Giải pháp và thực trạng triển khai 3g WCDMA tại việt nam luận văn tốt nghiệp đại học

Mục lục ………………………………………………………………………….…1
Danh mục hình vẽ……………………………………………………………...........4
Danh mục từ viết tắt………………............................................................................6
Lời nói đầu……………………………………………………………………..........9
Tóm tắt đồ án............................................................................................................ 10
Chương I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠNG GSM.....................................11
1.1. Giới thiệu chương............................................................................................11
1.2. Lịch sử dịch vụ thơng tin di động và đặc tính của mạng GSM.........................11
1.2.1. Lịch sử dịch vụ thông tin di động..................................................................11
1.2.2. Mạng thông tin di động GSM........................................................................12
1.2.3. Hệ thống tổ ong (GSM Cellular System).......................................................14
1.2.4. Các đặc tính và phục vụ của GSM.................................................................16
1.2.4.1. Các đặc tính của mạng thơng tin di động số GSM......................................16
1.2.4.2. Các dịch vụ được tiêu chuẩn ở GSM..........................................................17
1.3. Cấu trúc và thành phần mạng GSM.................................................................18
1.3.1. Cấu trúc mạng GSM......................................................................................18
1.3.2. Cấu trúc mạng địa lý......................................................................................19
1.3.2.1. Tổng đài vô tuyến cổng (GATEWAY-MSC).............................................19
1.3.2.2. Vùng phục vụ MSCNNF............................................................................20
1.3.2.3. Vùng định vị (Location Area).....................................................................20
1.3.2.4. 8 (cell).........................................................................................................20
1.3.3. Các thành phần mạng GSM...........................................................................20
1.3.3.1. Hệ thống chuyển mạch (SS).......................................................................20
1.3.3.2. Hệ thống trạm gốc......................................................................................22
1.3.4. Chức năng và đặc tính của BSC....................................................................23
1.3.5. Chức năng và đặc tính của BTS.....................................................................25
1.4. Các giải pháp kỹ thuật cho giao tiếp vô tuyến..................................................27
1.4.1. Suy hao đường truyền và phading.................................................................27
1.4.2. Phân tán thời gian..........................................................................................28

1

1.4.3. Các phương pháp phòng ngừa suy hao truyền dẫn do phading......................29
1.4.3.1. Phân tập anten.............................................................................................29
1.4.3.2. Nhảy tần.....................................................................................................29
1.4.3.3. Mã hoá kênh...............................................................................................30
1.4.3.4. Ghép xen.....................................................................................................30
1.4.4. Phương pháp chống phân tán thời gian..........................................................31
1.4.5. Truyền dẫn số và tín hiệu tương tự................................................................33
1.5. Kết luận chương...............................................................................................35
Chương II. CÔNG NGHỆ WCDMA.......................................................................36
2.1. Giới thiệu chương II.........................................................................................36
2.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ 3.................................................................36
2.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ tiếp theo.....................................................38
2.4. Công nghệ di động thế hệ thứ ba W-CDMA....................................................39
2.4.1. Giới thiệu công nghệ W-CDMA....................................................................39
2.4.2. Cấu trúc mạng W-CDMA.............................................................................41
2.4.2.1. Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN.............................................................44
2.4.3. Giao diện vô tuyến........................................................................................46
2.4.3.1. Giao diện UTRAN – CN, IU......................................................................46
2.4.3.2. Giao diện RNC – RNC, IUr........................................................................48
2.4.3.3. Giao diện RNC – Node B, IUb.....................................................................48
2.5. Xu hướng phát triển lên 4G..............................................................................48
2.6. Kết luận chương II............................................................................................49
Chương III. GIẢI PHÁP VÀ THỰC TRẠNG TRIỂN KHAI MẠNG 3G TẠI VIỆT
NAM....................................................................................................................... 50
3.1. Giới thiệu chương III........................................................................................50
3.2. Giải pháp chuyển đổi 2G lên 3G......................................................................50
3.2.1. Sự cần thiết của việc chuyển đổi 2G lên 3G.................................................50
3.2.2. Các giải pháp chuyển đổi 2G lên 3Gs...........................................................50

3.2.3. Giải pháp GPRS trên mạng GSM..................................................................52

2


3.2.4. Kiến trúc mạng GPRS...................................................................................53
3.2.4.1. Node GSN..................................................................................................54
3.2.4.2. Mạng Backbone..........................................................................................57
3.2.4.3. Cấu trúc BSC trong GPRS……………………………………...…………58
3.2.5. Cấu trúc dữ liệu GPRS..................................................................................58
3.2.6. Các giải pháp nâng cấp lên GPRS cho mạng GSM Việt Nam.......................60
3.2.6.1. Giải pháp của hãng Alcatel (Pháp).............................................................60
3.2.6.2. Giải pháp của hãng Ericson (Thụy Điển)....................................................61
3.2.6.3. Giải pháp của hãng Motorola (Mỹ).............................................................62
3.2.6.4. Giải pháp của hãng Siemen (Đức)..............................................................62
3.2.7. EDGE (Enhanced Data rate for GSM Evolution)..........................................63
3.2.7.1. Tổng quan về EDGE...................................................................................63
3.2.7.2. Kỹ thuật điều chế trong EDGE...................................................................63
3.2.7.3. Giao tiếp vô tuyến.......................................................................................65
3.3. Cấp phép 3G tại Việt Nam................................................................................67
3.4. Tình hình triển khai 3G tại Việt Nam...............................................................67
3.5. các dịch vụ 3G của Vinaphone , Mobifone , Viettel.........................................68
3.6. Đánh giá thực trạng 3G tại Việt Nam...............................................................69
3.7. Xu hướng phát triển lên 4G..............................................................................70
3.8. Kết luận chương...............................................................................................71
Kết luận và hướng phát triển đề tài.........................................................................74
Tài liệu tham khảo..................................................................................................76

3

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Dạng tổ ong………………………………………………………15
Hình 1.2. Khoảng cách giữa hai tần số sóng mang………………………….16
Hình 1.3. Băng tần GSM……………………………………………………16
Hình 1.4. Cấu trúc mạng GSM……………………………………………...18
Hình 1.5. Tổng đài GATEWAY-MSC……………………………………..19
Hình 1.6. Cấu trúc của BSC…………………………………………………24
Hình 1.7. Cấu trúc của BTS………………………………………………....26
Hình 1.8. Pha đing chuẩn logic……………………………………………..27
Hình 1.9. Phading nhiều tia………………………………………………...28
Hình 1.10. Mơ phỏng chỗ trũng pha đing………………………………..…28
Hình 1.11. Q trình giao thoa……………………………………………..29
Hình 1.12. Phương pháp phân tập anten……………………………………29
Hình 1.13. Phương pháp ghép xen………………………………………….31
Hình 1.14. mơ hình truyền dẫn……………………………………………..31
Hình 1.15. mơ hình tốn học của kênh…………………………………..…32
Hình 1.16. Phương pháp đa thâm nhập phân chia theo thời gian…………..34
Hình 2.1. Lộ trình phát triển từ 2G đến 3G………………………………..37
Hình 2.2. Các dịch vụ đa phương tiện trong hệ thống thơng tin di động thế hệ
ba……………………………………………………………………………41
Hình 2.3. Cấu trúc của UMTS………………………………………………42
Hình 2.4. Cấu trúc UTRAN…………………………………………………44
Hình 2.5. Mơ hình tổng qt các giao diện vơ tuyến của UTRAN…………46
Hình 3.1. Các giải pháp nâng cấp hệ thống 2G lên 3G……………………...51
Hình 3.2. Lộ trình nâng cấp GSM lên W-CDMA………………………..…52
Hình 3.3. Cấu trúc mạng GPRS……………………………………………..54
Hình 3.4. Mạng Backbone…………………………………………………..57
Hình 3.5. Giao diện Gb mở kết nối PCU với SGSN……………………..…58
Hình 3.6. Cấu trúc dữ liệu GPRS…………………………………………...59

4


Hình 3.7. Giản đồ tín hiệu hai loại điều chế GMSK và 8PSK………..…….64

5


Thuật ngữ viết tắt

6

Chữ viết
tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

GSM

Global System for Mobile Communication

Thơng tin di động
tồn cầu

AMPS

Advanced Mobile Phone System

NMT

Nordic Mobile Telephone System

DCS

Digital Cellular System

Hệ thống điện
thoại di động tiên
tiến
Hệ thống điện
thoại di động Bắc
Âu
Hệ thống kỹ thuật
số di động

CDMA

Code Division Multi Access

Đa truy cập chia
theo mã

PLMN

Public Land Mobile Network

BTS

Base Tranceiver Station

TDMA

Time Division Multiple Access

FDMA

Frequency Division Multiple Access

Mạng di động
mặt đất công
cộng
Trạm vô tuyến
gốc
Đa truy cập phân
chia theo thời
gian
Đa truy cập phân
chia theo tần số

PSTN

Public Switched Telephone Network

BSS

Base Station Subsystem

Mạng chuyển
mạch thoại công
cộng
Phân hệ trạm gốc

MSC

Mobile Service Switching Center

Tổng đài di động

MS

Mobile Station

Trạm di động

ME

Mobile Equipment

Thiết bị di động

VLR

Visitor Location Register

Định vị tạm trú

GPRS

General Packet Radi Services

Dịch vụ vơ tuyến
gói chung


7

SS

Switching System

ISDN

Integrated Service Digital Network

BSC

Base Station Controller

BTS

Base Tranceiver Station

ARQ

Automatic Repeat Request

WCDMA

Wideband Code Division Multiplex Access

EDGE

Enhanced Data rate for GSM Evolution

IMT-2000

International Mobile Telecommunication

HSDPA

High Speed Downlink Packet Access

WLAN
OFDM

Wireless Local Area Network
Orthogonal Frequency Division Multiplexing

LAI

Location Area Indentify

UTRAN

Universal Terrestrial Radio Access Network

UMTS

CODIT

Universal Mobile Telecommunnication
System
Code Division Multiplex Testbed

FRAMES

Future Radio Multiplex Access Scheme

HSCSD

Hight Speed Circuit Switched Data

NSS

Network and Switching Subsystem

UE

User Equipment

CN

Core Network

hệ thống chuyển
mạch
Mạng số đa dịch
vụ

Bộ điều khiển
trạm gốc
Trạm vô tuyến
gốc
Yêu cầu lặp lại tự
động
Đa truy cập phân
chia theo mã
băng rộng
Tăng tốc độ
truyền dẫn
Tiêu chuẩn thơng
tin di động tồn
cầu
Gói đường truyền
tốc độ cao
Mạng khơng dây
Điều chế tần số
trực giao
Nhận dạng vùng
vị trí
Mạng truy nhập
vơ tuyến mặt đất
tồn cầu
Hệ thống thơng
tin di động
Phịng thí nghiệm
đa truy cập theo
mã
Kỹ thuật đa truy

cập vô tuyến
trong tương lai
Hệ thống chuyển
mạch kênh tốc độ
cao
Hệ thống chuyển
mạch
Thiết bị người sử
dụng
Mạng lõi


8

CS

Circuit Switch

PS

packet switching

IP

Internet Protocol

Chuyển mạch
kênh
chuyển mạch gói
Giao thức

Internet


LỜI NĨI ĐẦU
Thơng tin di động số đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới với
những ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thông tin, trong dịch vụ và trong cuộc
sống hằng ngày. Các kĩ thuật không ngừng được hoàn thiện đáp ứng nhu cầu của
người tiêu dùng. Công nghệ điện thoại di động phổ biến nhất thế giới GSM đang
gặp nhiều cản trở và sẽ sớm bị thay thế bằng những công nghệ tiên tiến hơn, hỗ trợ
tối đa các dịch vụ như Internet, truyền hình...
Tại Việt nam 3G-WCDMA đã và đang là bước đột phá của ngành di động,
bởi vì nó cung cấp băng thơng rộng hơn cho người sử dụng. Điều đó có nghĩa sẽ có
các dịch vụ mới và nhiều thuận tiện hơn trong dịch vụ thoại và sử dụng các ứng
dụng dữ liệu như truyền thơng hữu ích như điện thoại truyền hình, định vị và tìm
kiếm thơng tin, truy cập Internet, truyền tải dữ liệu dung lượng lớn, nghe nhạc và
xem video chất lượng cao,…
Xuất phát từ ý tưởng muốn tìm hiểu công nghệ W-CDMA và mạng WCDMA em đã thực hiện đồ án: “Giải pháp và thực trạng triển khai mạng 3G
WCDMA tại Việt Nam ”.
Cấu trúc của đồ án, ngoài phần mở đầu, kết luận và các tài liệu tham khảo,
nội dung được trình bày trong ba chương:
Chương 1:Giới thiệu tổng quát mạng GSM
Chưong 2:Công nghệ WCDMA
Chương 3: Giải pháp và thực trạng triển khai mạng 3G tại Việt Nam.
Trong q trình làm đồ án khó tránh khỏi sai sót, em rất mong sự chỉ dẫn
của các thầy cơ giáo và sự góp ý của các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin
chân thành cảm ơn thầy giáo ThS. Phạm Mạnh Tồn và các thầy cơ giáo đã giúp
em hoàn thành đồ án này !.
Nghệ An, ngày…tháng…năm 2012
Người thực hiện
Đậu Trọng Tiến

9


TĨM TẮT ĐỒ ÁN
Đồ án tìm hiểu cơng nghệ WCDMA; cấu trúc, các đặc điểm, các thông số kĩ
thuật của mạng, giải pháp xây dựng WCDMA từ mạng di động só GSM. Thực
trạng và các đánh giá về việc triển khai WCDMA cho các doanh nghiệp viễn thông
Việt Nam như Viettel, Vinaphone, Mobifone cho đến thời điểm hiện tại cũng như
các dịch vụ mạng 3G WCDMA cung cấp cũng được đề cập chi tiết trong nghiên
cứu này.

10


Chương I
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠNG GSM
1.1. Giới thiệu chương
Chương này sẽ giới thiệu tổng quan về mạng GSM: lịch sử phát triển, đặc
tính và cấu trúc của mạng GSM.
1.2. Lịch sử dịch vụ thông tin di động và đặc tính của mạng GSM
1.2.1. Lịch sử dịch vụ thơng tin di động
Hệ thống thông tin di động từ lâu đã là một khao khát lớn lao của con người.
Khao khát này chỉ có thể trở thành hiện thực ngay sau khi kỹ thuật thơng tin bằng
sóng vơ tuyến điện ra đời vào thế kỷ thứ 19. Tuy nhiên việc đưa hệ thống thông tin
di động vào phục vụ công cộng chỉ được thực hiện sau chiến tranh thế giới lần thứ
hai.
Do sự phát triển của công nghệ điện tử và thơng tin cùng nhu cầu địi hỏi của
con người ngày càng tăng cao nên mạng thông tin di động ngày càng được phổ
biến, độ tin cậy ngày càng tăng. Q trình phát triển của mạng thơng tin di động

như sau:
* Giai đoạn 1: Sau năm 1946. Khả năng phục vụ nhỏ, chất luợng không cao,
giá cả đắt.
* Giai đoạn 2: Từ năm 1970 đến 1979. Cùng với sự phát triển của processor
đã mở cửa cho việc thực hiện một hệ thống phức tạp hơn. Nhưng vì vùng phủ sóng
của Anten phát của trạm di động còn bị hạn chế do đó hệ thống chia thành các trạm
phát và có thể dùng nhiều trạm thu cho 1 trạm phát.
* Giai đoạn 3: Là mạng tổ ong tương tự (1979-1990). Các trạm thu phát
được đặt theo hình tổ ong, mỗi ơ là 2 cell. Mạng này cho phép sử dụng lại tần số,
cho phép chuyển giao các vùng trong cuộc gọi.
Các mạng điển hình là:
+ AMPS (Advance Mobile Phone Service): Đưa vào hoạt động tại Mỹ năm
1979.

11


+ NMT (Nordic Mobile Telephone System): Là hệ thống điện thoại di động
tương tự của các nước Bắc Âu(1981).
+ TACS( Total Access Communication System) : nhận được từ AMPS đã
được lắp đặt ở Anh năm 1985.
Ngày nay hầu hết tất cả các nước Châu Âu đều có một hoặc nhiều mạng tổ
ong. Tất cả những hệ thống tế bào này đều thực hiện việc truyền âm tương tự bằng
điều tần. Họ thường dùng băng tần xung quanh tần số 450MHz hoặc 900MHz,
vùng phủ sóng thường là vùng rộng với số lượng thuê bao lên đến hàng trăm ngàn.
* Giai đoạn 4 : Là thế hệ dựa trên kỹ thuật truyền dẫn số.
+ GSM ( Global System for Mobile Communications): Đưa vào hoạt động
tại Châu Âu từ năm 1992
+ DCS (Digital Cellular System): Dựa trên mạng GSM sử dụng tần số
1800MHz.

+ CDMA (Code Division Multi Access) : trong tương lai.
1.2.2. Mạng thông tin di động GSM
Từ đầu năm 1980 sau khi hệ thống WMT được đưa vào hoạt động một cách
thành cơng thì nó biểu hiện một số hạn chế :
Thứ nhất: Do yêu cầu dịch vụ di động quá lớn so với con số mong đợi của
các nhà thiết kế hệ thống, do đó hệ thống này khơng đáp ứng được.
Thứ hai : Các hệ thống khác nhau đang hoạt động khơng phù hợp với người
dùng trong mạng.
ví dụ : Một đầu cuối trong TACS không thể truy cập vào mạng NMT cũng
như một đầu cuối di động NMT cũng không thể truy cập vào mạng TACS.
Thứ ba : Nếu thiết kế mạng lớn cho tồn Châu Âu thì khơng một nước nào
đáp ứng được vì vốn đầu tư lớn.
Tất cả điều đó dẫn đến yêu cầu phải thiết kế một hệ thống mới được làm
theo kiểu chung để có thể đáp ứng được cho nhiều nước trên thế giới. Trước tình
hình đó vào tháng 9/1987 trong hội nghị của Châu Âu về bưu chính viễn thơng, 17

12


quốc gia đang sử dựng mạng điện thoại di động đã họp hội nghị và ký vào biên bản
ghi nhớ làm nền tảng cho mạng thông tin di động số tồn Câu Âu.
Đến năm 1988 Viện tiêu chuẩn viễn thơng Châu Âu (European
Telecommunication Standard Institute) đã thành lập nhóm đặc trách về mạng thơng
tin di động số GSM. Nhóm này có nhiệm vụ đưa ra tiêu chuẩn thống nhất cho hệ
thống thơng tin di động số GSM dưới hình thức các khuyến nghị, lấy các tiêu chuẩn
này làm cơ sở cho việc xây dựng mạng thông tin di động và làm sao cho chúng
thống nhất, tương thích với nhau.
* Về mặt kỹ thuật
Một số mục đích của Hệ thống sáng tỏ một trong nhữngmục đích ấy là hệ
thống cần cho phép chuyển vùng tự do với các thuê bao trong Châu Âu, có nghĩa là

thuê bao của nước này có thể thâm nhập vào mạng của nứoc khác khi di chuyển
qua biên giới trạm GSM-MS (Mobile -Station) phải tạo cho người dùng gọi hoặc bị
gọi được trong vùng phủ sóng quốc tế.
* Các chỉ tiêu phục vụ
- Hệ thống được thiết kế sao cho MS có thể được dùng trong tất cả các nước
có mạng.
- Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất cho
các loại dịch vụ khác liên quan đến mạng liên kết số liệu đa dịch vụ ISDN
(Intergrated Service Digital Network).
- Tạo một thống có thể phục vụ cho các MS trên các tầu viễn dương cũng
như một mạng mở rộng của các dịch vụ di động mặt đất.
* Về chất lượng phục vụ và an toàn bảo mật
- Chất lượng của tiếng thoại trong GSM phải ít nhất có chất lượng như các
hệ thống di động tương tự trước đó trong điều kiện thực tế.
- Hệ thống có khả năng mật mã hố thơng tin người dùng mà khơng ảnh
hưởng gì đến hệ thống, cũng như khơng ảnh hưởng đến thuê bao khác không dùng
đến khả năng này.
* Về sử dụng tần số

13


- Hệ thống cho phép khả năng sử dụng dải tần đạt hiệu quả cao để có thể
phục vụ ở vùng thành thị lẫn vùng nông thôn cũng như các dịch vụ mới phát triển.
- Dải tần số hoạt động: 890-960MHz.
- Hệ thống GSM900 phải có thể cùng tồn tại với các hệ thống dùng 900MHz
trước đây.
* Về mạng
- Kế hoạch nhận dạng dựa trên khuyến nghị của CCITT. Kế hoạch đánh số
cũng dựa trên khuyến nghị của CCITT

- Trung tâm chuyển mạch và các thanh ghi dịch vụ phải dùng hệ thống báo
hiệu đã được tiêu chuẩn hoá quốc tế.
1.2.3. Hệ thống tổ ong (GSM Cellular System)
Mạng thông tin di động là mạng không dãy, các thuê bao là di động do đó có
hai vấn đề được đặt ra là:
- Quản lý di động (MM: Mobile Management).
- Quản lý tiềm năng vô tuyến (RM: Radio Management).
Việc quản lý di động được tổ chức theo mạng PLMN (Public Land Mobile
Network), mạng di động công cộng mặt đất. PLMN được coi là một phần mạng cố
định được để định tuyến cuộc gọi. PLMN được chia thành nhiều ô vô tuyến nhỏ có
bán kính từ 350m cho đến 35km. Kích thước trên dựa vào địa hình và lưu lượng
thơng tin. Mỗi ơ vô tuyến tương ứng với một trạm thu phát cơ sở (BTS: Base
Tranceiver Station) tuỳ theo cấu tạo của anten. Có hai loại BTS:
- BTS Onnidirectional với anten vơ hướng, có bức xạ ngồi khơng gian có
góc định hướng là 3600.
- BTS Sector với 2 hoặc 3 anten định hướng 180 0 hay 1200, các ô vô tuyến
này được sắp xếp dạng tổ ong như trên hình 1.1 vì nó dựa vào các yếu tố sau:

14


2

2
1

1

1

3
T
2
C 1
3
3
S
M
2
Hình 1.1. Dạng tổ ong

* Yếu tố thứ nhất:
Chúng ta đều biết rằng việc truyền lan của sóng điện từ có một số đặc điểm:
- Phản xạ khi gặp vật cản.
- Nhiễu xạ từ các sóng cùng tần số.
- Tán xạ khi gặp chướng ngại vật trên đường truyền
- Suy hao trong q trình truyền sóng.
Do đó khơng thể phục vụ quá rộng tại 100, hơn nữa công suất phát của trạm
di động cũng bị hạn chế. Suy hao đường truyền ở các đỉều kiện bình thường tỷ lệ
với d2 (d là khoảng cách tới đài phát) ở điều kiện vùng thành phố là d4. Các loại
pha đinh xảy ra do gặp chướng ngại vật trên đường truyền hoặc trễ đường truyền.
Các loại nhiễu do tín hiệu thu được không phải là trực tiếp từ đài phát mà từ nhiễu
tín hiệu phản xạ cùng tần số.
* Yếu tố thứ hai: Về dải tần
Các trạm thu phát của Cell chỉ được cung cấp 1 số tần số giới hạn.Với hệ
thống GSM dải tần từ 890MHz-960MHz được chia làm hai băng:
- Băng tần lên (Uplink band): Dải tần từ 890MHz-915MHz cho các kênh vô
tuyến từ BTS-MS.
- Băng tần xuống (Downlink band): Dải tần từ 915MHz-960MHz cho các
kênh vô tuyến từ MS-BTS.

Khoảng cách giữa hai tần số sóng mang của hai kênh liền nhau là 200MHz.
Mỗi kênh sử dụng hai tần số riêng biệt cho đưòng lên và đường xuống, khoảng
cách giữa hai tần số này là 45MHz như trên hình 1.2.

15


Rx
CU

45 MHz

Tx

Hình 1.2. Khoảng cách giữa hai tần số sóng mang
Ngồi băng tần số cơ bản GSM cịn có băng tần số mở rộng và băng tần
DCS như trên hình 1.3.
Do số lượng trễ giới hạn nên việc sử dụng lại tần số là một vấn đề cần bàn
đến. Với một khoảng cách thích hợp giữa 2 cell có thể dùng cùng một tần số mà
nhiễu do chúng gây ra cho nhau ở mức độ chấp nhận được.
Băng tần xuống (Downlink-band)
960 MHz
GSM
cơ sở

200 MHz

935 MHz

960 MHz

1880 MHz

GSM
mở rộng

927 MHz

DCS

1805 MHz

Băng tần lên (Uplnk-band)
915 MHz

915 MHz

1785 MHz

890 MHz

882 MHz

1710 MHz

Hình 1.3. Băng tần GSM
1.2.4. Các đặc tính và phục vụ của GSM
1.2.4.1. Các đặc tính của mạng thơng tin di động số GSM
Từ các khuyến nghị của GSM ta có thể tổng hợp nên các các đặc tính chủ
yếu sau:

- Số lượng lớn các dịch vụ và tiện ích cho các thuê bao cả trong thông tin
thoại và số liệu.

16


- Sự tương thích của các dịch vụ trong GSM với các dịch vụ của mạng có
sẵn (PSTN-ISDN) bởi các giao diện theo tiêu chuẩn chung.
- Tự động cập nhật vị trí cho mọi thuê bao di động.
- Độ linh hoạt cao nhờ sử dụng các đầu cuối thông tin di động khác nhau
như máy xách tay, máy cầm tay, đặt trên ô tô.
- Sử dụng băng tần số 900MHz với hiệu quả cao nhờ sự kết hợp giữa TDMA
(Time Division Multiple Access) với FDMA (Frequency Division Multiple
Access).
- Giải quyết sự hạn chế dung lượng nhờ việc sử dụng tần số tốt hơn.
1.2.4.2. Các dịch vụ được tiêu chuẩn ở GSM
* Các dịch vụ thoại
- Chuyển hướng các cuộc gọi vô điều kiện.
- Chuyển hướng cuộc gọi khi thuê bao di động không bận.
- Chuyển hướng cuộc gọi khi thuê bao di động bận.
- Chuyển hướng cuộc gọi khi không đến được MS.
- Chuyển hướng cuộc gọi khi ứ nghẽn vô tuyến.
- Cấm tất cả các cuộc gọi ra.
- Cấm tất cả các cuộc gọi ra quốc tế.
- Cấm tất cả các cuộc gọi ra quốc tế trừ các nước PLMN thường trú.
- Cấm tất cả các cuộc gọi đến.
- Cấm tất cả các cuộc gọi đến khi lưu động ở ngồi nước có PLMN thường
trú.
- Giữ cuộc gọi.
- Đợi gọi.

- Chuyển tiếp cuộc gọi.
- Hoàn thành các cuộc gọi đến các thuê bao bận.
- Nhóm và sử dụng khép kín.
-Dịch vụ ba phía.
- Thơng báo cước phí.

17


-Dịch vụ điện thoại không trả cước.
- Nhận dạng số chủ gọi.
- Nhận dạng số thoại được nối.
- Nhận dạng cuộc gọi hiềm thù.
* Các dịch vụ số liệu
- Truyền dẫn số liệu
- Dịch vụ bản tin ngắn
- Dịch vụ hộp thư thoại
1.3. Cấu trúc và thành phần mạng GSM
1.3.1. Cấu trúc mạng GSM
IDN

SS
AUC

PSPDN
PSTN

VLR

PLMN

HLR

EIR

MSC

CSPDN

BSS
BSC
BTS

MS

Hình 1.4. Cấu trúc mạng GSM
Các kí hiệu :
SS: Hệ thống chuyển mạch
AUC: Trung tâm nhận thực
VLR: Bộ ghi định vị tạm trú
HLR: Bộ ghi định vị thường trú
EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị

18

OSS


MSC:Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động( gọi tắt là tổng đài vô
tuyến).

BSS: Hệ thống trạm gốc
BTS: Trạm thu phát gốc
BSC: Hệ thống điều khiển trạm gốc
MS: Trạm di động
OMC: Trung tâm khai thác và bảo dưỡng
ISDN: Mạng liên kết đa dịch vụ
PSPDN: Mạng chuyển mạch công cộng theo gói
PSTN: Mạng chuyển mạch điện thoại cơng cộng
PLMN: Mạng di động công cộng mặt đất .
Cấu trúc mạng di động số GMS theo khuyến nghị của GMS. Mạng GMS
được chia thành hệ thống chuyển mạch (SS) và hệ thống trạm gốc (BSS). Mỗi một
hệ thống chứa một số khối chức năng và các khối này được thực hiện ở các phần
cứng khác nhau.
1.3.2. Cấu trúc mạng địa lý
1.3.2.1. Tổng đài vô tuyến cổng (GATEWAY-MSC)
GMSC làm việc như một tổng đài trung kếvào cho mạng GSM/ PLMN. Nó
thực hiện chức năng hỏi định tuyến cuộc gọi cho các cuộc gọi kết cuối di động,
cho phép hệ thống định tuyến các cuộc gọi đến nơi nhận cuối cùng của chúng là
các trạm di động bị gọi. Tất cả các cuộc gọi vào GSM/PLMN sẽ được định tuyến
đến một hay nhiều GMSC.
PTSN

ISND
X

PTSN
GMSC

X
X

Hình 1.5. Tổng đài GATEWAY-MSC

19


1.3.2.2. Vùng phục vụ MSCNNF
Vùng MSC được một MSC quản lý. Về định tuyến cuộc gọi đến một thuê
bao di động, đường truyền qua mạng sẽ nối đến MSC ở vùng phục vụ mà thuê bao
đang ở. Vùng phục vụ là bộ phận của mạng được định nghĩa như một vùng mà ở đó
có thể đạt đến một trạm di động nhờ việc trạm này được nghỉ lại ở một bộ định vị
tạm trú VLR. ở CME 20 vùng MSC và vùng phục vụ bao phủ cùng một bộ phận
của mạng.
1.3.2.3. Vùng định vị (Location Area)
Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR chia thành nhiều vùng định vị . Tại đây MS
có thể tự do di chuyển không cần cập nhật thông tin về vị trí cho tổng đài
MSV/VLR điều khiển vùng này, khi một thơng báo tìm gọi sẽ được phát quảng bá
để tìm thuê bao di động bị gọi. Vùng định vị có thể có một số ơ và phụ thuộc vào
một hay nhiều BSC nhưng chỉ một MSC/VLR. Vùng được nhận dạng bởi hệ thống
LAI (nhận dạng LAI và đựoc hệ thống sử dụng tìm một thuê bao đang ở trạng thái
hoạt động).
1.3.2.4. 8 (cell)
8 thuộc vùng định vị và là một vùng bao phủ vô tuyến được nhận dạng ở
toàn cầu (CGI).
Trạm di động tự động nhận dạng một 8 bằng cách sử dụng nhận dạng trạm
gốc (BSIC).
1.3.3. Các thành phần mạng GSM
Ngồi hai hệ thống chính SS(Switching System) và BSS (Base Station
System) có mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN được nối mạng thông
tin di động mặt đất công cộng PLMN qua SS và trạm di động MS thuộc thuê bao.
1.3.3.1. Hệ thống chuyển mạch (SS)

Hệ thống chuyển mạch SS của CME 20 dựa trên cơ sở công nghệ AXE cho
phép đạt mức độ linh hoạt cao, giá thành hạ nhờ cấu trúc Mobile AXE. SS cua
CME20 hỗ trợ các giao tiếp ứng dụng của tiêu chuẩn GSM.
* Khối chức năng của SS:

20