Xu hướng triển khai mạng 3g của các nhà cung cấp gsm việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Trần Đình Trường
XU HƯỚNG TRIỂN KHAI MẠNG 3G CỦA CÁC
NHÀ CUNG CẤP GSM VIỆT NAM
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
Ngành: Thông Tin Vô Tuyến
Cán bộ hướng dẫn : Th.S Trần Ngọc Hưng
HÀ NỘI – 2008
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
TÓM TẮT
Nội dung đề tài khóa luận tốt nghiệp là “Xu hướng triển khai mạng 3G của các
nhà cung cấp GSM Việt Nam”. Phần đầu khóa luận nghiên cứu về hệ thống thông tin di
động thế hệ 3G. Tìm hiểu cấu trúc mạng 3G. Yêu cầu đối với mạng thông tin thế hệ thứ
ba và cấu trúc mạng lõi 3G, 3G toàn IP trong mạng GSM. Tiếp theo khóa luận nghiên
cứu về IP-GPRS, IPv6 và Mobile IP. Tìm hiểu về cấu trúc mạng GPRS. Gồm giao diện
và các kênh điều khiển trong GPRS, và tổng quan về mạng IPv6, mạng Mobile IP. Phần
cuối nội dung khóa luận nghiên cứu về lộ trình triển khai nâng cấp mạng VMS
MobiFone lên 3G. Tìm hiểu mạng thông tin di động VMS MobiFone. Lịch sử phát triển,
cấu hình, các dịch vụ mạng cung cấp của mạng VMS MobiFone và hướng phát triển của
VMS MobiFone. Sau đó là nội dung triển khai hệ thống GPRS, triển khai hệ thống 3G,
và hệ thống All-IP trong mạng VMS MobiFone. Bao gồm mục đích, phương án triển
khai, phương án tính cước và đánh giá kết quả thử nghiệm đưa ra kết luận.
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
2
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT.......................................................................................1
LỜI MỞ ĐẦU.........................................................................................................4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ
BA, CẤU TRÚC MẠNG LÕI 3G, VÀ 3G TOÀN IP...............................................5

1.1 Lộ trình phát triển mạng thông tin di động thế hệ thứ ba....................................5
1.2 Yêu cầu đối với hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba...................................6
1.3 Các tiêu chí chung để xây dựng IMT-2000.........................................................7
1.4 Hệ thống thống tin di dộng 3G-USMT.............................................................11
1.5 Cấu trúc mạng lõi 3G All-IP.............................................................................17
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ KẾT NỐI IP-GPRS, IPv6, MOBILE IP..............18
2.1 Tổng quan về kết nối IP-GPRS........................................................................18
2.1.1 Cấu trúc mạng GPRS..........................................................................20
2.1.2 Giao diện vô tuyến GPRS...................................................................25
2.1.3 Các kênh điều khiển GPRS.................................................................26
2.2 Tổng quan về IPV6..........................................................................................27
2.2.1 Kiến thức an toàn cho giao thức Internet............................................29
2.2.2 Tổng quan về kiến trúc an toàn của giao thức IPV6............................33
2.2.3 Các giao thức an toàn trong IPV6.......................................................33
2.3 Tổng quan về Mobile IP...................................................................................51
CHƯƠNG 3. LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI NÂNG CẤP MẠNG MOBIFONE LÊN 3G ALL-IP..55
3.1 Lịch sử phát triển VMS MobiFone...................................................................55
3.2 Cấu hình mạng GSM/VMS..............................................................................56
3.3 Hướng phát triển mạng MobiFone VMS..........................................................57
3.4 Lộ trình triển khai nâng cấp hệ thống...............................................................59
3.5 Triển khai hệ thống GPRS................................................................................63
..................................................................................................................................
3.5.1 Cấu hình tổng quát mạng GPRS trong mạng GSM.............................63
3.5.2 Hệ thống GPRS triển khai trên mạng VMS........................................66
3.5.3 Triển khai các dịch vụ GPRS trên mạng GPRS...................................68
3.5.4 Phương án triển khhai MMS...............................................................68
3.5.5 Dự kiến phương án tính cước các dich vụ GPRS................................69
3.5.6 Đánh giá kết quả triển khai thử nghiệm..............................................71
3.6 Triển khai thử nghiệm hệ thống 3G..................................................................74
3.6.1 Mục đích thí nghiệm...........................................................................74

3.6.2 Giải pháp thử nghiệm 3G của Alcatel và Eicson.................................76
3.6.3 Phương án triển khai..........................................................................78
3.7 Triển khai lên 3G All – IP................................................................................79
KẾT LUẬN...........................................................................................................84
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
3
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................85
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
4
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
3G 3
rd
Generation Thế hệ thứ 3
3GPP Third Generation Partnership Project Dự án hội nhập thế hệ 3
3GPP2 Third Generation Partnership Project Dự án hội nhập thế hệ 3 thứ hai
A
AMR Adaptive Multirate Đa tốc độ thích nghi
ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức tuyền không đồng bộ
AC Authentication Center Trung tâm nhận thực
B
BPSK Binary Phase Shirf Keying Điều chế dịch pha nhị phân
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc
BTS Base Transceiver station Trạm thu phát gốc
C
CDMA Code Division Multi Access Đa truy nhập phân chia theo mã
CN Core Network Mạng lõi
CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh

CS-1,2,3,4 Coding Scheme 1,2,3,4 Sơ đồ mã hóa 1,2,3,4
D
DCS Digital Communications System Hệ thống thông tin số
DS Telacommunications System Chuỗi trải phổ trực tiếp
DSL Digital Subscriber Line Đương thuê bao số
E
EDGE Enhanced Data Rates for GSM
Evolution
Cải thiện tốc độ số liệu cho phát
triển GSM
F
FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo tần
số
G
GERAN GSM/EDGE Radio Accsess Network Mang truy nhập vô tuyến
GSM/EDGE
GGSN Gateway GPRS Support Node Nút mạng hỗ trợ GPRS cổng
GMM GPRS Mobility Management Quản lý mềm dẻo GPRS
GMSC Gateway MSC MSC cổng
GPRS General Packet Radio Services Dịch vụ vô tuyến gói chung
GPS Global Position System Hệ thống định vị toàn cầu
GSM Global System for Mobile
Communications
Hệ thống thông tin di động toàn cầu
H
H.263 ITU standard fo video compression for
video-conferencing and video-
telephony application
Tiêu chuẩn ITU cho nén ảnh, ứng
dụng cho hội nghị truyền hình và

điện thoại truyền hình
HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường chú
HTTP Hypertext transfer Protocol Thủ tục truyền siêu văn bản
I
IMAP Internet Message Accsess Protocol Thủ tục truy nhập tin nhắn qua
Internet
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
1
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện IP
IMT-2000 International Mobile
Telecommunications-2000
Viễn thông di động quốc tế 2000
IN Intelligent Network Mạng thông minh
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IS-54 Interim Standard - 54 Tiêu chuẩn thông tin di động
TDMA cải tiến của Mỹ (do AT&T
đề xuất)
ÍS-95 Interim Standard - 95 Tiêu chuẩn thông tin di động
TDMA của Mỹ
ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số dịch vụ tích hợp
ITU-R International Telecommunication
Union - Radio Sector
Liên hiệp viễ thông quốc tế - Bộ
phân vô tuyến
ITU-T International Telecommunication
Union - Telecommunication
Standardzation Sector
Liên hiệp viễn thông quốc tế - Viện
tiêu chuẩn viễn thông

J
JPEG Joint Photographic Experts Group Tổ chức chuyên gia ảnh đồ họa
L
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
M
MAC Medium Accsess Control Điều khiển truy nhập môi trường
MM Mobile Managerment Quản lý di động
MMS Multimedia Messaging Services Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện
MMS-C MMS Center Trung tâm MMS
MPEG Moving Picture Experts Group Tổ chức chuyên gia ảnh động
MS Mobile Station Trạm di động
MSC Mobile Switching Service Center Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di
động
N
NMS Network Managerment System Hệ thống quản lý mạng
NNI Network Node Interface Giao diện nút mạng
NSS Network SubSystem Phân hệ mạng
O
OMC-G Operation Maintenace Center - GPRS Hệ thống quản lý khai thác trong
GPRS
P
PCU Packet Control Unit Khối điều khiển gói dữ liệu
PSC Personal Communication System Hệ thống thông tin cá nhân
PDC Personal Digital Cellular Hệ thống tổ óng số cá nhân
PDCH Packet Data Channel Kênh số liệu gói
PDN Packet Data Network Mạng số liệu gói
PDP Packet Data Protocol Giao thức số liệu gói
PDSN Packet Data Service Node Nút dịch vụ số liệu gói
PS Packet Switched Chuyển mạch gói
PSDN Packet Switched Data Network Mạng số liệu chuyển mạch gói

PSPDN Packet Switched Public Data Network Mạng số liệu công cộng chuyển
mạch gói
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
2
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng
Q
QoS Quality of Servise Chất lượng dịch vụ
QPSK Quadrature Phase Shift Keyging Điều chế dịch pha cầu phương
R
RA Routing Area Vùng định tuyến
RAN Radio Accsess Network Mạng truy nhập vô tuyến
RBS Radio Base Station Trạm gốc vô tuyến
RLC Radio Link Control Điều khiển kết nối vô tuyến
RLP Radio Link Protocol Giao thức kết nối vô tuyến
RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến
S
SGSN Serving GPRS Support Node Nút mạng hỗ trợ dịch vụ GPRS
SMS Short Message Service Dịch vụ tin nhắn
SMS-C Short Message Service Center Trung tâm dịch vụ tin nhắn
T
TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng
TCP/IP Transmission Control Protocol/
Internet Protocol
Giao thức điều khiển truyền dẫn
trên giao thức Internet
TDD Time Division Multi Accsess Ghép song công phân chia theo thời
gian
TDMA Terminal Equipment Đa truy nhập phân chia theo thời

gian
TE Telecommunications Industry
Association
Thiết bị đầu cuối
TRX Transceiver Bộ thu phát
U
UI User Interface Giao diện người sử dụng
UMTS Universal Mobile Telecommunications
System
Hệ thống viễn thông di động toàn
cầu
V
VHE Virtual Home Environment Môi trường thường trú ảo
VLR Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú
VoIP Voice over IP Thoại trên nền IP
VPN Vietual Private Network Mạng riêng ảo
X
XML Extensible Mark-up Language Ngôn ngữ đánh dấu có khả năng
mở rộng
W
WAN Wide Area Network Mạng diện rộng
WAP Wireless Application Protocol Thủ tục ứng dụng vô tuyến
WCDMA Wideband Cosw Division Multiple
Accsess
Đa truy nhập băng rộng phân chia
theo mã
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
3
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
LỜI MỞ ĐẦU

Thông tin di động tuy là một lĩnh vực mới phát triển nhưng với nhiều tính năng
ưu việt, nó đã và trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại của con
người, mang lại cho con người những lợi ích rất to lớn.
Hệ thống thông tin di động theo chuẩn GSM của Châu Âu là sự kế thừa và phát
triển của các mạng thông tin di động ra đời trước nó và được nhiều nhà khai thác sử
dụng. Ở nước ta có bốn nhà khai thác dịch vụ di động lớn đang hoạt động theo tiêu
chuẩn GSM là Viettel, Vinaphone, MobiFone và HT Mobile mới
Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật cũng như sự bùng nổ về số
lượng và những đòi hỏi về chất lượng dịch vụ của khách hàng mạng thông tin di động
đang dần tiến tới thế hệ sau với ưu điểm vượt trội hơn.
Nội dung khóa luận “Xu hướng triển khai mạng 3G của các nhà cung cấp
GSM Việt Nam” gồm 3 chương:
Chương 1: Trình bày về hệ thống thông tin di động thế hệ 3G. Phần cấu trúc
mạng 3G, yêu cầu đối với mạng thông tin thế hệ thứ ba, cấu trúc mạng lõi 3G và 3G
toàn IP.
Chương 2: Tổng quan về IP-GPRS, IPv6 và Mobile IP. Chương này trình bầy
cấu trúc mạng GPRS bao gồm cấu trúc, giao diện và các kênh điều khiển trong GPRS,
tổng quan về mạng IPv6 và mạng Mobile IP.
Chương 3: Lộ trình triển khai nâng cấp mạng VMS MobiFone lên 3G. Chương
này trình bày về mạng thông tin di động VMS MobiFone. Gồm lịch sử phát triển, cấu
hình, các dịch vụ mạng cung cấp của mạng VMS MobiFone và hướng phát triển của
VMS MobiFone. Sau đó là triển khai hệ thống GPRS, triển khai hệ thống 3G, và hệ
thống All-IP trong mạng VMS MobiFone. Bao gồm mục đích, phương án triển khai,
phương án tính cước và đánh giá kết quả thử nghiệm.
Sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu và được sự giúp đỡ của thầy Trần Ngọc
Hưng em đã hoàn thành đề tài này. Em xin chân thành cám ơn các thầy các cô trong
khoa Điện Tử - Viễn Thông và đặc biệt là thầy Trần Ngọc Hưng đã đã trực tiếp hướng
dẫn em hoàn thành khóa luận này.
Hà Nội, 5/2008.
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ

4
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
THẾ HỆ BA, CẤU TRÚC MẠNG LÕI 3G, VÀ 3G TOÀN IP
1.1. Lộ trình phát triển của mạng 3G
Sau nhiều năm phát triển, thông tin di động đã trải qua những giai đoạn phát triển
quan trọng. Từ hệ thống thông tin di động tương tự thế hệ thứ nhất đến hệ thống quy
hoạch mạng thông tin di động thế hệ thứ hai, và sau đó hệ thống thông tin di động thứ
ba đang được phát triển trên phạm vi toàn cầu và hệ thống thông tin di động đa phương
tiện thế hệ thứ tư đang được nghiên cứu tại một số nước. Dịch vụ chủ yếu của hệ thống
thông tin di động thế hệ thứ nhất và thứ hai là thoại, còn thế hệ thứ ba và thứ tư phát
triển về dịch vụ dữ liệu, thị tần và đa phương tiện.
Hình 1.1 :Lộ trình phát triển của hệ thống thông tin di động trên thế giới.
Các hệ thống thông tin di động tổ ong số hiện nay đang ở giai đoạn thế hệ thứ hai
cộng. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của dịch vụ thông tin di động nên ngay từ đầu
những năm 90 người ta đã tiến hành nghiên cứu hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba.
ITU đang tiến hành công ác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thông tin di động toàn cầu
IMT-2000. Ở Châu Âu, ETSI đang tiến hành chuẩn hóa phiên bản của hệ thống này với tên
gọi là UMTS. Hệ thống mới này làm việc ở giải tần 2MHz và cung cấp nhiều loại dịch vụ
bao gồm từ các dịch vụ thoại, số liệu tốc độ thấp hiện có đến các dịch vụ số liệu tốc độ cao,
video và truyền thanh. Tốc độ của người sử dụng có thể nên tới 2Mbps. Tốc độ này chỉ có
ở các cell pico trong nhà, còn các dịch vụ với tốc độ 14,4 Kbps sẽ được đảm bảo cho thông
tin di động thường ở các cell maco. Người ta đã tiến hành nghiên cứu hệ thống thông tin di
động thế hệ thứ tư có tốc độ cho người sử dụng lớn hơn 2Mbps.
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
5
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 được đánh giá là một ứng cử viên cho hệ
thống truy nhập vô tuyến IMT-2000. Giao diện vô tuyến trên cơ sở băng thông rộng,
đáp ứng các yêu cầu của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3. Những ưu điểm chủ

yếu của mạng 3G:
• Cải thiện hệ thống thông tin di động thế hệ 2, cải thiện dung lượng, chất lượng,
vùng phủ song.
• Tính linh hoạt cao của dịch vụ.
• Thực hiện truy nhập gói tin hiệu quả và tin cậy.
• Tính linh hoạt cao trong vận hành, hỗ trợ hoạt động không đồng bộ giữa các trạn
gốc nên triển khai thuận lợi trong nhiều môi trường, sử dụng các kỹ thuật tiên
tiến như anten thông minh.
1.2. Yêu cầu đối với hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba
Thông tin di động thế hệ ba phải là hệ thống thông tin di động cho các dịch vụ di
động truyền thông cá nhân đa phương tiện. Hộp thư thoại sẽ đựợc thay thế bằng bưu
thiếp điện tử được lồng ghép với hình ảnh và các cuộc thoại thông thường trước đây sẽ
được bổ xung các hình ảnh để trở thành thoại có hình.
Yêu cầu đối với thông tin di động thế hệ thứ ba:
+ Mạng phải là băng rộng và có khả năng truyền thông đa phương tiện, nghĩa là
mạng phải đảm bảo tốc độ bít lên tới 2Mbs phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của máy đầu
cuối, 2Mbps dự kiến cho các dịch vụ cố định, 384kbps khi đi bộ và 144kbps khi đang di
chuyển tốc độ cao.
+ Mạng phải có khả năng cung cấp độ rộng băng tần, dung lựợng theo yêu cầu.
Điều này xuất phát từ việc thay đổi tốc độ bit của các dịch vụ khác nhau. Ngoài ra cần
đảm bảo đường tuyền vô tuyến không đối xứng, chẳng hạn với tốc độ bit cao ở đường
xuống và tốc độ bit thấp ở đường lên hoặc ngược lại.
+ Mạng phải cung cấp thời gian truyền dẫn theo yêu cầu, nghĩa là phải đảm bảo
các kết nối chuyển mạch cho thoại, các dịch vụ Video và các khả năng số liệu gói cho
các dịch vụ số liệu.
+ Chất lượng dịch vụ phải không thua kém chất lượng dịch vụ cố định, nhất là
đối với thoại.
+ Mạng phải có khả năng sử dụng toàn cầu, nghĩa là bao gồm cả thông tin vệ tinh.
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
6

Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
Bộ phận tiêu chuẩn của ITU-R đã xây dựng các tiêu chuẩn cho IMT-2000.. Thông
tin di động thế hệ thứ ba xây dựng trên cơ sở IMT-2000 đã được đưa vào hoạt động từ năm
2001. Các hệ thống 3G cung cấp rất nhiều dịch vụ viễn thông bao gồm: thoại, số liệu tốc độ
bit thấp và bit cao, đa phương tiện, video cho người sử dụng làm việc cả ở môi trường công
cộng lẫn tư nhân, vùng cơ sở, vùng dân cư, phương tiện vận tải…
1.3. Các tiêu chí chung để xây dựng IMT-2000
+ Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2Ghz:
• Đường lên: (1885 – 2025) Mhz.
• Đường xuống: (2110 – 2200) Mhz.
+ Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình vô tuyến:
• Tích hợp các mạng thông tin hữ tuyến và vô tuyến.
• Tương tác với mọi dịch vụ viễn thông.
+ Sử dụng các môi trương khai thác khác nhau:
• Trong công sở.
• Ngoài đường.
• Trên xe.
• Vệ tinh.
+ Có thể hỗ trợ các dịch vụ như:
• Môi trường thương chú ảo (VHE) trên cơ sở mạng thông minh, di động cá nhân
và chuyển mạch toàn cầu.
• Đảm bảo chuyển mạch quốc tế.
• Đảm bảo các dịch vụ đa phương 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.
Môi trường hoạt động của IMT-2000 đựoc chia thành bốn vùng với các tốc độ
bit Rb phục vụ như sau:
• Vùng 1: Trong nhà, picocell, Rb ≤ 2Mbps.
• Vùng 2: Thành phố, microcell, Rb ≤ 384Kbps.
• Vùng 3: Ngoại ô, macrocell, Rb ≤ 144Kbps.

• Vùng 4: Toàn cầu, Rb = 9.6Kbps.
Có thể tổng kết các dịch vụ do IMT-2000 cung cấp ở bảng dưới đây:
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
7
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
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 đầu cuối di động cá nhân/ di động
dịch vụ.
Dịch vụ thông tin
định vị.
Theo dõi di động/ theo dõi di động thông
minh.
Dịch vụ viễn
thông.
Dịch vụ âm thanh.
- Dịch vụ âm thannh chất lượng cao (16 -
64 Kbps).
- Dịch vụ truyền thanh AM (32 - 64 kbps)
- Dịch vụ truyền hình FM (64 - 144 kbps)
Dịch vụ số liệu.
- Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình (64 -
144 kbps)
- Dịch vụ số liệu tốc độ tương đối cao (144
kbps – 2Mbps)
- Dịch vụ số liệu tốc độ cao (≥ 2 Mbps)
Dịch vụ đa phương
tiện.

- Dịch vụ Video (384 kbps)
- Dịch vụ ảnh động (384 kbps - 2 Mbps)
- Dịch vụ ảnh động thời gian thực ( ≥
2Mbps)
Dịch vụ
Internet.
Dich vụ Internet đơn
giản.
Dịch vụ truy nhập Web (384 kbps - 2
Mbps)
Dich vụ Internet thời
gian thực.
Dịch vụ Internet (384 kbps - 2Mbps)
Dịch vụ Internet đa
phương tiện.
Dịch vụ Website đa phương tiện thời gian
thực (≥ 2Mbps)
Để xây dựng tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ ba, các tổ chức
quốc tế sau đây được hình thành dưới sự điều hành chung của ITU:
• 3GPP: bao gồm các thành viên sau:
- ESTI: Châu Âu.
- TTA: Hàn Quốc.
- ARIB, TTC: Nhật.
- T1P1: Mỹ.
• 3GPP2: bao gồm các thành viên sau:
- TIA, T1P1: Mỹ.
- TTA: Hàn Quốc.
- ARIB, TTC: Nhật.
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
8

Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
Hiện nay hai tiêu chuẩn đã được chấp thuận cho IMT-2000 là:
- WCDMA được xây dựng từ 3GPP.
- Cdma2000 được xây dựng từ 3GPP2.
Hai hệ thống này đã bắt đầu đựợc đưa vào hoạt động trong những năm đầu của
thập kỷ 2000. Các hệ thống này đều sử dụng công nghệ CDMA, điều này cho phép thực
hiện tiêu chuẩn toàn thế giới cho giao diện vô tuyến của hệ thống thông tin di động thế
hệ ba.
WCDMA là sự phát triển tiếp theo của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai
sử dụng công nghệ TDMA như GSM, PDC, IS-136. Cdma2000 là sự phát triển tiếp theo
của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai sử dụng công nghệ CDMA: IS-95.
Mô hình tổng quát của mạng IMT-2000:
Hình 1.2 : Mô hình mạng IMT-2000.
Ký hiệu: - TE (Terminal Equipment) : Thiết bị đầu cuối.
- UI ( User Interface) : Giao diện người sử dụng.
Phân bố tần số cho IMT-2000 trên thế giới:
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
9
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
Hình 1.3 : Phân bổ tấn số cho IMT-2000 trên thế giới.
Châu Âu sử dụng hệ thống thế hệ hai là DCS 1800 ở băng tần (1710-1755) Mhz
cho đường lên và (1805-1850) cho đường xuống. Ở Châu Âu và hầu hết các nước Châu
Á băng tần IMT-2000 là 2x60 Mhz (1920-1980 Mhz cống với 2110-2170 Mhz) có thể
sử dụng cho WCDMA FDD. Băng tần sử dụng cho TDD ở Châu Âu thay đổi, băng tần
được cấp theo giấy phép có thể là 25Mhz cho sử dụng TDD ở (1900-1920)Mhz và
(2020-2025)Mhz. Băng tần cho các ứng dụng TDD không cần xin phép (SPA – Self
Provided Application: ứng dụng tự cấp) có thể là (2010-2020)MHz. Các hệ thống FDD
sử dụng các băng tần khác nhau cho đường lên và đường xuống với phân cách là
khoảng cách song công, còn hệ thống TDD sử dụng cùng tần số cho cả đường lên và
đường xuống.

Nhật sử dụng hệ thống thế hệ hai là PDC, còn Hàn Quốc sử dụng hệ thống thế hệ
hai là IS-95 cho cả khai thác tở ong lẫn PCS. Ẩn định phổ PCS ở Hàn Quốc khác với ấn
định phổ PCS ở Mỹ, vì thế Hàn Quốc có thể sử dụng toàn bộ phổ tần quy định của
IMT-2000. Ở Nhật một phần phổ của IMT-2000 TDD đã được sử dụng cho PHS (hệ
thống điện thoại cầm tay cá nhân).
Ở Mỹ không còn phổ mới cho các hệ thống thông tin di động thế hệ ba. Các dịch
vụ của thế hệ ba sẽ được thực hiện trên cơ sở thay thế phổ tần của hệ thống thông tin thế
hệ ba bằng phổ tần của hệ thống PCS thế hệ hai hiện tại.
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
10
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
Ở Trung Quốc phổ tần dành trước cho PCS và WLL sử dụng một phần phổ tần
của IMT-2000 mặc dù chúng chưa được ấn định cho hãng khai thác nào. Theo quyết
định về phân bố tần số, sẽ có đến 2x60 Mhz được sử dụng cho WCDMA ở Trung Quốc.
Phổ tần TDD cũng sẽ được sử dụng ở Trung Quốc.
Các nước đã bắt đầu xin giấy phép cho sử dụng phổ tần của IMT-2000. Giấy
phép đầu tiên được cấp cho Phần Lan vào 03/1999, sau đó là Tây Ba Nha. Một số nước
cũng có thể đi theo quan điểm cấp phép giống như GSM được cấp phép ở Châu Âu. Tuy
nhiên, một số nước bán dấu giá phổ tần cho IMT-2000 giống như Mỹ bán dấu cho PSC.
1.4. Hệ thống thông tin di dộng 3G -USMT
UMTS là hệ thống viễn thông di động toàn cầu của Châu Âu dựa trên công nghệ
WCDMA. Mục đích của UMTS là cung cấp cho người sử dụng thông tin cá nhân truy nhập
vào giải băng rộng để sử dụng các mới dịch vụ mới. UMTS cung cấp thông tin các nhân di
động multimedia định hướng. Đồng UTMS cung cấp các dịch vụ roaming toàn cầu. UMTS
được thương mại hóa ở Nhật và ở Châu Âu. Ở Nhật, mấu chốt là tăng yêu cầu của dịch vụ
multimedia và khả năng sử dụng các ứng dụng dữ liệu tốc độ cao.
UMTS kết hợp công nghệ mới với hệ thống và các dịch vụ của GSM hiện tại.
ERC đã quy định phổ mới trên băng tần mới 2 GHz đói với mặt đất.
Phổ này bao gồm:
• Băng tần kép (1929-1980 MHz + 2110-2170 MHz).

• Băng tần đơn (1910-1920 MHz + 2010-2025 MHz).
Hình 1.4 : Sử dụng phổ UMTS.
Dải phổ trên đã được lựa chọn ở cả Châu Âu và Nhật Bản. Còn ở Bắc Mỹ thì rất
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
11
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
tiếc nó đã được sử dụng cho các hệ thống PCS.
Có hai chế độ được định nghĩa là FDD và TDD. Cả hai chế độ đều là CDMA
băng rộng (WCDMA) với độ rộng kênh vô tuyến là 5MHz và đã được phát triển nhằm
sử dụng tối đa hiệu quả và lợi ích của CDMA.
TD/CDMA được sử dụng trên băng tần đơn. Lợi ích của TD/CDMA là khả năng
quản lý lưu lượng không song công ( lưu lượng giữa đường lên và đường xuống khác
nhau). Bởi TD/CDMA có đường lên và đường xuống ở trên cùng một băng tần chỉ phân
cách về mặt thời gian, nên đối với việc truyền số liệu không cân bằng giữa đường lên và
đường xuống, hiệu quang phổ của TD/CDMA sẽ cao hơn so với WCDMA (ấn định hai
băng tần riêng cho đường lên và đường xuống). Lấy ví dụ Internet là điển hình, rất
nhiều thông tin được tải xuống từ trang Web mà rất ít thông tin được gửi đi.
Tổng quát từ 2,5G (GPRS/EDGE) phát triển lên UMTS:
Thực hiện
Mới
Giao diện vô tuyến WCDMA (UE, Node B)
Giao diện mạng truy nhập vô tuyến RAN (Iub (Node B-RNC) và Tur
(RNC-RNC))
Giao diện mạng lõi: Iu (MSC-RNC và SGSN-RNC).
Điều chỉnh
MSC và SGS cho giao diện TU
Giữa
nguyên
Mạng lõi chuyển mạch kênh(HLR-AuC)
Mạng lõi chuyển mạch gói (GGSN)

3GPP đã xác định con đường phát triển của GSM lên UTMS (WCDMA):
Mạng lõi phát triển từ GSM-only nhằm hỗ trợ cả GPRS và các thiết bị WCDMA mới.
• 3GPP Release 99: Thêm phần vô tuyến 3G.
• 3GPP Release 4 : Thêm chuyển mạch mềm các gateway thoại và lõi chuyển
mạch gói.
• 3GPP Release 5 : Cung cấp các dịch vụ multimedia IP (IMS) và QoS.
• 3GPP Release 6 : Mạng “All IP”, đang được chuẩn hóa.
1.4.1. Release 99
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
12
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
Hình 1.5 : Kiến trúc mạng 3G Release 99.
+ Về giao diện vô tuyến:
• Phần mạng truy nhập vô tuyến mới UTRAN(WCDMA) được thêm các thành
phần RNC và BC.
• Việc có nâng cấp giao diện vô tuyến hiện có của GSM lên EDGE (E-RAN) hay
không là tùy chọn của nhà khai thác.
+ MSC/VLR nâng cấp có thể xử lý được cho phần vô tuyến băng rộng.
+ Để các dịch vụ IN có thể cung cấp cho các mạng tạm trú cảu thuê bao cần triển khai
CAMEL.
+ Kết nối truyền dẫn trong mạng truy nhập vô tuyến WCDMA dùng ATM nhằm hỗ trợ
các loại hình dịch vụ khác nhau: các dịch vụ tốc độ không đổi cho chuyển mạch kênh và
và các dịch vụ có tốc độ thay đổi đối với chuyển mạch gói.
+ Các nút lõi được chuyển đổi:
• Phần CS phải quản lý cả thuê bao 2G và 3G, đòi hỏi thay đổi trong MSC/VLR
và HLR/AuC/EIR.
• Phần PS được nâng cấp từ GPRS, thay đổi ở SGSN là lớn nhất.
- Mạng cung cấp các loại dịch vụ 3G và dịch vụ giống với mạng 2,5G, hầu hết các dịch
vụ được chuyển sang dạng gói khi có nhu cầu. Ví dụ WAP sẽ chuyển sang dùng chuyển
mạch gói. Dịch vụ dựa trên vị trí giúp truyền dữ liệu gói hiệu quả hơn.

- Ưu điểm:
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
13
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
+ Tận dụng tối đa hạ tầng GSM/GPRS hiện có:
• Có thể triển khai nhanh chóng.
• Chỉ tiêu các phần tử mạng rất ổn định.
+ Cung cấp cả dịch vụ 2G và 3G, dịch vụ chuyển mạch kênh và gói.
+ Bảo đảm an toàn đầu tư:
• Thiết bị nâng cấp dần dần tới mạng lõi 3G.
- Nhược điểm:
+ Phức tạp do cả hai thành phần CS và PS.
+ Phần CS phức tạp do phải phục vụ cả 2G và 3G, khó mở rộng.
+ Việc quản lý hệ thống sẽ phức tạp.
- Khắc phục:
Bước phát triển tiếp theo sau 3GPP R99 chỉ ra các xu hướng chung. Đó là tách
phần kết nối cuộc gọi, phần điều khiển và phần dịch vụ, đồng thời chuyển đổi mạng
theo hướng hoàn toàn trên cơ sở IP.
1.4.2. Release 4
Hình 1.6 : Kiến trúc 3G Release 4.
Điểm khác biệt chính của Release 4 và Release 99 là mạng lõi phân bố. MSC
được chia thành MSC sever và MGW. 3GPP Relesae 4 tách phần kết nối, điều khiển và
dịch vụ cho chuyển mạch kênh mạng lõi.
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
14
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
MSC sever có chức năng quản lý di động và điều khiển cuộc gọi, không chứa ma
trận chuyển mạch, phần tử điều khiển MGW. Còn Media Gateway (MGW) là phần tử
chụi trách nhiệm duy trì các kết nối và thực hiện chức năng chuyển mạch khi cần.
Thoại chuyển mạch gói (VoIP): cuộc gọi chuyển mạch kênh được chuyển sang

chuyển mạch gói trong MGW.
- Ưu điểm:
+ Khắc phục một số nhược điểm của R99.
+ Tách riêng phần kết nối cuộc gọi, phần điều khiển và phần dịch vụ cho phần
chuyển mạch lõi chuyển mạch kênh.
+ Toàn bộ lưu lượng qua MGW, được quản lý nằng MSC Sever tách rời ( nâng
cấp từ MSC/VLR).
+ Phần CN CS có thể tự do mở rộng khi dung nhiều MGW.
+ Cho phép truyền tải lưu lượng hiệu quả hơn nhờ chuyển mạch gói. Một cuộc
gọi GSM truyền thống sẽ được thay bằng VoIP qua MGW. Phân hệ đa phương
tiện IP(IMS) được thêm vào đáp ứng các dịch vụ đa phương tiện trên IP và VoIP.
- Nhược điểm:
+ Làm thay đổi căn bản phần CS nhưng vẫn còn cả hai thành phần CS và PS.
+ Vai trò của CAMEL sẽ thay đổi, phải lập kết nối với phần PS và sẽ trở thành
yếu tố đấu nối giữa hạ tầng dịch vụ và mạng.
1.4.3. Release 5
Hình 1.7 : Kiến trúc 3G Release 5.
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
15
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
Đặc điểm của Release 5 là them miền IP đa phương tiện trong mạng lõi(IM), hỗ
trợ dữ liệu và thoại qua IP, trong đó bổ sung một phần tử mới:
• CSCF: Quản lý việc thiết lập duy trì và giải phóng các phiên truyền đa
phương tiện với người sử dụng.
• MRF: Hỗ trợ các chức năng như cuộc gọi nhiều bên, cuộc gọi hội nghị.
Ngoài ra, SGSN và GGSN được cải tiến so với R4 là có hỗ trợ thoại. MGW vẫn có chức
năng tương tự như R$ và MGW do MGCF điều khiển.
- Ưu điểm :
+Tồn tại duy nhất chuyển mạch gói PS.
+ Sử dụng hiệu quả và dễ dàng quản lý toàn bộ lưu lượng trên mạng 3G vì đều là

IP.
+ Công nghệ truy nhập vô tuyến sẽ giảm dần tỷ trọng. Trong tương lai, các lõi
3G sẽ có nhiều công nghệ truy nhập vô tuyến khác nhau.
Một số vấn đề cần xem xét thêm:
+ Công nghệ chưa chín muồi, cần chờ tiêu chuẩn và hệ thống ổn định.
Môi trường thường chú ảo (VHL): Đáp ứng yêu cầu hội tụ các mạng di động, cố
định và Internet. Cho phép các thuê bao được cung cấp dịch vụ như đang ở mạng
thường trú kể cả khi roaming.
+ Quản lý chất lượng dịch vụ do IP là dịch vụ “best effort”.
+ Bảo mật IPv6, IP-VPN.
+ Mở rộng không gian địa chỉ IPv6
+ Đặc tính kết nối vô tuyến khác hữu tuyến.
+ Tính di động đầu cuối.
1.4.4. Release 6
Mục đích chuẩn hóa của 3GPP Relesae 6 là:
+ Cung cấp các dịch vụ đa phương tiện IP, pha 2: Nhắn tin IMS và quản lý
nhóm.
+ Hoạt động phối hợp với mạng LAN vô tuyến.
+ Các dịch vụ giọng nói: Nhận dạng giọng nói phân bố (DSsR).
+ Phạm vi và định nghĩa đang tiếp tục được tiêu chuẩn hóa.
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
16
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
1.5. Cấu trúc mạng 3G toàn IP
Tiếp theo thế hệ 2.5G và 3G, mạng lõi toàn IP đang xuất hiện với nhiều khả năng
ứng dụng cao, các dịch vụ thoại và số liệu được hỗ trợ qua mạng lõi toàn IP. Các mạng
đa phương tiện toàn IP được thiết kế cho công nghệ bưu chính như CDMA2000,
UMTS. Trong cấu trúc mạng 3G toàn IP, dữ liệu được thiết lập để mang các gói IP giữa
các sever kết nối mạng và các thiết bị đầu cuối. Mạng sử dụng các “Tunnet” để hỗ trợ
việc lưu chuyển. Trong UMTS, Tunnet từ sever truy nhập mạng được định tuyến thong

qua một hệ chuyển mạch tunnet. Thiết bị đầu cuối có thể di chuyển giữa các trạm thu
phát và trạm điều khiển mà không cần chuyển các chuyển mạch tunnet mà chỉ cần một
nhánh của tunnet. Thiết bị đầu cuối có thể di chuyểnn tới một mạng truy nhập được điều
khiển bởi một chuyển mạch tunnet khác bằng việc di chuyển các nhánh của tunet mà
không cần lưu chuyển phần dữ liệu. Kiến trúc mạng 3G-All-IP thể hiện hình dưới dây:
Hình 1.8 : Kiến trúc mạng 3G All-IP.
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
17
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ
KẾT NỐI IP-GPRS, IPv6, MOBILE IP
2.1.Tổng quan về kết nối IP-GPRS
Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS là một công nghệ cung cấp các dịch vụ gói IP
dung lượng cao thông qua GSM. Các ứng dụng của IP mới của GPRS đưa ra các ứng
dụng Internet không dây hấp dẫn tới người sử dụng, đồng thời đưa ra nghiều cơ hội kinh
doanh cho các nhà khai thác.
GPRS thuộc GSM pha 2 cộng, là một dịch vụ số liệu chuyển mạch gói trên cơ sở
hạ tầng GSM. Công nghệ chuyển mạch gói đưa ra để tối ưu việc truyền số liệu cụm và
tạo điều kiện truyền tải cho một lượng dữ liệu lớn.
GPRS được thiết kế để cung cấp các dịch vụ gói tốc dộ cao hơn so với tốc độ
truyền số liệu được cung cấp với các dịch vụ chuyển mạch kênh của GSM. GPRS có thể
cung cấp tốc độ số liệu lên đến 171kbps ở giao diện vô tuyến, mặc dù các mạng thực tế
không thể đạt được tốc độ này (do hiệu chỉnh lỗi đường truyền). Trong thực tế, giá trị
cực đại của tốc độ chỉ cao hơn 100 kbps một chút với độ khả thi khoảng 40kbps đến
50kbps.
GPRS đảm bảo tốc độ số liệu cao hơn cao hơn nhung vẫn sử dụng vô tuyến
giống GSM (Cùng kênh tấn số 200 KHz được chia thành 8 khe thời gian). Ngoài ra mã
hóa kênh ở GPRS cũng gần giống mã hóa kênh ở GSM. GPRS định nghĩa một số sơ đồ
mã hoá kênh khác nhau. Sơ đồ mã hoá kênh thường được dùng nhất cho truyền số liệu
gói là Sơ đồ mã hoá 2 (CS-2). Sơ đồ mã hoá này cho phép một khe thời gian có thể

mang số liệu ở tốc độ 13,4 kbps. Nếu một người sử dụng truy nhập đến nhiều khe thời
gian, thì tốc độ 40,2 hay 53,6 kbps là khả dụng đối với người này. Bảng sau liệt kê các
sơ đồ mã hoá khác nhau và các tốc độ số liệu tương ứng đối với một khe thời gian.
Sơ đồ mã
hóa
Tốc độ số liệu giao diện vô tuyến
(kbps)
Tốc độ số liệu gần đúng của người
sử dụng (kbps)
CS-1 9.05 6.8
CS-2 13.4 10.4
CS-3 15.6 11.7
CS-4 21.4 16.0
Các tốc độ giao diện vô tuyến ở bảng trên đảm bảo các tốc độ số liệu khác nhau
của người sử dụng ở giao diện này. Tuy nhiên, có nhiều lớp cao hơn giao diện vô tuyến
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
18
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
cũng tham dự vào việc truyền số liệu ở GPRS. Mỗi lớp bổ sung thêm thông tin vào số
liệu nhận được từ lớp trên. Lượng thông tin bổ sung do từng lớp tạo ra phụ thuộc vào
nhiều yếu tố, trong đó yếu tố dễ nhận thấy nhất là kích cỡ của gói ứng dụng cần truyền.
Đối với một lượng số liệu cần truyền cho trước, các kích cỡ của gói số liệu ứng dụng
nhỏ hơn sẽ dẩn đến thông tin bổ sung lớn hơn các kích cỡ của gói số liệu lớn hơn. Kết
quả là tốc độ số liệu có thể sử dụng được thấp hơn tốc độ số liệu giao diện vô tuyến từ
20 đến 30 phần trăm.
Như đã nói ở trên sơ đồ mã hoá thường được sử dụng nhiều nhất cho truyền số
liệu của người sử dụng là CS-2. Sơ đồ này đảm bảo hiệu chỉnh lỗi khá tốt ở giao diện vô
tuyến. Mặc dù CS-3 và CS-4 cung cấp thông lượng cao hơn, nhưng chúng nhạy cảm cao
với lỗi ở giao diện vô tuyến. Thực ra CS-4 hoàn toàn không đảm bảo hiệu chỉnh lỗi ở
giao diện vô tuyến. CS-3 và đặc biệt là CS-4 đòi hỏi phát lại nhiều hơn ở giao diện vô

tuyến, vì thế thông lượng thực sự hầu như không tốt hơn CS-2.
Tất nhiên ưu điểm lớn nhất của GPRS không chỉ đơn giản là ở chỗ nó cho phép
tốc độ số liệu cao hơn. Ưu điểm lớn nhất của GPRS là nó sử dụng công nghệ chuyển
mạch gói. Điều này có nghĩa là một người sử dụng chỉ tiêu phí tài nguyên khi người này
cần phát hoặc thu số liệu. Nếu một người sử dụng không phát số liệu ở một thời điểm,
thì các khe thời gian ở giao diện vô tuyến tại thời điểm này sẽ được dành cho các người
sử dụng khác.
Việc GPRS cho phép nhiều người sử dụng cùng chia sẻ tài nguyên vô tuyến là
một ưu điểm lớn. Điều này có nghĩa rằng mỗi khi một người sử dụng muốn truyền số
liệu, thì MS phải yêu cầu được truy nhập đến các tài nguyên này và mạng phải cấp phát
các tài nguyên này trước khi xảy ra truyền số liệu. Mặc dù điều này có vẻ như nghịch lý
với việc dịch vụ luôn được kết nối, GPRS hoạt động sao cho thủ tục yêu cầu cấp phát
không bị phát hiện, vì thế người sử dụng và dịch vụ dường như luôn luôn được kết nối.
Ta thử tưởng tượng rằng người sử dụng đang tải xuống một trang Web và sau đó
đợi một khoảng thời gian nào đó trước khi tải xuống tiếp trang Web khác. Để tải xuống
một trang Web mới, người sử dụng yêu cầu tài nguyên vô tuyến, mạng cấp phát tài
nguyên này, MS gửi yêu cầu trang Web đến mạng, mạng gửi yêu cầu này đến mạng số
liệu ngoài (Internet chẳng hạn). Các thủ tục này xảy ra rất nhanh để trễ không bị quá lớn.
Rất nhanh chóng trang Web mới này xuất hiện trên thiết bị của người sử dụng.
GPRS phù hợp với một phạm vi rộng các ứng dụng từ thư điện tử (E-mail), văn
phòng di động (Mobile Office), các ứng dụng đo lường lưu lượng từ xa, tới tất cả các
ứng dụng dữ liệu cụm chẳng hạn như truy cập Internet. GPRS cho phép hổ trợ các ứng
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
19
Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
dụng dữ liệu của mạng cố định hiện tại trên các đầu cuối di động. Dịch vụ GPRS được
định hướng chủ yếu cho các ứng dụng với các đặc tính lưu lượng của truyền tải chu kỳ
với khối lượng nhỏ và truyền không theo chu kỳ của các dữ liệu có kích nhỏ hoặc trung
bình. Điều này tạo khả năng cho hệ thống có thể phục vụ các dịch vụ và ứng dụng mới.
Sự truyền tải một ượng lớn dữ liệu vẫn sẽ được duy trì qua các kênh chuyển mạch kênh,

để tránh trở ngại của phổ vô tuyến gói. Các ứng dụng của GPRS có thể tiến hành từ các
công cụ thông tin trong một máy tính xách tay PC ( thư điện tử, truyền dẫn file, và hiển
thị trang Web, đến các ứng dụng đặc biệt liên quan tới các truyền tải thấp ( máy đo từ
xa, điều khiển lưu lượng đường sắt và đường giao thông, thông tin điều hành taxi và xe
tải, hướng dẫn đường động lực và giao dịch tiền tệ...).
2.1.1. Cấu trúc mạng GPRS
a) Cấu trúc mạng chuyển mạch GPRS
Cấu trúc mạng GPRS được xây dựng trên nền tảng mạng GSM đang tồn tại. Tuy
nhiên, nhiều thành phần mạng mới được thêm vào cho chức năng chuyển mạch gói, ở
đây ta thấy có đơn vị điều khiển gói ( PCU: Packet Control Unit ), nút hỗ trợ GPRS
phục vụ ( SGSN:Serving GPRS Support Node ) nút hỗ trợ GPRS cổng (GGSN: Gateway
GPRS Support Node ). Ngoài ra, có một mạng backbone nối các nút SGSN và GGSN
với nhau, một domain name server sử dụng cho mục đích biên dịch địa chỉ và một BG (
Border Gateway) để đảm bảo an toàn cho mạng GPRS PLMN từ :
• Lưu lượng, báo hiệu không mong muốn từ các GPRS PLMN khác.
• Lưu lượng giữa các mạng Backbone PLMN được tạo ra từ các nguồn truy cập
trái phép.
PCU là một phần tử mạng logic chịu trách nhiệm đối với một số chức năng
liên quan đến GPRS như điều khiển truy nhập giao diện vô tuyến, lập biểu gói trên giao
diện vô tuyến, lắp ráp và lắp ráp lại gói. PCU có thể được đặt tại BTS, BSC, hay tại
SGSN. Một cách logic có thể coi PCU như là một bộ phận của BSC và trên thực tế ta
thấy PCU thường được kết hợp vật lý với BSC.
SGSN tương tự như MSC/VLR trong vùng chuyển mạch kênh nhưng thực hiện
các chức năng tương tự ở vùng chuyển mạch gói. Các chức năng này bao gồm quản lý
di động, bảo an và các chức năng điều khiển truy nhập. Vùng phục dịch vụ của SGSN
được chia thành các vùng định tuyến ( RA: Routing Area ), các vùng này tương tự như
vùng định vị ở vùng chuyển mạch kênh. Khi máy di động GPRS MS chuyển động từ
một RA này đến một RA khác, nó thực hiện cập nhật vùng định tuyến cũng giống như
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
20

Khóa Luận Tốt Nghiệp Thông Tin Di Động
cập nhật vùng định vị ở vùng chuyển mạch kênh. Chỉ có một sự khác nhau duy nhất là
MS có thể thực hiện cập nhật vùng định tuyến ngay cả khi đang xảy ra phiên số liệu.
Theo thuật ngữ của GPRS thì phiên số liệu đang xảy ra này được gọi là Ngữ cảnh giao
thức số liệu gói (PDP Context Packet Data Protocol Context ). Trái lại khi một MS
đang tham dự một cuộc gọi chuyển mạch kênh, sự thay đổi vùng định vị không dẫn đến
cập nhật vùng định vị.
Một SGSN có thể phục vụ nhiều BSC, còn một BSC chỉ giao diện với một
SGSN. Giao diện giữa SGSN với BSC ( thực chất là với PCU ở BSC ) là giao diện Gb.
Đây là một giao diện trên cơ sở chuyển tiếp khung sử dụng giao thức BSS GPRS
(BSSGP ). Giao diện Gb được sử dụng để chuyển giao báo hiệu và các thông tin điều
khiển cũng như lưu lượng của người sử dụng đến và từ SGSN.
SGSN cũng giao diện với bộ ghi định vị thường trú ( HLR ) thông qua giao diện
Gr. Đây là giao diện trên cơ sở báo hiệu số 7, giao diện này sử dụng MAP tăng cường
dùng cho SGSN. Giao diện Gr tương đương như giao diện D giữa VLR và HLR ở
GSM. SGSN sử dụng giao diện Gr để cập nhật vị trí các thuê bao GPRS ở HLR và để
nhận được thông tin đăng ký của thuê bao liên quan đến GPRS đối với mọi thuê bao
nằm trong vùng phục vụ của SGSN.
Hình 2.1 : Cấu trúc mạng GPRS.
Tuỳ chọn, một SGSN có thể giao diện với MSC thông qua giao diện Gs. Đây là
giao diện trên cơ sở báo hiệu số 7 sử dụng SCCP. Lớp trên SCCP là một giao thức được
gọi là BSSAP
+
, đây là một dạng cải biến của BSSAP được sử dụng giữa MSC và BSC ở
Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Trần Đình Trường- K49Đ
21