay không dây số
cũng đợc nghiên cứu phát triển. Hai hệ thống điển hình cho loại thông tin này là: DECT
(Digital Enhanced Cordless Telecommunication) của Châu Âu và PHS (Personal Handy
Phone System) của Nhật cũng đã đợc đa vào thơng mại.
Ngoài các hệ thống thông tin di động mặt đất, các hệ thống thôg tin di động vệ tinh:
Global Star và Iridium cũng đợc đa vào thơng mại trong năm 1998.
Hiện nay để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các khách hàng viễn thông về cả
dịch vụ viễn thông mới các hệ thống thông tin di động đang tiến tới thế hệ thứ ba. Hiện
nay có hai tiêu chuẩn đã đợc chấp thuận cho IMT-2000 đó là: W-CDMA và cdma2000.
W-CDMA đợc phát triển lên từ GSM thế hệ 2 và cdma2000 đợc phát triển lên từ IS-95 thế
hệ 2. ở thế hệ này các hệ thống thông tin di động có xu thế hoà nhập thành một tiêu chuẩn
duy nhất và có khả năng phục vụ ở tốc độ bit lên đến 2 Mbit/s. Để phân biệt với các hệ
thống thông tin di động băng hẹp hiện nay các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba đ-

ợc gọi là hệ thống thông tin di động băng rộng.
1.1.2. Các đặc tính cơ bản của hệ thống thông tin di động
Ngoài nhiệm vụ phải cung cấp dịch vụ nh mạng điện thoại cố định thông thờng, các
mạng thông tin di động phải cung cấp các dịch vụ đặc thù cho mạng di động để đảm bảo
thông tin mọi nơi mọi lúc.
Các mạng thông tin di động phải đảm bảo các đặc tính sau:
1. Sử dụng hiệu quả băng tần đợc cấp phát để đạt đợc dung lợng cao do hạn chế của
dải tần vô tuyến sử dụng cho thông tin di động.
2. Đảm bảo chất lợng truyền dẫn yêu cầu.
3. Đảm bảo an toàn thông tin tốt nhất.
4. Giảm tối đa rớt cuộc gọi khi thuê bao di động chuyển từ vùng phủ này sang vùng
phủ khác.
5. Cho phép phát triển các dịch vụ mới nhất là các dịch vụ phi thoại.
6. Để mang tính toàn cầu phải cho phép chuyển mạng quốc tế (International
Roaming).
7. Các thiết bị cầm tay gọn nhẹ và tiêu tốn ít năng lợng.
1.1.3. Yêu cầu chung đối với hệ thống thông tin di động thế hệ 3
Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 xây dựng dựa trên cơ sở tiêu chuẩn chung
IMT-2000. Các tiêu chí chung để xây dựng IMT-2000:
Sử dụng dải tần quy định quốc tế nh sau:
Đờng lên: 1885-2025 MHz.
Đờng xuống: 2110-2200 MHz.
Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến:
Tích hợp các mạng thông tin vô tuyến và hữu tuyến.
Tơng tác với mọi loại dịch vụ viển thông.
Sử dụng các môi trờng khai thác khác nhau:
Trong công sở.
Ngoài đờng.
Trên xe.
Vệ tinh.

Có thể hỗ trợ dịch vụ nh:
Môi trờng ảo.
Đảm bảo các dịch vụ đa phơng tiện.
Dễ dàng hổ trợ các dịch vụ mới xuất hiện.
Môi trờng hoạt động của IMT-2000 đợc chia thành 4 vùng:
Vùng 1: Trong nhà, ô picô, R
b
2Mbps.
Vùng 2: thành phố,ô micro, R
b
384kbps.
Vùng 3: ngoại ô, ô macro, R
b
144 kbps.
Vùng 4: Toàn cầu, R
b
=9,6 kbps.
Bảng 1.1. Phân loại các dịch vụ ở IMT-2000
Kiểu Phân loại Dịch vụ chi tiết
Dịch vụ di
động
Dịch vụ di động Di động dịch vụ/di động cá nhân/ di động đầu cuối
Dịch vụ thông
tin định vị
Dịch vụ theo dõi di động/dịch vụ theo dõi di động
thông minh
Dịch vụ viễn
thông
Dịch vụ âm
thanh

-Dịch vụ âm thanh chất lợng cao (16-64 kbps)
-Dịch vụ truyền thanh AM (32-64 kbps)
-Dịch vụ truyền thanh FM (64-384 kbps)
Dịch vụ số liệu
-Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình(64-144 kbps)
-Dịch vụ số liêu tốc độ tơng đối cao(384-2 Mbps)
-Dịch vụ số liệu tốc độ cao (2 Mbps)
Dịch vụ đa ph-
ơng tiện
-Dịch vụ video (384 kbps)
-Dịch vụ hình chuyển động (384 kbps-2Mbps)
-Dịch vụ hình chuyển động thời gian thực (2 Mbps)
Dịch vụ I
nternet
Dịc vụ Internet
đơn giản
Dịch vụ thâm nhập Wed (384kbps-2 Mbps)
Dịch vụ Internet
thời gian thực
Dịch vụ Internet (384 kbps-2 Mbps
Dịch vụ Internet
đa phơng tiện
Dịch vụ Wedsite đa phơng tiện thời gian thực (2
Mbps)
Bảng 1.2. So sánh các thông số giao diện vô tuyến ở hai tiêu chuẩn này
W-CDMA cdma-2000
Sơ đồ đa thâm nhập DS-CDMA băng rộng CDMA đa sóng mang
Độ rộng băng tần 5/10/15/20 1,25/5/10/15/20
Tốc độ chip(Mcps) 1,28/3,84/7,68/11,52/15,36 1,2288/3,6864/11,0592/14,7456
Đồng bộ giữa các BTS Dị bộ/đồng bộ Đồng bộ

Độ dài khung 10 ms 5/20 ms
§iÒu chÕ DL/DX QPSK/BPSK QPSK/BPSK
Tr¶i phæ DL/DX QPSK/OCQPSK(HPSK) QPSK/OCQPSK(HPSK)
Vocoder CS-ACELP/(ARM) EVRC,QCELP(13 kbps)
Tæ chøc tiªu chuÈn 3GPP/ETSI/ARIB 3GPP2/TIA/TTA/ARIB
mô hình tổng quát của mạng IMT2000 đợc cho ở hình 1.1
U IM
M ạ n g t h â m n h ậ p
+
P h á t q u ả n g b á
th ô n g tin th â m
n h ậ p
h ệ th ố n g
+ P h á t v à t h u v ô
tu y ế n
+ Đ iề u k h iể n t h â m
n h ậ p v ô t u y ế n
M ạ n g l õ i
+
Đ i ề u k h i ể n c u ộ c
g ọ i
+ Đ iề u k h iể n c h u y ể n
m ạ c h d ịc h v ụ
+ Đ iề u k h iể n t à i n g u y ê n
q u y đ ịn h
+ Q u ả n lý d ịc h v ụ
+ Q u ả n lý v ị t r í
+ Q u ả n lý n h ậ n t h ự c
V ù n g t h iế t b ị đ ầ u c u ố i
V ù n g m ạ n g t h â m n h ậ p

V ù n g m ạ n g lõ i
V ù n g c á c d ịc h v ụ

ứ n g d ụ n g
H ìn h 1 . 1 : M ô h ì n h m ạ n g I M T - 2 0 0 0
C á c d ịc h v ụ ứ n g
d ụ n g
T E d i đ ộ n g
T E d i đ ộ n g
T E d i đ ộ n g
T E d i đ ộ n g
U IM
Kí hiệu: TE= thiết bị đầu cuối
UI= Giao diện ngời sử dụng
Các dạng máy đầu cuối bao gồm:
Thoại cầm tay:
Tiếng: 8/16/32 kbps.
Cửa số liệu.
ảnh tĩnh.
Hình ảnh xách tay.
Thoại có hình chất lợng cao.
Đầu cuối giống nh may TV.
Đầu cuối kết hợp TV và máy tính.
TV cầm tay có khả năng thu đợc MPEG.
Đầu cuối số liệu gói.
PC vở ghi có cửa thông tin cho phép:
Điện thoại thấy hình.
Văn bản, hình ảnh, thâm nhập cơ sở dữ liệu video.
Đầu cuối PDA.
PDA tốc độ thấp.

PDA tốc độ cao hoặc trung bình.
PDA kết hợp với sách điện tử bỏ túi.
Máy nhắn tin hai chiều.
Sách điện tử bỏ túi có khả năng thông tin.
1.1.4. Tổng kết quá trình tiến hóa của hệ thống thông tin di động thế hệ ba
Ta xét tổng kết các nền tảng công nghệ chính của hệ thống thông tin di động từ thế hệ
một đến thế hệ ba và quá trình tiến hóa của các nền tảng này đến nền tảng của thế hệ ba.
Để tiến tới thế hệ ba có thể thế hệ hai phải trải qua một giai đoạn trung gian, giai đoạn này
đợc gọi là thế hệ 2.5.
Bảng 1.3. Tổng kết một số nét chính của các nền tảng công nghệ thông tin di động từ thế
hệ một đến thế hệ ba
Thế hệ thông tin
di động
Hệ thống Dịch vụ chung Chú thích
Thế hệ 1 (1G)
Thế hệ 2 (2G)
Trung gian (2.5G)
Thế hệ ba (3G)
AMPS,
TACS, NMT
GSM, IS-136,
IS-95
GPRS,
EDGE,
cdma2000-1x
cdma2000,
WCDMA
Tiếng thoại
Chủ yếu cho dịch vụ
tiếng và bản tin ngắn

Trớc hết là dịch vụ
tiếng có đa thêm các
dịch vụ gói
Các dịch vụ tiếng và
số liệu gói đợc thiết
kế để truyền tiếng và
số liệu đa phơng
tiện. Là nền tảng
thực sự của thế hệ ba
FDMA, tơng tự
TDMA hoặc CDMA, số,
băng hẹp (8-13 kbps)
TDMA, CDMA, sử dụng
trồng lên phổ tần của thế
hệ hai nếu không sử dụng
phổ tần mới, tăng cờng
truyền số liệu cho thế hệ
hai
CDMA, CDMA kết hợp
với TDMA, băng rộng, sử
dụng trồng lấn lên hệ
thống hai hiện có nếu
không sử dụng phổ tần
mới

H×nh 1.2 ChØ ra qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña c¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng tõ thÕ hÖ 1 ®Õn thÕ
hÖ 3
TACS
GSM (900)
NMT(900)

GPRS
WCDMA
GPRS
IS-136
(1900)
IS-95 (J-STD-008)
(1900)
EDGE
IS-95 CDMA
(800)
CDMA2000
1x
CDMA2000
MC
2 G
AMPS
SMR
IDEN
(800)
3G
2.5 G
1 G
GSM(1800)
GSM(1900)
IS-136 TDMA
(800)
H×nh 1.2. Qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña c¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng tõ thÕ hÖ 1 ®Õn thÕ hÖ 3
1.2. CÊu tróc chung cña hÖ thèng th«ng tin di ®éng
1.2.1. M« h×nh tham kh¶o hÖ thèng th«ng tin di ®éng
M« h×nh tham kh¶o hÖ thèng th«ng tin di ®éng (TTD§) ®îc cho ë h×nh 1.3.

C
TE2
TE2
R
V
TE1
TE2
R
U
m
Tr¹m gèc
BTS
BSC
A-bis
MS
TAP
R
m
TE2
MT2
TE2
S
m
TE1
MT
0
PSPDN
Rx
DCE
ISDN

S
TA
PSTN
W
LMN
C¸c m¹ng ngoµi
VLR
HLR
Qu¶n lý di ®éng
AUC
EIR
D
H
MSC
OS
AUX
IWF
PI
AI
MI
DI
G
F
MSC
DMI
E
I
I
A
O

X
L
MT
1
R
m
C¸c VLR kh¸c
C
B
Hình 1.3. Mô hình tham khảo của hệ thống thông tin di động
* Trạm di động, MS
MS (Mobile Station) có thể là một thiết bị đặt trong ô tô hay thiết bị xách tay hoặc
thiết bị cầm tay. Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện
vô tuyến MS còn phải cung cấp các giao diện với ngời sử dụng ( nh: micro, loa, màn
hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với một số thiết bị khác (nh:
Giao diện với máy tính cá nhân, Fax...).
* Thiết bị đầu cuối ,TE (Terminal Equipment) thực hiện các chức năng không liên quan
đến mạng di động: Fax, máy tính.
* Kết cuối trạm di động, MT (Mobility Terminal) thực hiện các chức năng liên quan đến
truyền dẫn ở giao diện vô tuyến.
* Bộ thích ứng đầu cuối, TAF ( Terminal Adepter Function) làm việc nh một cửa nối thông
thiết bị đầu cuối với kết cuối di động.
* Trạm thu phát gốc, BTS
Một BTS (Base station Transceiver Station) bao gồm các thiết bị phát thu, anten và xử
lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vô tuyến. Có thể coi BTS là các MODEM vô tuyến phức
tạp có một số các chức năng khác. Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU
(Transcoder/ Adapter Rate Unit: Khối chuyển đổi mã và tốc độ). TRAU là thiết bị mà ở đó
quá trình mã hoá và giải mã hoá tiếng đặc thù riêng cho hệ thống di động đợc tiến hành, ở
đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trờng hợp truyền số liệu.
* Bộ điều khiển trạm gốc, BSC

BSC (Base station Controller) có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua
các lệnh điều khiển từ xa của BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định, giải
phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao (Handover). Một phía BSC đợc nối với BTS
còn phía kia nối với MSC. Trong thực tế BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng tính toán
đáng kể. Vai trò chủ yếu của nó là quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển giao.
* Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động, MSC
Nhiệm vụ chính của MSC điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến các ngời sử dụng mạng
thông tin di động. Một mặt MSC giao diện với BSC, mặt khác nó giao diện với mạng
ngoài. MSC làm nhiệm vụ với mạng ngoài đợc gọi là MSC cổng (GMSC: Gate MSC).
Việc giao diện với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho các ngời sử dụng các khả năng
truyền tải của các mạng này cho việc truyền tải số liệu của ngời sử dụng hoặc báo hiệu
giữa các phần tử mạng.
* Bộ ghi định vị thờng trú, HLR
Các thông tin liên quan đến việc cung cấp các dịch vụ viễn thông đợc lu giữ ở HLR.
HLR (Home location Rigister) cũng chứa các thông tin liên quan đến vị trí hiện thời của
thuê bao.
* Bộ ghi định vị tạm trú, VLR
VLR (Visitor Location Risgiter) là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng TTDĐ. Nó đợc
nối với một hay nhiều MSC và có nhiệm vụ lu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê
bao hiện đang nằm trong vùng phục vụ của MSC tơng ứng và đồng thời lu giữ số liệu về vị
trí các thuê bao nói trên ở mức độ chính xác hơn HLR. Các chức năng VLR thờng đợc
liên kết với các chức năng MSC.
* MSC cổng, GMSC
Mạng TTDĐ có thể chứa nhiều MSC, VLR. Để thiết lập một cuộc gọi đến ngời sử
dụng TTDĐ, trớc hết cuộc gọi phải đợc định tuyến đến một tổng đài cổng đợc gọi là
GMSC mà không cần biết đến hiện thời thuê bao đang ở đâu. Các tổng đài cổng có nhiệm
vụ lấy thông tin về vị trí của thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý
thuê bao ở thời điểm hiện thời. Để vậy trớc hết các tổng đài cổng phải dựa trên số thoại
danh bạ của thuê bao để tìm đúng HLR cần thiết và hỏi HLR này. Tổng đài cổng có một
giao tiếp với các mạng bên ngoài, thông qua giao tiếp này nó làm nhiệm vụ cổng để kết

nối các mạng bên ngoài với mạng TTDĐ. Ngoài ra tổng đài này cũng có giao diện báo
hiệu số 7 để có thể tơng tác với các phần tử khác của mạng TTDĐ.
* Khai thác và bảo dỡng mạng,OS
Hệ thống khai thác 0S (Operation System) thực hiện khai thác và bảo dỡng tập trung
cho mạng TTDĐ.

Khai thác là các hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của
mạng.
Bảo dỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố và hỏng hóc. Nó có một
số quan hệ với khai thác.
* Quản lý thuê bao và Trung tâm nhận thức, AUC
Quản lý thuê bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao. AUC (Authetication
Center) quản lý các thông tin nhận thực và mật mã liên quan đến từng cá nhân thuê bao
dựa trên khoá bí mật này. AUC có thể đợc đặt trong HLR.
Quản lý thiết bị di động, EIR
Quản lý thiết bị di động đợc thực hiện bởi bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR
(Equipmet Identity Rigister). EIR lu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến trạm di động MS.
EIR đợc nối đến MSC qua đờng báo hiệu để kiểm tra sự đợc phép của thiết bị.
* Bộ xử lý bản tín số liệu, DMH
DMH (Date Message Handler) đợc sử dụng để thu thập các dữ liệu tính cớc.
* Các mạng ngoài: Các mạng thông tin bao gồm mạng điện thoại chuyển mạch công cộng
PSTN, mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN. Mạng di động công cộng mặt đất PLMN và
mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói PSPDN
1.2. 2. Cấu trúc địa lý của hệ thống thông tin di động.
Do tính chất di động của thuê bao di động nên mạng di động phải đợc tổ chức theo
một cấu trúc địa lý nhất định để mạng có thể theo dõi đợc vị trí của thuê bao.
1.2.2.1. Phân chia theo vùng mạng
Trong một quốc gia có thể có nhiều vùng mạng viễn thông, việc gọi vào một vùng
mạng nào đó phải đợc thực hiện thông qua tổng đài cổng. Các vùng mạng di động đợc đại
diện bằng tổng đài cổng GMS. Tất cả các cuộc gọi đến một mạng di động từ một mạng

khác đều đợc định tuyến đến GMSC. Tổng đài này làm việc nh một tổng đài trung kế vào
cho mạng GSM/PLMN. Đây là nơi thực hiện chức năng hỏi để định tuyến cuộc gọi kết
cuối ở trạm di động. GMSC cho phép hệ thống định tuyến các cuộc gọi vào từ mạng ngoài
đến nơi nhận cuối cùng: Các trạm di động bị gọi.
1.2.2.2. Phân chia theo vùng phục vụ MSC/VLR
Một mạng thông tin di động đợc phân chia thành nhiều vùng nhỏ hơn, mỗi vùng nhỏ
này đợc phục vụ bởi MSC/VLR (hình 1.4). Ta gọi đây là vùng phục vụ của MSC/VLR. Để
định tuyến một cuộc gọi đến một thuê bao di động, đờng truyền qua mạng sẽ đợc nối đến
MSC đang phục vụ thuê bao di động cần gọi. ở mỗi vùng phục vụ MSC/VLR thông tin về
thuê bao đợc ghi lại tạm thời ở VLR. Thông tin này bao gồm hai loại sau:
* Thông tin về đăng ký và các dịch vụ của thuê bao.
*Thông tin về vị trí của thuê bao (thuê bao đang ở vùng định vị nào).
IV
II
III
III
MSC
VLR
MSC
VLR
MSC
VLR
MSC
VLR
Hình 1.4. Các vùng phục vụ MSC/VLR
1.2.2.3. Phân chia theo vùng định vị
Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR đợc chia thành một số vùng định vị LA (Locatio area)
(Hình 1.5). 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 và không cần cập nhật thông tin về vị trí cho MSC/VLR
quản lý vị trí này. Có thể nói vùng định vị là vị trí cụ thể nhất của trạm di động mà mạng

cần thiết để định tuyến cho một cuộc gọi đến nó. ở vùng định vị này thông báo tìm sẽ đợc
phát quảng bá để tìm thuê bao di động bị gọi. Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị
bằng cách sử dụng nhận dạng vùng định vị (LAI: Location Area Identity). Vùng định vị có
thể bao gồm một số ô và thuộc một hay nhiều BSC, nhng chỉ thuộc một MSC.
MSC
LA2
LA3
LA6
LA5
LA4
LA1
VLR
Hình 1.5. Phân chia vùng phục vụ MSC/VLR thành các vùng định vị LA
1.2.2.4. Phân chia theo ô
Vùng định vị đợc chia thành một số ô (hình 1.6). Ô là một vùng phủ vô tuyến đợc
mạng nhận dạng bằng nhận dạng ô toàn cầu (CGI: Celi Global Identity). Trạm di động
nhận dạng ô bằng mã nhận dạng trạm gốc (BSIC: Base Station Identity Code). Vùng phủ
của các ô thờng đợc mô phỏng bằng hình lục giác để tiện cho việc tính toán thiết kế.
L A 1
L A 4
L A 2
L A 5
L A 3
L A 6
M S C
V L R
Ô
1
Ô
2

Ô
3
Ô
4
Ô
5
H ì n h 1 . 6 . P h â n c h i a v ù n g th à n h c á c ô
1.3. Phân lớp mặt phẳng chức năng cho cấu trúc
N h ó m v ậ t l ý
(t h i ế t b ị )
M ặ t p h ẳ n g p h â n
b ố c h ứ c n ă n g
T ă n g m ứ c
tr ừ u t ư ợ n g
P h â n b ố k h ô n g g i a n
H ì n h 1 . .7 . P h â n l ớ p m ặ t p h ẳ n g c h ứ c n ă n g
CDMA sử dụng mô hình kết nối mở OSI, chức năng của hệ thống đợc gộp thành các
mặt phẳng chức năng. Trong phạm vi mổi lớp, các thực thể phối hợp với nhau để cung cấp
dịch vụ đợc yêu cầu thông qua trao đổi thông tin. Các quy luật trao đổi này đợc chỉ định ở
các điểm tham chiếu, nơi mà các luồng thông tin chuyển qua giao diện giữa các thực thể.
Những quy luật này đợc gọi là giao thức báo hiệu.
Sự phân biệt giữa giao diện và giao thức là rất quan trọng, giao diện đại diện cho một
điểm tiếp xúc giữa hai thực thể liền kề nhau và thông thờng nó mang thông tin thuộc về
các cặp thực thể khác nhau, nghĩa là các giao thức.
Mô hình OSI của CDMA gồm 5 lớp:
Truyền dẫn ( TX: Transmission): Lớp thấp nhất, nó cung cấp các phơng tiện truyền dẫn
thông tin cần thiết của ngời sử dụng cũng nh các thông tin đợc chuyển giao giữa các
lớp.
Quản lý tài nguyên vô tuyến( RR: Radio Resourse Management): Lớp này có nhiệm
vụ cung cấp kết nối ổn định giữa MS và MSC đặc biệt là trong trờng hợp ngời dùng di

chuyển trong quá trình cuộc gọi ( chuyển giao), lớp RR và hai lớp tiếp theo xử lý các
sự kiện trong phạm vi một cuộc gọi.
Quản lý di động( MM: Mobility Management) : Lớp này chịu trách nhiệm quản lý
các cơ sở dữ liệu thuê bao đặc biệt là dữ liệu định vị thuê bao và quản lý nhận thực.
SIM, HLR, AUC là các ví dụ về các thiết bị chủ yếu liên quan đến hoạt động MM.
Quản lý thông tin (CM: Comunication Management): Đây là một lớp ít đợc chỉ định
của GSM, nó sử dụng các nền tảng ổn định đợc cung cấp bởi lớp RR và MM để cung
cấp các dịch vụ viẽn thông cho ngời sử dụng.
Vận hành, quản lý và bảo dỡng ( OAM: Operation, Administration and Maintenace):
Cung cấp phơng tiện hoạt động cho ngời khai thác.
1.4. Công nghệ cdma 2000
Công nghệ cdma2000 đợc xây dựng trên cơ sở IS- 2000 của mỹ. Trong phần này ta xét
tiêu chuẩn của IS-2000.
1.4.1. cấu trúc phân lớp của IS-2000
Báo hiệu lớp 3 IS-95 2G
Báo hiệu lớp cao cdma2000
Báo hiệu lớp cao khác
Dịch vụ số liệu gói
Các dịch vụ tiếng
Điều khiển thâm nhập đoạn nối
Các lớp trên
dịch vụ gói theo mạch
điều khiển truy cập môi trờng
Lớp vật lý
Lớp vật lý
Lớp đoạn nối
hình 1.8. Cấu trúc phân lớp của cdma2000
1.4.2. Cấu trúc báo hiệu lớp 2
Cấu trúc báo hiệu tổng quát cho ở hình 1.9. Cấu trúc này gồm hai mặt phẳng: Mặt
phẳng điều khiển nơi thực hiện các xử lý quyết định và mặt phẳng số liệu nơi tạo ra, xử lý

và truyền các PDU.
Đ iề u k h iể n

b á o h iệ u
L 3
C á c b ộ
p h ậ n c h ứ c
n ă n g
Đ iề u k h iể n
L
2
T
à i n g u y ê n
C
ấ u h ìn h
C ơ s ở d ữ l
i ệ u
Đ i ề u k h i ể n t à i
n g u y ê n
M ặ t p h ẳ n g đ iề u k h iể n
B á o h iệ u
lớ p c a o
M ặ t p h ẳ n g s ố liệ u
B
á o h iệ u

lớ p c a o
S A P
S A P
S ố liệ u

b á o h iệ u
H ì n h 1 . 9 . C ấ u t r ú c b á o h i ệ u c ủ a I S - 2 0 0 0
1.4.3. Các lớp con giao thức
Khi một đơn vị số liệu đợc tạo ra hay thu đợc đi qua ngăn xếp giao thức, nó đợc xử lý
lần lợt bởi các lớp con giao thức khác nhau. Mỗi lớp con theo quy định sẽ chỉ xử lý các tr-
ờng liên quan đến chức năng quy định của mình. Chẳng hạn lớp con ARQ chỉ tác động lên
các trờng liên quan đến công nhận và thực hiện việc phát hiện thu sự lặp hoặc phát lại.
Mặt phẳng điều khiển có thể cho phép hoặc cấm lớp con giao thức.
Quá trình tổng quát xử lý các đơn vị số liệu ở lớp báo hiệu 2 đợc cho ở hình 1.10.
MAC SDU
L3 PDU
L2 SDU
L2 SDU
L
L2 SDU
CRC
L2 SDU
L2 PDU
Hình thành một phần L2 PDU
Lớp 3
Lớp 2báo hiệu
Các lớp con khác nhau của lớp 2: nhận thực, AQR.
Đánh địa chỉ
Lớp con
tiện ích
Lớp con SAR
Lớp con MAC
Các lớp
thấp hơn
Lớp vật lý

Các đoạn nối