Lộ trình phát triển của thông tin di động từ gsm lên 3g

LỜI NÓI ĐẦU
Ra đời vào những năm 40 của thế kỷ XX, thông tin di động đã và đang ngày
càng góp cơng vào sự phát triển mạnh mẽ của thế giới nói chung và của ngành viễn
thơng nói riêng. Thành công của con ngƣời trong lĩnh vực thông tin di động không
chỉ dừng lại trong việc mở rộng vùng phủ sóng phục vụ th bao ở khắp nơi trên
tồn thế giới, các nhà cung dịch vụ, các tổ chức nghiên cứu phát triển công nghệ di
động đang nỗ lực hƣớng tới một hệ thống thơng tin di động hồn hảo, các dịch vụ
đa dạng, chất lƣợng dịch vụ cao. 3G - Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 là cái
đích trƣớc mắt mà thế giới đang hƣớng tới.
Tại Việt Nam, thị trƣờng di động trong những năm gần đây cũng đang phát
triển với tốc độ tƣơng đối nhanh. Cùng với ba nhà cung cấp dịch vụ di động lớn
nhất là Vinaphone, Mobifone và Công Ty Viễn thông Quân đội (Viettel), S-fone,
Công ty cổ phần Viễn thông Hà Nội và Viễn Thông Điện Lực mới nhất là
Vietnamobile (chuyển mạng từ HT-Mobile), tƣơng lai sẽ có Đơng Dƣơng Mobile
tham gia vào thị trƣờng di động chắc hẳn sẽ tạo ra một sự cạnh tranh lớn giữa các
nhà cung cấp dịch vụ, đem lại một sự lựa chọn phong phú cho ngƣời sử dụng. Vì
vậy, các nhà cung cấp dịch vụ di động Việt Nam không chỉ sử dụng các biện pháp
cạnh tranh về giá cả mà còn phải nỗ lực tăng cƣờng số lƣợng dịch vụ và nâng cao
chất lƣợng dịch vụ để chiếm lĩnh thị phần trong nƣớc. Điều đó có nghĩa rằng hƣớng
tới 3G khơng phải là một tƣơng lai xa ở Việt Nam. Trong số các nhà cung cấp dịch
vụ di động ở Việt Nam, ngoài hai nhà cung cấp dịch vụ di động lớn nhất là
Vinaphone và Mobifone, cịn có Vietel đang áp dụng cơng nghệ GSM và cung cấp
dịch vụ di động cho phần lớn thuê bao di động ở Việt Nam. Vì vậy khi tiến lên 3G,
chắc chắn hƣớng áp dụng công nghệ truy nhập vơ tuyến WCDMA từ cơng nghệ sẵn
có để xây dựng hệ thống thông tin di động thế hệ 3 phải đƣợc xem xét nghiên cứu.
Với những cách nhìn nhƣ trên về mạng thông tin động là một sinh viên trong
ngành điện từ viễn thông em đã chọn đề tài đồ án tốt nghiệp: "Lộ trình phát triển
của thơng tin di động từ GSM lên 3G" .
Nội dung đồ án gồm 4 chƣơng:
1

Chương 1: Tổng quan về thơng tin di động số
Tìm hiểu phát triển của thông tin di động và các phƣơng pháp đa truy nhập
trong thông tin di động.
Chương 2: Hệ thống thông tin di động GSM
Chƣơng này sẽ giới thiệu về sự hình thành và phát triển của hệ thống thông tin
di động GSM, kiến trúc mạng GSM, phƣơng pháp đa truy cập trong GSM, các thủ
tục thông tin của thuê bao sử dụng trong mạng và sự cần thiết phải nâng cấp mạng
GSM lên thế hệ 3G.
Chương 3: Lộ trình phát triển từ GSM lên 3G
Tìm hiểu sự phát triển mạng GSM lên 3G và các cấu trúc cơ bản của hệ thống trên
cơ sở từ GSM
Chương 4: Cơng nghệ di động thế hệ thứ 3 – WCDMA
Tìm hiểu công nghệ di động thế hệ thứ 3 WCDMA và sự phát triển cho tƣơng lai
Nội dung chính của đồ án nằm trong hai chƣơng 3 và 4.
Em xin chân thành cám ơn cô T.S Nguyễn Thị Quỳnh Hoa đã tận tình hƣớng dẫn
em trong quá trình làm đồ án.
Em cũng xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo trong khoa công nghệ
Trường ĐH VINH đã tạo mọi điều kiện tốt nhất và chỉ bảo trong thời gian qua.
Vinh, ngày 25 tháng 02 năm 2010
SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Hữu Hải

2


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ....................................................................................................................... 1
MỤC LỤC ............................................................................................................................. 3

TÓM TẮT ĐỒ ÁN……………………… ............................................................................ 5
DANH SÁCH HÌNH VẼ ....................................................................................................... 6
KÝ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT…………………………………………………… .. 7
CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ…………………………… 15
1.1 Giới thiệu. ................................................................................................................... 15
1.2 Lộ trình phát triển các thế hệ di động ......................................................................... 15
1.2.1 thống thông tin di dộng thế hệ 1………………………………………………..16
1.2.2 thống thông tin di dộng thế hệ 2………………………………………………..17
1.2.3 thống thông tin di động thế hệ ba………………………………………………19
1.3 Kết luận ...................................................................................................................... 20
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM ................................................ 21
2.1 Giới thiệu ................................................................................................................... 21
2.2 Cấu trúc mạng GSM ................................................................................................... 22
2.3 Các thủ tục thông tin. .................................................................................................. 26
2.3.1 Đăng nhập thiết bị vào mạng. ........................................................................... 26
2.3.2 Chuyển vùng. .................................................................................................... 26
2.3.3 Thực hiện cuộc gọi. .......................................................................................... 26
2.4 Sự phát triển của mạng GSM lên 3G .......................................................................... 29
2.4.1 Hệ thống GSM sẽ đƣợc nâng cấp từng bƣớc lên thế hệ ba. ............................. 29
2.4.2 Các giải pháp nâng cấp ..................................................................................... 29
2.5 Kết luận ....................................................................................................................... 31
CHƯƠNG 3: LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN TỪ GSM LÊN 3G ............................................ 32
3.1 Giới thiệu .................................................................................................................... 32
3.2 Công nghệ số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD ......................................... 33
3.3 Dịch vụ vơ tuyến gói chung GPRS ............................................................................. 35
3.3.1 Giới thiệu GPRS ............................................................................................... 35
3.3.2. Các đặc điểm của mạng GPRS ......................................................................... 36
3.3.3. Cấu trúc của mạng GPRS ................................................................................. 37
3.3.4 Giao thức trong mạng GPRS ............................................................................ 42
3.3.5 Giao diện vô tuyến ............................................................................................ 43

3.3.6 Các chức năng của GPRS ................................................................................. 44
3.3.7 Nhập mạng GPRS ............................................................................................. 53
3.3.8 Khả năng phát triển của GPRS lên 3G ............................................................. 55
3.4 Tốc độ số liệu tăng cƣờng để phát triển GSM (EDGE).............................................. 55
3.4.1 Kỹ thuật điều chế trong EDGE ......................................................................... 56
3.4.2 Giao tiếp vơ tuyến ............................................................................................. 57
CHƯƠNG 4: CƠNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ 3 – WCDMA .............................. 59
4.1 Giới thiệu .................................................................................................................... 59
4.2 Khái niệm và các chuẩn của công nghệ WCDMA ..................................................... 59
4.2.1 Khái niệm về công nghệ WCDMA .................................................................. 59
4.2.2 Các chuẩn di động thuộc 3G ............................................................................ 61
4.2.3 Các nhà cung cấp dịch vụ 3G trên thế giới ....................................................... 63
4.3 Các dịch vụ trong W-CDMA...................................................................................... 65
4.4 Cấu trúc mạng W-CDMA........................................................................................... 66
4.4.1 UE (User Equipment) ....................................................................................... 67
4.4.2 UTRAN (UMTS Terestrial Radio Access Network)........................................ 67

3


4.4.3 CN (Core Network) ......................................................................................... 68
4.4.4 Các mạng ngoài ............................................................................................... 68
4.4.5 Các giao diện vô tuyến .................................................................................... 68
4.5 Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN ............................................................................. 69
4.5.1 Đặc trƣng của UTRAN ................................................................................... 69
4.5.2 Node B ............................................................................................................. 70
4.5.3 Giao diện vô tuyến ........................................................................................... 71
4.5.4 Cấu trúc IU CS ................................................................................................ 71
4.5.5 Cấu trúc IU PS ................................................................................................. 72
4.6 Các loại kênh trong UTRAN ...................................................................................... 73

4.6.1 Các kênh lôgic ................................................................................................. 73
4.6.2 Các kênh vật lý ................................................................................................ 74
4.6.3 Các kênh truyền tải ......................................................................................... 75
4.7 Trải phổ trong thông tin di động thế hệ 3 .................................................................. 78
4.8 Chuyển giao ................................................................................................................ 79
4.8.1 Mục đích của chuyển giao ............................................................................... 79
4.8.2 Trình tự chuyển giao ........................................................................................ 80
4.8.3 Các loại chuyển giao ........................................................................................ 83
4.9 Điều khiển công suất .................................................................................................. 85
4.9.1 Điều khiển cơng suất vịng hở (OLPC) .......................................................... 86
4.9.2 Điều khiển cơng suất vịng kín (CLPC) .......................................................... 87
4.9.3 Các trƣờng hợp điều khiển công suất đặc biệt ................................................. 88
4.10 Kết luận chƣơng 4..................................................................................................... 90
KẾT LUẬN CHUNG ....................................................................................................... 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 92

4


TĨM TẮT ĐỒ ÁN
Với đề tài ”lộ trình phát triển cua thông tin di động từ GSM lên 3G”.Đồ án
đá nêu lên đƣợc sự phát triển mạnh mẽ của thông tin di động trên thế giới nói
chung và ngành viễn thơng nói riêng với sự đột phá nhanh chóng. Đề tài này đá
nêu lên quá trình phát triển từ GSM với những dich vụ thoại và các kênh tần số
dành riêng cho ngƣời sử dụng…Khơng chỉ dừng ở đó các nhà nghiên cứu đá
không ngừng phát triển công nghệ di động đang nỗ lực hƣớng tới một hệ thống tin
di động hồn hảo hơn lúc này cơng nghệ 3G đã đƣợc ra đời đánh giá sự nhảy vót
nhanh chóng về cả ứng dụng và dung lƣợng so với các thế hệ trƣớc đó với những
tính năng ƣu việt,cung cấp nhiều tính năng vƣợt trội,phong phú phú hơn. Kiến trúc
mạng WCDMA là một phần quan trọng là một trong những tiền đề lúc đó chúng

ta có thể hiểu đƣợc cái chuẩn của 3G từ những lợi ích của WCDMA mang lại.Hi
vọng rằng với công nghệ 3G sẽ là động lực hƣớng tới một tƣơng lai xa hơn nữa.

With the theme "the evolution of information from GSM to 3G mobile."
Project raised the strong development of mobile communications around the world
in general and in particular the telecommunications industry with breakthrough
Quick chong.De this and raised the development process with the service from a
GSM phone and the frequency channels for users ... Not only that the researchers
did not stop developing mobile technology are working towards a system more
perfect mobile 3G technology at this time was born assess quickly jump on both
applications and storage than the previous generation with the advantages
Vietnamese , provides superior features, more extensive variety. WCDMA network
architecture is an important part of one of the premises at which we can understand
the standard of the benefits of 3G WCDMA bring lai.Hi expectation that 3G
technology is the driving force toward a further future.

5


DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1 Lộ trình phát triển của các thế hệ di động ........................................................ 15
Hình 2.1 Mơ hình hệ thống thơng tin di động tế bào ....................................................... 22
Hình 2.2 Mơ hình hệ thống GSM .................................................................................... 22
Hình 2.3 Gọi từ thiết bị di động vào điện thoại cố định .................................................. 27
Hình 2.4 Gọi từ diện thoại cố định đến thiết bị di động .................................................. 27
Hình 2.5 Các giải pháp nâng cấp hệ thống 2G lên 3G .................................................... 30
Hình 2.6 Quá trình nâng cấp GSM lên WCDMA ........................................................... 31
Hình 3.1 Cấu trúc hệ thống HSCSD ................................................................................ 34
Hình 3.2 Cấu trúc mạng GPRS ........................................................................................ 38
Hình 3.3 Mạng đƣờng trục GPRS ................................................................................... 41

Hình 3.4 Nhập mạng GPRS ............................................................................................. 54
Hình 3.5 Điều chế 8PSK .................................................................................................. 56
Hinh 4.1 Các dịch vụ đa phƣơng tiện trong hệ thống thông tin di động thứ ba .............. 65
Hinh 4.2 Cấu trúc của UMTS .......................................................................................... 66
Hình 4.3 Cấu trúc UTRAN .............................................................................................. 69
Hình 4.4 Mơ hình tổng qt của các giao diện vơ tuyến của UTRAN ............................ 71
Hình 4.5 Các laoij kênh trong UTRAN ........................................................................... 73
Hình 4.6 Các kênh vật lý đƣờng lên ................................................................................ 74
Hình 4.7 Các kênh vật lý đƣờng xuống ........................................................................... 75
Hình 4.8 Kênh truyền tải đƣờng lên và đƣờng xuống ..................................................... 77
Hình 4.9 Tín hiệu trải phổ................................................................................................ 78
Hình 4.10 Tiến trình thực hiện chuyển giao ..................................................................... 81
Hình 4.11 Ngun tắc chung của các thuật tốn chuyển giao ......................................... 82
Hình 4.12 Chuyển giao mềm ........................................................................................... 84
Hình 4.13 Chuyển giao mềm và mềm hơn ...................................................................... 84
Hình 4.14 Các cơ chế điều khiển cơng suất của WCMA ................................................ 86
Hình 4.15 OLPC đƣờng lên ............................................................................................. 86
Hình 4.16 Cơ chế điều khiển cơng suất OPLC ................................................................ 87
Hình 4.17 Điều khiển cơng suất kết hợp với chuyển giao mềm ..................................... 88

6


KÝ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
A
ACCH
AI
AMPS
ARQ
AS

AB
AUC
AUTN
AGCH
AMR
ATM
AWGN

Associated Control Channels
Kênh điều khiển liên kết.
Acquisition Indicator
Chỉ thị bắt.
Advanced Mobile Phone System
Hệ thống điện thoại di động tiên tiến.
Automatic Repeat Request
Yêu cầu lặp lại tự động.
Access Stratum
Tầng truy nhập.
Access Burst
Cụm thâm nhập
Authentication Centre
Trung tâm nhận thực
Authentication Token Network
Thẻ nhận dạng mạng
Access Grant Channel
Kênh cho phép thâm nhập
Adaptive Multi Rate
Mã hóa nhiều tốc độ thích ứng
Asynchronous Tnsfer Mode
Chế độ truyền khơng đồng bộ

Addition White Gaussian Noise
Tạp âm Gauss trắng cộng sinh

B
BCCH
BCH
BER
BSC
BSS
BTS
BPSK

Broadcast Control Channel
Kênh quảng bá điều khiển.
Broadcast Channel
Kênh quảng bá.
Bit Error Ratio
Tỷ số bit lỗi.
Base Station Controler
Bộ điều khiển trạm gốc.
Base Station Subsystem
Phân hệ trạm gốc.
Base Tranceiver Station
Trạm vơ tuyến gốc.
Binary Phase Shift Keying
Khóa dịch pha nhị phân.

7

BSIC
BG

Base Transceiver Station Identity Code
Mã nhận dạng trạm thu phát gốc
Border Gateway
Cổng đƣờng biên

C
CSPDN
CCCH
CDMA
C/I
CCH
CCPCH
CPCC
CPCH
CPICH
CR
CS
CGI
CDRs
CTCH
CLPC
CC
CRC

Circuit Switch Public Data Network
Mạng số liệu công cộng chuyển mạch theo mạch
Common Control Channel

Kênh điều khiển chung.
Code Division Multiple Access
Đa truy cập chia theo mã.
Carrier to Interference ratio
Tỷ số sóng mang trên nhiễu.
Control Chanel
Kênh điều khiển .
Common Control Physical Chanel
Kênh vật lý điều khiển chung.
Common Power Control Chanel
Kênh điều khiển cơng suất chung.
Common Packet Chanel.
Kênh gói chung.
Common Pilot Chanel
Kênh hoa tiêu chung.
Chip Rate
Tốc độ chip (tƣơng đƣơng với tốc độ trải phổ của kênh).
Circuit Switch
Chuyển mạch kênh.
Cell Global Identity
Số nhận dạng ô
Charging Data Records
Bản ghi dữ liệu cƣớc
Common Traffic Channel
Kênh lƣu lƣợng chung
Closed loop Power Control
Điều khiển cơng suất vịng kín
Convolutional Code
Mã xoắn
Cyclic Redundance Check

Kiểm tra độ dƣ vòng

8


D
DCA
DCCH
DPCCH
DPCH
DPDCH
DTCH
DTE
DSCH
DSSS

Dynamic Chanel Allocation
Phân bổ kênh động.
Dedicated Control Channel
Kênh điều khiển dành riêng.
Dedicated Physical Control Chanel
Kênh điều khiển vật lý riêng.
Dedicated Physical Chanel
Kênh vật lý riêng.
Dedicated Physical Data Chanel
Kênh số liệu vật lý riêng.
Dedicated Traffic Chanel
Kênh lƣu lƣợng riêng.
Data Terminal Equipment
Thiết bị đầu cuối số liệu.

Downlink Shared Chanel
Kênh dùng chung đƣờng xuống.
Direct Sequence Spread Spectrum
Trải phổ chuỗi trực tiếp

E
EDGE
ETSI
EIR
ECSD

Enhanced Data rate for GSM Evolution.
Tăng tốc độ truyền dẫn…
European Telecommunications Standards Institute
Viện Tiêu chuẩn viễn thông châu Âu.
Equipment Identification Register
Bộ ghi nhận dạng thiết bị
Enhanced Circuit Switched Data
Tăng cƣờng dữ liệu chuyển mạch kênh

F
FACCH
FACH
FAUSCH
FCCCH
FCCH

Fast Associated Control Channel
Kênh điều khiển liên kết nhanh.
Forward Access Chanel

Kênh truy nhập đƣờng xuống.
Fast Uplink Signalling Chanel
Kênh báo hiệu đƣờng lên nhanh.
Forward Common Control Chanel
Kênh điều khiển chung đƣờng xuống.
Frequency Correction Channel
Kênh hiệu chỉnh tần số.

9


FDD
FDMA
FDCCH
FSK
FHSS
FACCH
FER

Frequency Division Duplex
Ghép kênh song công phân chia theo tần số.
Frequence Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo tần số
Forward Dedicated Control Chanel
Kênh điều khiển riêng đƣờng xuống.
Frequency Shift Keying
Khoá điều chế dịch tần.
Frequency Hopping Spreading Spectrum
Trải phổ nhảy tần
Fast Associated Control Channel

Kênh điều khiển liên kết nhanh
Frame Error Rate
Tỷ lệ lỗi khung

G
GOS
GSM
GPS
GPRS
GMSC
GMSK
GGSN
GTP
GSN
3GPP

Grade Of Service
Cấp độ phục vụ.
Global System for Mobile Communication
Thơng tin di động tồn cầu
Global Position System
Hệ thống định vị tồn cầu.
General Packet Radio Services
Dịch vụ vơ tuyến gói chung.
Gateway MSC
Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động cổng
Gaussian Minimum Shift Keying
Điều chế khóa dịch pha cực tiểu Gauss
GPRS Support Node
Nút hỗ trợ cổng GPRS

GPRS Tunnelling Protocol
Giao thức đƣờng hầm GPRS
GPRS Support Node
Nút hỗ trợ GPRS
Third Generation Partnership Pecject
Tổ chức chuẩn hóa các cơng nghệ mạng thông tin di động tế bào

H
Handover
HH
HSCSD

Chuyển giao.
Hard Handoff
Chuyển giao cứng.
Hight Speed Circuit Switched Data
Hệ thống chuyển mạch kênh tốc độ cao.

10


HPLMN
HPSK
HLR

Home Public Land Mobile Network
Mạng di động mặt đất công cộng thƣờng trú
Hybrid Phase Shift Keying
Điều chế pha hỗn hợp
Home Location Register

Bô ghi định vị trƣờng trú

I
IMT-2000
IMSI
IP
IS-54
IS-136
IS-95A
ISDN
ITU-R
IWF
IMEI

International Mobile Telecommunication
Tiêu chuẩn thơng tin di động tồn cầu.
International Mobile Subscriber Identity
Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế.
Internet Protocol
Giao thức Internet.
Interim Standard 54
Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA của Mỹ (do AT&T đề xuất).
Interim Standard 136
Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến của Mỹ (AT&T).
Interim Standard 95A
Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến của Mỹ (Qualcomm)
Integrated Servive Digital Network
Mạng số đa dịch vụ.
International Mobile Telecommunication Union Radio Sector
Liên minh viễn thông quốc tế - bộ phận vô tuyến.

InterWorking Function
Chức năng tƣơng tác mạng
International Mobile Equipment Identity
Số nhận dạng di động quốc tế

L
LAC
LAI
LLC
LR
LFSR

Link Access Control
Điều khiển truy nhập liên kết.
Location Area Indentify
Nhận dạng vùng vị trí.
Logical Link Control
Điều khiển liên kết logic.
Location Registration
Đăng ký vị trí.
Linear Feedback Shift Register
Bộ thanh ghi dịch có mạch hồi tiếp tuyến tính

M
ME

Mobile Equipment

11

MS
MTP
MSC
MSK
MCC
MNC
MSIN
MSRN
MMS
MAC
MM

Thiết bị di động.
Mobile Station
Trạm di động.
Message Transfer Part
Phần truyền bản tin.
Mobile Service Switching Center
Tổng đài di động.
Minimum Shift Keying
Điều chế khóa pha cực tiểu
Mobile Country Code
Mã quốc gia của mạng di động
Mobile Network Code
Mã mạng thông tinn di động
Mobile Station Identification Number
Số nhận dạng trạm di động
Mobile Station Roaming Number
Số lƣu động của thuê bao di động

Multimedia Messaging Service
Dịch vụ tin nhắn đa phƣơng tiện
Medium Access Control
Điều khiển truy nhập môi trƣờng
Mobile Management
Quản lý di động

N
NAS
Node B
NSS
NMC

Non-Access Stratum
Tầng không truy nhập.
Là nút logic kết cuối giao diện IuB với RNC.
Network and Switching Subsystem
Hệ thống chuyển mạch
Network Management Center
Trung tâm quản lý mạng

O
ODMA
OM
OSS
OMC

Opportunity Driven Multiplex Access
Đa truy cập theo cơ hội.
Operation and Management

Khai thác và bảo dƣỡng.
Opration Subsystem
Hệ thống con khai thác
Operation & Maintenance Center
Trung tâm quản lý và bảo dƣỡng

12


OLPC

Open Loop Power Control
Điều khiển cơng suất vịng hở

P
PAGCH
PCCC
PCCH
PCH
PCPCH
PCS
PLMN
PSTN
PSPDN
PCM
PLL
PTP
PTM
PN

Paging and Access
Kênh chấp nhận truy cập và nhắn tin.
Parallel Concatenated Convolutional Code
Mã xoắn móc nối song song.
Paging Contrlo Chanel
Kênh điều khiển tìm gọi.
Paging Channel
Kênh nhắn tin.
Physical Common Packet Chanel
Kênh gói chung vật lý.
Personal Communication Services
Dịch vụ thông tin cá nhân.
Public Land Mobile Network
Mạng di động mặt đất công cộng.
Public Switched Telephone Network
Mạng chuyển mạch thoại công cộng.
Packet Switched Public Data Network
Mạng số liệu cơng cộng chuyển mạch gói
Pulse Code Modulation
Điều chế xung mã
Physical Link Layer
Lớp đƣờng truyền vật lý
Point to Point
Điểm - điểm
Point to Multi point
Điểm – đa điểm
Pseudo Noise
Mã giả tạp âm

Q

QPSK
Khóa dịch pha vng góc.
R
RACH
RRC

Random Access Channel
Kênh truy cập ngẫu nhiên.
Radio Resource Control
Điều khiển tài nguyên vô tuyến.

13


S
SCH
SDCCH
SDMA

Synchronization Channel
Kênh đồng bộ.
Stand alone Dedicated Control Channel
Kênh điều khiển dành riêng.
Space Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo không gian

T
TACH
TCH
TDMA

TDD

Traffic and Associated Channel
Lênh lƣu lƣợng và liên kết.
Traffic Channel
Kênh lƣu lƣợng.
Time Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo thời gian
Time Division Duplex
Ghép song công phân chia thời gian.

U
UTRAN
UMTS

Universal Terrestrial Radio Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất tồn cầu.
Universal Mobile Telecommunnication System

V
VA

Voice Activity factor
Hệ số tích cực thoại.
Variable Bit Rate
Tốc độ khả biến.

VBR

W

WCDMA

Wideband Code Division Multiplex Access

Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng.
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ
1.1 Giới thiệu
Ra đời đầu tiên vào cuối năm 1940, đến nay thông tin di động đã trải qua nhiều
thế hệ.Thế hệ không dây thứ 1 là thế hệ thông tin tƣơng tự sử dụng công nghệ đa
14


truy cập phân chia phân chia theo tần số (FDMA). Thế hệ thứ 2 sử dụng kỹ thuật số
với công nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) và phân chia theo mã
(CDMA). Thế hệ thứ 3 ra đời đánh giá sự nhảy vọt nhanh chóng về cả dung lƣợng
và ứng dụng so với các thế hệ trƣớc đó, và có khả năng cung cấp các dịch vụ đa
phƣơng tiện gói là thế hệ đang đƣợc triển khai ở một số quốc gia trên thế giới.
1.2 Lộ trình phát triển các thế hệ di động
Hình 1.1 trình bày tóm tắt lộ trình phát triển các thế hệ thơng tin di dộng từ
1G đến 3G. Để tiến tới thế hệ ba, thế hệ 2 phải trải qua một giai đoạn trung gian,
giai đoạn này đƣợc gọi là 2, 5G[1]

TACS

GSM
(900)

NMT
(900)

GSM
(1900)

GSM (900)

GPRS

W-CDMA

GPRS

GSM (1900)
IS - 136
(1900)

AMPS

IS-95CDMA
(1900)
IS-95CDMA
(800)

SMR

EDGE

cdma2000
1x

cdma2000
Nx

IDEN(800)

Hình 1.1 Lộ trình phát triển của các thế hệ thơng tin di động[1]
Hình 1.1 chúng ta có thể nhìn nhận khái qt chung về sự phát triển của thế
hệ thông tin di động một số nét nhƣ bảng 1.1
Bảng 1.1 Một số nét chính của nền tảng thông tin di động từ thế hệ 1G đến 3G

Thế hệ

Hệ thống

Dịch vụ chung

Chú thích
15


thông tin di
động
Thế hệ

AMPS,

1(1G)

TACS, NMT

Thế hệ

Tiếng thoại

GSM, IS-

Chủ yếu cho thoại

136,

kết hợp với dịch

IS-95

vụ bản tin ngắn

2(2G)

FDMA, tƣơng tự

TDMA hoặc CDMA, số,
băng kẹp (8-13Kbit/s)

TDMA(kết

hợp

nhiều

khe hoặc nhiều tần số),

Thế hệ
trung
gian(2,5G)

GPRS,

Trƣớc hết là tiếng CDMA, sử dụng chồng

EDGE,

thoại có đƣa thêm lấn phổ tần của thế hệ hai

CDMA200-

các dịch vụ số liệu nếu khơng sử dụng phổ

1x

gói

tần

mới,

tăng

cƣờng

truyền số liệu gói cho thế
hệ hai.

Các dịch vụ tiếng
và số liệu gói đƣợc
Thế hệ

CDMA2000,

3(3G)

W-CDMA

thiết kế để truyền
tiếng và số liệu đa
phƣơng tiện là nền
tảng thực sự của
thế hệ ba.

CDMA, CDMA kết hợp
TDMA, băng rộng(tới 2
Mbit/s), sử dụng chồng
lấn lên thế hệ hai hiện có
nếu khơng sử dụng phổ
tần mới.

1.2.1 Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 1 [1]
Phƣơng pháp đơn giản nhất về truy nhập kênh là đa truy nhập phân chia tần
số. Hệ thống di động thế hệ 1 sử dụng phƣơng pháp đa truy cập phân chia theo tần
số (FDMA) và chỉ hổ trợ các dịch vụ thoại tƣơng tự và sử dụng kỹ thuật điều chế
tƣơng tự để mang dữ liệu thoại của mỗi ngƣời sử dụng. Với FDMA, khách hàng
đƣợc cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong lĩnh vực tần số. Sơ
16

đồ báo hiệu của hệ thống FDMA khá phức tạp, khi MS bật nguồn để hoạt động thì
nó dị sóng tìm đến kênh điều khiển dành riêng cho nó. Nhờ kênh này, MS nhận
đƣợc dữ liệu báo hiệu gồm các lệnh về kênh tần số dành riêng cho lƣu lƣợng ngƣời
dùng. Trong trƣờng hợp nếu số thuê bao nhiều hơn so với các kênh tần số có thể, thì
một số ngƣời bị chặn lại không đƣợc truy cập.
Đa truy nhập phân chia theo tần số nghĩa là nhiều khách hàng có thể sử dụng
đƣợc dải tần đã gán cho họ mà không bị trùng nhờ việc chia phổ tần ra thành nhiều
đoạn. Phổ tần số quy định cho liên lạc di động đƣợc chia thành 2N dải tần số kế
tiếp, và đƣợc cách nhau bằng một dải tần phòng vệ. Mỗi dải tần số đƣợc gán cho
một kênh liên lạc. N dải kế tiếp dành cho liên lạc hƣớng lên, sau một dải tần phân
cách là N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hƣớng xuống.
Đặc điểm:
- Mỗi MS đƣợc cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến.
- Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng kể.
- BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS.
Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di dộng tiên tiến (Advanced
Mobile phone System - AMPS).
Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 sử dụng phƣơng pháp đa truy cập đơn
giản. Tuy nhiên hệ thống không thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng của ngƣời dùng
về cả dung lƣợng và tốc độ. Vì các khuyết điểm trên mà nguời ta đƣa ra hệ thống
thông tin di dộng thế hệ 2 ƣu điểm hơn thế hệ 1 về cả dung lƣợng và các dịch vụ
đƣợc cung cấp.
1.2.2 Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2 [1 ]
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của thuê bao cả về số lƣợng và chất lƣợng,
hệ thống thông tin di động thế hệ 2 đƣợc đƣa ra để đáp ứng kịp thời số lƣợng
lớn các thuê bao di động dựa trên công nghệ số.
Tất cả hệ thống thông tin di động thế hệ 2 sử dụng điều chế số. Và chúng sử
dụng 2 phƣơng pháp đa truy cập:

- Đa truy cập phân chia theo thời gian (Time Division Multiple Access
TDMA).
17


- Đa truy cập phân chia theo mã (Code Division Multiple Access - CDMA).
 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA
Với phƣơng pháp truy cập TDMA thì nhiều ngƣời sử dụng một sóng mang và
trục thời gian đƣợc chia thành nhiều khoảng thời gian nhỏ để dành cho nhiều ngƣời
sử dụng sao cho khơng có sự chồng chéo. Phổ quy định cho liên lạc di động đƣợc
chia thành các dải tần liên lạc, mỗi dải tần liên lạc này dùng chung cho N kênh liên
lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe thời gian trong chu kỳ một khung. Các thuê bao
khác dùng chung kênh nhờ cài xen thời gian, mỗi thuê bao đƣợc cấp phát cho một
khe thời gian trong cấu trúc khung.
Đặc điểm:
- Tín hiệu của thuê bao đƣợc truyền dẫn số.
- Liên lạc song công mỗi hƣớng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau, trong đó
một băng tần đƣợc sử dụng để truyền tín hiệu từ trạm gốc đến các máy di động và
một băng tần đƣợc sử dụng để truyền tín hiệu từ máy di động đến trạm gốc. Việc
phân chia tần nhƣ vậy cho phép các máy thu và máy phát có thể hoạt động cùng
một lúc mà không sợ can nhiễu nhau.
- Giảm số máy thu phát ở BTS.
- Giảm nhiễu giao thoa.
Hệ thống TDMA điển hình là hệ thống thơng tin di động toàn cầu (Global
System for Mobile Communications - GSM).
Máy điện thoại di động kỹ thuật số TDMA phức tạp hơn kỹ thuật FDMA. Hệ
thống xử lý số đối với tín hiệu trong MS tƣơng tự có khả năng xử lý khơng q 106
lệnh trong 01 giây, cịn trong MS số TDMA phải có khả năng xử lý hơn 50x106
lệnh trên giây.
 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA

Với phƣơng pháp đa truy cập CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều
ngƣời sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi
mà không sợ gây nhiễu lẫn nhau. Những ngƣời sử dụng nói trên đƣợc phân biệt với
nhau nhờ dùng một mã đặc trƣng không trùng với bất kỳ ai. Kênh vô tuyến CDMA

18


đƣợc dùng lại mỗi cell trong toàn mạng, và những kênh này cũng đƣợc phân biệt
nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên (Pseudo Noise - PN).
Đặc điểm của CDMA:
- Dải tần tín hiệu rộng hàng MHz.
- Sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp.
- Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vơ tuyến sử dụng có cƣờng độ trƣờng rất
nhỏ và chống fading hiệu quả hơn FDMA, TDMA..
- Việc các thuê bao MS trong cell dùng chung tần số khiến cho thiết bị truyền
dẫn vô tuyến đơn giản, việc thay đổi kế hoạch tần số khơng cịn vấn đề, chuyển giao
trở thành mềm, điều khiển dung lƣợng cell rất linh hoạt.
1.2.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ ba [5]
Công nghệ thông tin di động số thế hệ ba. Công nghệ này liên quan đến những
cải tiến đang đƣợc thực hiện trong lĩnh vực truyền thông không dây cho điện thoại
và dữ liệu thông qua bất kỳ chuẩn nào trong những chuẩn hiện nay. Đầu tiên là tăng
tốc độ bit truyền từ 9.5Kbps lên 2Mbps. Khi số lƣợng thiết bị cầm tay đƣợc thiết kế
để truy cập Internet gia tăng, yêu cầu đặt ra là phải có đƣợc công nghệ truyền thông
không dây nhanh hơn và chất lƣợng hơn. Công nghệ này sẽ nâng cao chất lƣợng
thoại, và dịch vụ dữ liệu sẽ hỗ trợ việc gửi nội dung video và multimedia đến các
thiết bị cầm tay và điện thoại di động.
Các hệ thống thông tin di động số hiện nay đang ở giai đoạn chuyển từ thế hệ
2.5G sang thế hệ 3 (3 - Generation). Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và các dịch
vụ thông tin di động, ngay từ đầu những năm đầu của thập kỷ 90 ngƣời ta đã tiến

hành nghiên cứu hoạch định hệ thống thông tin di động thế hệ ba. ITU-R đang tiến
hành cơng tác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thơng tin di động tồn cầu IMT-2000. Ở
châu Âu ETSI đang tiến hành tiêu chuẩn hóa phiên bản này với tên gọi là UMTS
(Universal Mobile Telecommunnication System). Hệ thống mới này sẽ làm việc ở
dải tần 2GHz. Nó sẽ cung cấp nhiều loại hình dịch vụ bao gồm các dịch vụ thoại và
số liệu tốc độ cao, video và truyền thanh. Tốc độ cực đại của ngƣời sử dụng có thể
lên đến 2Mbps. Ngƣời ta cũng đang tiến hành nghiên cứu các hệ thống vô tuyến thế
hệ thứ tƣ có tốc độ lên đến 32Mbps.
Hệ thống thơng tin di động thế hệ ba đƣợc xây dựng trên cơ sở IMT – 2000
19


với các tiêu chí sau:
- Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz với đƣờng lên có dải tần 18852025MHz và đƣờng xuống có dải tần 2110-2200MHz.
- Là hệ thống thơng tin di động tồn cầu cho các loại hình thơng tin vơ tuyến,
tích hợp các mạng thơng tin hữu tuyến và vô tuyến, đồng thời tƣơng tác với mọi
loại dịch vụ viễn thông.
- Hệ thống thông tin di động 3G sử dụng các môi trƣờng khai thác khác nhau.
- Có thể hỗ trợ các dịch vụ nhƣ: Mơi trƣờng thông tin nhà ảo (VHE – Vitual
Home Environment) trên cơ sở mạng thông minh, di động cá nhân và chuyển mạch
toàn cầu; Đảm bảo chuyển mạng quốc tế; Đảm bảo các dịch vụ đa phƣơng tiện đồng
thời cho thoại, số liệu chuyển mạch theo kênh và số liệu chuyển mạch theo gói.
- Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới xuất hiện.
Các hệ thống thông tin di động thế hệ hai phát triển thông dụng nhất hiện nay
là: GSM, cdmaOne (IS-95), TDMA (IS-136), PDC. Trong quá trình thiết kế hệ
thống thông tin di động thế hệ ba, các hệ thống thế hệ hai đƣợc cơ quan chuẩn hóa
của từng vùng xem xét để đƣa ra các đề xuất tƣơng ứng thích hợp với mỗi vùng.
1.3 Kết luận
Chƣơng này đã giới thiệu tổng quan về quá trình phát triển của hệ thống thông
tin di động. Với nhu cầu không ngừng tăng lên của ngƣời sử dụng cả về chất lƣợng

và số lƣợng, nhu cầu trao đổi thơng tin ở trình độ cao và đa dạng sự phát triển ấy là
tất yếu. Hiện nay công nghệ 3G đang đƣợc ứng dụng một cách mạnh mẽ ở các nƣớc
trên thế giới với các dịch vụ tiện ích nhƣ điện thoại truyền hình, truy nhập internet,
…

20


Chương 2

HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
2.1 Giới thiệu [5]
Lịch sử hình thành GSM bắt đầu từ một đề xuất vào năm 1982 của Nordic
Telecom và Netherlands tại CEPT (Conference of European Post and
Telecommunication) để phát triển một chuẩn tế bào số mới đáp ứng với nhu cầu
ngày càng tăng của mạng di động Châu Âu.
Ủy ban Châu Âu (EC) đƣa ra lời hƣớng dẫn yêu cầu các quốc gia thành viên
sử dụng GSM cho phép liên lạc di động trong băng tần 900MHz. Viện tiêu chuẩn
viễn thông Châu Âu (ETSI) định nghĩa GSM khi quốc tế chấp nhận tiêu chuẩn hệ
thống điện thoại tế bào số.
Lời đề xuất có kết quả vào tháng 9 năm 1987, khi 13 nhà điều hành và quản lý
của nhóm cố vấn CEPT GSM thỏa thuận ký hiệp định GSM MoU “Club”, với ngày
khởi đầu là 1 tháng 7 năm 1991.
GSM là từ viết tắt của Global System for Mobile Communications (hệ thống
thông tin di động tồn cầu), trƣớc đây có tên là Groupe Spécial Mobile.
Hệ thống thơng tin di động tồn cầu GSM là hệ thống thơng tin tế bào số tích
hợp và toàn diện, đƣợc phát triển đầu tiên ở Châu Âu và đã nhanh chóng phát triển
trên tồn thế giới. Mạng đƣợc thiết kế phù hợp với hệ thống ISDN và các dịch vụ
mà GSM cung cấp là một hệ thống con của dịch vụ ISDN chuẩn.
GSM đầu tiên đƣợc thiết kế hoạt động ở dải tần 890-915 MHz và 935-960

MHz, hiện nay là 1.8GHz. Một vài tiêu chuẩn chính đƣợc đề nghị cho hệ thống:
- Chất lƣợng âm thoại chính thực sự tốt.
- Giá dịch vụ và thuê bao giảm.
- Hỗ trợ liên lạc di động quốc tế.
- Khả năng hỗ trợ thiết bị đầu cuối trao tay.
- Hỗ trợ các phƣơng tiện thuận lợi và dịch vụ mới.
- Năng suất quang phổ.
- Khả năng tƣơng thích ISDN.
21


Tiêu chuẩn đƣợc ban hành vào tháng giêng năm 1990 và những hệ thống
thƣơng mại đầu tiên đƣợc khởi đầu vào giữa năm 1992. Tổ chức MoU
(Memorandum of Understanding) thành lập bởi nhà điều hành và quản lý GSM
đƣợc cấp phép đầu tiên, lúc đó có 13 hiệp định đƣợc ký kết và đến nay đã có 191
thành viên ở khắp thế giới. Tổ chức MoU có quyền lực tối đa, đƣợc quyền định
chuẩn GSM.

Mạng tế bào vơ tuyến
MSTO
PSTN

Hình 2.1 Mơ hình hệ thống thơng tin di động tế bào [ 5]

2.2 Cấu trúc mạng GSM [5]
ISDN
PSPDN

SS

AUC

VLR

HLR

EIR

OSS

CSPDN

MSC

PSTN
PLMN

BSS

BSC
BTS

MS

Hình 2.2 Mơ hình hệ thống GSM [5]

Các kí hiệu :
22

SS:

Hệ thống chuyển mạch

AUC:

Trung tâm nhận thực

VLR:

Bộ ghi định vị tạm trú

HLR:

Bộ ghi định vị thƣờng trú

EIR:

Thanh ghi nhận dạng thiết bị

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

OSS: Trung tâm khai thác và bảo dưỡng
ISDN:

Mạng liên kết đa dịch vụ

PSPDN: Mạng chuyển mạch cơng cộng theo gói
PSTN:

Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng

PLMN:

Mạng di động công cộng mặt đất .

 Phân hệ trạm gốc (BSS)
Hệ thống đƣợc thực hiện nhƣ là một mạng gồm nhiều ô vô tuyến cạnh nhau để
đảm bảo toàn bộ vùng phủ của vùng phục vụ. Mỗi ơ có một trạm vơ tuyến gốc
(BTS) làm việc ở tập hợp các kênh vô tuyến. Các kênh này khác với các kênh làm
việc của ô kế cận để tránh nhiễu giao thoa. BTS đƣợc điều khiển bởi bộ điều khiển
trạm gốc BSC. Các BSC đƣợc phục vụ bởi trung tâm chuyển mạch nghiệp vụ di
động (MSC). Một BSC điều khiển nhiều BTS.
BSS nối với MS thông qua giao diện vô tuyến và cũng nối đến NSS. Một bộ

phận TRAU (Transcoder/Rate Adaption Unit) thực hiện mã hoá và giải mã đồng
thời điều chỉnh tốc độ cho việc truyền số liệu.
Hệ thống GSM sử dụng mơ hình OSI (Open System Interconnection). Có 3
giao diện phổ biến trong mơ hình OSI: giao diện vơ tuyến giữa MS và BTS, giao
diện A giữa MSC và BSC và giao diện A-bis giữa BTS và BSC.
- Đài vô tuyến gốc BTS: Một BTS bao gồm các thiết bị phát thu, anten và xử lý
23


tín hiệu đặc thù cho giao diện vơ tuyến. Có thể coi BTS là các modem vơ tuyến
phức tạp có thêm một số các chức năng khác. Một bộ phận quan trọng của BTS là
TRAU (Transcoder and rate adapter unit: khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ).
TRAU là thiết bị mà ở đó q trình mã hóa và giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM
đƣợc tiến hành, ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trƣờng hợp truyền số
liệu. TRAU là một bộ phận của BTS, nhƣng cũng có thể đặt nó cách xa BTS và
thậm chí trong nhiều trƣờng hợp đƣợc đặt giữa các BSC và MSC.
- Đài điều khiển trạm gốc BSC: BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vơ
tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các
lệnh ấn định, giải phóng kênh vơ tuyến và quản lý chuyển giao (handover). Một
phía BSC đƣợc nối với BTS cịn phía kia nối với MSC của SS. Trong thực tế BSC
là một tổng đài nhỏ có khả năng tính tốn đáng kể. Vai trị chủ yếu của nó là quản lý
các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển giao (handover). Một BSC trung bình có
thể quản lý tới vài chục BTS phụ thuộc vào lƣu lƣợng của các BTS này. Giao diện
giữa BSC với MSC đƣợc gọi là giao diện A, cịn giao diện giữa nó với BTS đƣợc
gọi là giao diện Abis.
 Phân hệ chuyển mạch (SS)
NSS trong GSM là một mạng thông minh. NSS quản lý giao diện giữa ngƣời
sử dụng mạng GSM với ngƣời sử dụng mạng viễn thơng khác, nó bao gồm:
- Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC (Mobile Service Switching
Centre): Thực hiện chức năng chuyển mạch, nhiệm vụ chính của MSC là điều phối

việc thiết lập cuộc gọi đến những ngƣời sử dụng mạng GSM. Một mặt MSC giao
tiếp với hệ thống con BSS, mặt khác giao tiếp với mạng ngoài. MSC làm nhiệm vụ
giao tiếp với mạng ngoài gọi là MSC cổng. Việc giao tiếp với mạng ngồi để đảm
bảo thơng tin cho những ngƣời sử dụng mạng GSM đòi hỏi cổng thích ứng (các
chức năng tƣơng tác IWF: interworking function). Chẳng hạn SS có thể sử dụng
mạng báo hiệu kênh chung số 7 (CCS No7), mạng này đảm bảo hoạt động tƣơng tác
giữa các phần tử của SS trong một hay nhiều mạng GSM. MSC thƣờng là một tổng
đài lớn điều khiển trạm gốc (BSC).
- Chức năng tương tác mạng IWF (InterWorking Function): Là cổng giao tiếp
24


giữa ngƣời dùng mạng GSM với các mạng ngoài nhƣ PSPDN, CSPDN…Để kết nối
MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng với các đặc điểm truyền dẫn của
GSM với các mạng này. Các thích ứng này đƣợc gọi là các chức năng tƣơng tác bao
gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền dẫn. Nó cho phép kết nối với các
mạng: PSPDN (mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói) hay CSPDN (mạng số
liệu cơng cộng chuyển mạch theo mạch), nó cùng tồn tại khi các mạng khác chỉ đơn
thuần là PSTN hay ISDN. IWF có thể đƣợc thực hiện trong cùng chức năng MSC
hay có thể ở thiết bị riêng, ở trƣờng hợp hai giao tiếp giữa MSC và IWF đƣợc để
mở.
- Thanh ghi định vị thường trú HLR (Home Location Register): chứa tất cả các
thông tin về thuê bao, và các thông tin liên quan đến vị trí hiện hành của th bao,
nhƣng khơng chính xác. HLR có trung tâm nhận thực AUC (Authentication Center)
và thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR (Equipment Identity Register). AUC quản lý
bảo mật dữ liệu cho việc nhận thực thuê bao. EIR chứa các số liệu phần cứng của
thiết bị.
- Thanh ghi định vị tạm trú VLR (Visitor Location Register): VLR là cơ sở dữ
liệu thứ hai trong mạng GSM. Nó đƣợc nối đến một hoặc nhiều MSC, có nhiệm vụ
lƣu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiện đang nằm trong vùng phục

vụ của MSC tƣơng ứng và đồng thời lƣu giữ số liệu về vị trí của các th bao nói
trên để cập nhật cho MSC với mức độ chính xác hơn HLR.
- MSC cổng (GMSC): SS có thể chứa nhiều MSC, VLR, HLR. Để thiết lập
một cuộc gọi đến ngƣời sử dụng GSM, trƣớc hết cuộc gọi phải đƣợc định tuyến đến
một tổng đài cổng đƣợc gọi là GMSC mà không cần biết đến hiện thời thuê bao
đang ở đâu. Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thơng 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 (MSC
tạm trú).
 Phân hệ khai thác và hỗ trợ (OSS)
Hệ thống khai thác và hỗ trợ đƣợc nối đến tất cả các thiết bị ở hệ thống chuyển
mạch và nối đến BSC. Nó cung cấp hỗ trợ ít tốn kém cho khách hàng để đảm bảo
công tác bảo dƣỡng khai thác tại chỗ. OSS có các tính năng chính nhƣ sau:
25