Xem mẫu
- CHUYÊN ĐỀ SỐ 1
Lớp : D07DTA1
NGƯỜI THỰC HIỆN: 1/ LÊ ĐỨC THUẬN
2/ LÊ VĂN KIỂM
TIỂU LUẬN TỔNG QUAN VIỂN THÔNG
I. TÓM TẮT NỘI DUNG
- Qúa trình phát triẻn thông tin di động
- Các phương thức truy nhập trong thông tin di động
- Các thành phân trong hệ thống thông tin di động
- Dãi tân GSM 900
- Các đặc tính cơ bản của một hệ thống thông tin di động
- Hoạt đông trong một mang thông tin di động
II. NỘI DUNG CHÍNH
1 Lịch sử phát triển viễn thông
- 1964: Khai thác các hệ thống chuyển mạch
- 1970-1975: CCITT phát triển các tiêu chuẩn về PCM
- - 1975-1985: Hệ thống quang dung lượng lớn, chuyển mạch tích hợp cao, các
bộ vi xử lý tín hiệu số; Mạng di động tổ ong hiện đại được đưa vào khai thác
(NMT, AMPS); Mô hình tham chiếu OSI (tổ chức ISO)
- 1985- 1990: LAN, ISDN được chuẩn hoá, các DV truyền SL phổ biến,
truyền dẫn quang thay cáp đồng trên các đường truyền dẫn băng rộng cự ly xa,
phát triển SONET, chuẩn hoá và khai thác GSM, SDH
- 1990-1997: GSM tế bào số, truyền hình vệ tinh phổ biến rộng rãi trên thế
giới; Internet mở rộng nhanh chóng nhờ WWW
- 1997-2000: Viễn thông mang tính cộng đồng, phát triển rộng rãi GSM,
CDMA; Internet phát triển; WAN băng rộng nhờ ATM, LAN Gb
- 2001: HDTV, di động 3G, các mạng băng rộng, các hệ thống truy nhập đưa
các dịch vụ đa phương tiện tới mọi người
2 Các phương thức truy nhập thông tin di động
FDMA :Truy nhập phân kenh theo tần số
- FDMA (Frequency Division Multiple Access) đây là công nghệ dựa trên
kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số. Theo kỹ thuật này để liên lạc đuợc với
nhau thông qua trạm anten thì mỗi thiết bị đầu cuối (điện thoại di động) đuợc cấp
phát hai kênh liên lạc trong suốt thời gian thông tuyến. Hạn chế của kỹ thuật này là
sẽ xảy ra nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận là đáng kể. Anten phải có bộ
thu phát riêng làm việc với thiết bị đầu cuối trong hệ thống tế bào.
TDMA:Truy nhập phân kênh theo thời gian
- TDMA (Time Division Multiple Access) đây là công nghệ dựa trên kỹ
thuật đa trưy cập phân chia theo thời gian. Phổ tần số quy định cho liên lạc di động
đuợc chia thành các dải tần số liên lạc, mỗi dải liên lạc này đuợc dùng chung cho N
kênh liên lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe thời gian trong chu kỳ một khung. Đặc
điểm là tín hiệu thuê bao được truyền dẫn số. Liên lạc song công mỗi hướng thuộc
các dải tần liên lạc khác nhau. Giảm nhiễu giao thoa. Giảm số trạm thu phát (BTS).
Công nghệ này cho phép tăng dung lượng kết nối đồng thời tại các trạm BTS đảm
bảo tiết kiệm vốn đầu tư cho nhà cung cấp dịch vụ mạng thông tin di động so với
công nghệ FDMA trước đây.
Hệ thống TDMA điển hình là GSM (Global system for Mobile
Communication) hay còn gọi là hệ thống dùng kỹ thuật số. Công nghệ này được các
nhà khai thác mạng điện thọai di động Mobi, Vina và Vietel đang sử dụng
- CDMA: Truy nhập phân kênh theo mã
- CDMA (Code Division Multiple Access) đây là công nghệ dựa trên kỹ
thuật đa phân chia truy cập theo mã. Đặc điểm là dải tần số tín hiệu rộng hàng Mhz.
Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cường độ trường rất nhỏ và
chống pha đỉnh hiệu quả hơn FDMA và TDMA. Việc thuê bao trong cell dùng
chung tần số khiến cho thiết bị truyền vô tuyến đơn giản, việc thay đổi kế hoạch tần
số không còn là vấn đề, chuyển giao trở thành mềm, điều khiển dung lượng trong
cell rất linh hoạt.
3/ Các thành phân trong hệ thống thông tin di động
- MSC : tổng đài
trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động (MSC) điều khiển một số
BSC. MSC điều khiển các cuộc gọi đến và từ mạng chuyển mạch điện
thoại công cộng
Các chức năng chính của MSC
-Xử lý cuộc gọi (call procesing).
- Điều khiển chuyển giao (Handover control).
-Quản lý di động (mobility management).
- Xử lý tính cước (billing).
- Tương tác mạng (interworking function)
- BSC : Base Station Control - Đài điều khiển trạm gốc
BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh
điều khiển từ xa. Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng kênh vô
tuyến và chuyển giao. Một phía BSC được nối với BTS, còn phía kia nối
với MSC của phân hệ chuyển mạch SS. Giao diện giữa BSC và MSC là
giao diện A, còn giao diện giữa BTS và BSC là giao diện A.bis.
Các chức năng chính của BSC:
- Quản lý mạng vô tuyến: Việc quản lý vô tuyến chính là quản lý các cell và
các kênh logic của chúng. Các số liệu quản lý đều được đưa về BSC để đo
đạc và xử lý, chẳng hạn như lưu lượng thông tin ở một cell, môi trường vô
tuyến, số lượng cuộc gọi bị mất, các lần chuyển giao thành công và thất
bại...
- Quản lý trạm vô tuyến gốc BTS: Trước khi đưa vào khai thác, BSC lập
cấu hình của BTS ( số máy thu/phát TRX, tần số cho mỗi trạm... ). Nhờ đó
- mà BSC có sẵn một tập các kênh vô tuyến dành cho điều khiển và nối thông
cuộc gọi.
- Điều khiển nối thông các cuộc gọi: BSC chịu trách nhiệm thiết lập và giải
phóng các đấu nối tới máy di động MS. Trong quá trình gọi, sự đấu nối
được BSC giám sát. Cường độ tín hiệu, chất lượng cuộc đấu nối được ở
máy di động và TRX gửi đến BSC. Dựa vào đó mà BSC sẽ quyết định công
suất phát tốt nhất của MS và TRX để giảm nhiễu và tăng chất lượng cuộc
đấu nối. BSC cũng điều khiển quá trình chuyển giao nhờ các kết quả đo kể
trên để quyết định chuyển giao MS sang cell khác, nhằm đạt được chất
lượng cuộc gọi tốt hơn. Trong trường hợp chuyển giao sang cell của một
BSC khác thì nó phải nhờ sự trợ giúp của MSC. Bên cạnh đó, BSC cũng có
thể điều khiển chuyển giao giữa các kênh trong một cell hoặc từ cell này
sang kênh của cell khác trong trường hợp cell này bị nghẽn nhiều.
-. Quản lý mạng truyền dẫn: BSC có chức năng quản lý cấu hình các đường
truyền dẫn tới MSC và BTS để đảm bảo chất lượng thông tin. Trong
trường hợp có sự cố một tuyến nào đó, nó sẽ tự động điều khiển tới một
tuyến dự phòng
- BTS: trạm thu phát sống vô tuyến
là một phần của thiết bị tạo điều kiện không dây giao tiếp giữa thiết bị
người dùng và một mạng lưới. những người sử dụng là các thiết bị
như điện thoại di động (ĐTDĐ), máy tính với internet không dây kết nối.
Mặc dù các trạm BTS giới hạn có thể được áp dụng đối với bất kỳ
các thông tin liên lạc không dây tiêu chuẩn, nó thường và thường liên kết
với các công nghệ truyền thông di động như GSM và CDMA . Về vấn đề
này, một BTS là một phần của hệ thống con trạm gốc (BSS) phát triển
cho hệ thống quản lý.
- HLR và VLR
HLR chứa các thông tin: vị trí của thuê bao, chi tiết liên quan đến hợp đồng
thuê bao của người dùng như các dịch vụ, identity. Nó chứa thông số K_i
dùng trong quá trình bảo mật và chứng nhận thực. Các thông tin này mang tính
permanent.
- VLR chứa các thông tin mang tính temporal, bao gồm các thông tin liên quan
đến thuê bao ( lấy từ HLR) và vị trí chính xác của MS trong vùng VLR này
(đang kết nối với BSC nào...).
- AUC : Trung tâm nhận thực
Trung tâm nhận thực (AUC ) được nối đến HLR. Chức năng của AUC là cung cấp cho
HLR các thông số nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật.
- EIR : Equipment Identified Reader - Bộ ghi nhận dạng thiết bị
Thanh ghi nhận dạng thiết bị (EIR) được nối với MSC qua một đường
báo hiệu. Nó cho phép MSC kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị.
- OMC : Operating and Maintaining Central - Trung tâm khai thác và bảo
dưỡng - là một vị trí được sử dụng để vận hành và duy trì một mạng
không dây.
4/ Cấu trúc cơ bản của mạng di động
Mỗi mạng điện thoại di động có nhiều Tổng đài chuyển mạch MSC ở các
khu vực khác nhau (Ví dụ như tổng đài miền Bắc, miền Trung, miền Nam) và
mỗi Tổng đài lại có nhiều Trạm thu phát vô tuyến BSS
Sau day la so do:
- Mọi mạng điện thoại đều cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc
gọi vào đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi. Trong mạng di
động cấu trúc này rất quan trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng.
Về mặt địa lý một mạng di động gồm :
ồ Vùng mạng.
ạ Vùng phục vụ.
ụ Vùng định vị.
ị Ô (Cell).
Vùng mạng
Các đường truyền giữa mạng GSM/PLMN và mạng PSTN/ISDN khác
hay các mạng PLMN khác sẽ ở mức tổng đài trung kế quốc gia hay quốc
tế. Trong một mạng GSM/PLMN tất cả các cuộc gọi kết cuối di động
đều được định tuyến đến một tổng đài vô tuyến cổng (GMSC). GMSC
- làm việc như một tổng đài trung kế vào cho GSM/PLMN. Đây là nơi thực
hiện chức năng hỏi định tuyến cuộc gọi cho các kết cuối di động.
Vùng phục vụ : MSC / VLR
Vùng phục vụ là bộ phận của mạng được một MSC quản lý. Để định
tuyến một cuộc gọi đến thuê bao di động, đường truyền qua mạng sẽ nối
đến MSC ở vùng phục vụ MSC nơi 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 MS này được ghi lại
ở một bộ ghi tạm trú,
Một vùng mạng GSM/PLMN được chia thành một hay nhiều vùng phục
vụ MSC/VLR.
Vùng định vị (LA: Location Area)
Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị. Vùng
định vị là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR mà ở đó một MS có thể
chuyển động tự do mà không cần cập nhật thông tin về vị trí cho tổng đài
MSC/VLR điều khiển vùng định vị này. Vùng định vị này là vùng mà ở đó
một thông báo tìm gọi sẽ được phát quảng bá để tìm MS bị gọi. Vùng
định vị có thể có một số ô và phụ thuộc vào một hay vài BSC nhưng nó
chỉ thuộc một MSC/VLR. Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng
cách sử dụng nhận dạng vùng định vị LAI (Location Area Identity). Vùng
định vị được hệ thống sử dụng để tìm một thuê bao đang ở trạng thái
hoạt động.
Ô (Cell)
Vùng định vị được chia thành một số ô. Ô là một vùng bao phủ vô tuyến
được mạng nhận dạng bằng nhận dạng ô toàn cầu (CGI - Cell Global
Identity).
Trạm di động tự nhận dạng một ô bằng cách sử dụng mã nhận dạng
trạm gốc (BSIC - Base Station Identity Code).
Hệ thống chuyển mạch (SS - Switching Subsystem)
Hệ thống chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của
GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý
- di động của thuê bao. Chức năng chính của SS là là quản lý thông tin giữa
những người sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác.
• Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động (MSC - Mobile Service
Switching Centre)
Ở SS chức năng chính chuyển mạch chính được MSC thực hiện,
nhiệm vụ chính của MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những
người sử dụng mạng GSM. Một mặt BSC giao tiếp với hệ thống con
BSS, mặt khác giao tiếp với mạng ngoài được gọi là MSC cổng. Việc
giao tiếp với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho những người sử dụng
mạng GSM đòi hỏi cổng thích ứng ( các chức năng tương tác IWF
:Interworking Function ). SS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử
dụng các khả năng truyền tải của các mạng này cho việc truyền tải số
liệu của người sử dụng hoặc báo hiệu giữa các phần tử của mạng GSM.
Chẳng hạn SS có thể sử dụng mạng báo hiệu kênh chung số 7 (CCS 7),
mạng này đảm bảo hoạt động tương tác giữa các phần tử của SS trong
nhiều hay một mạng GSM. MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển
và quản lý một số các bộ điều khiển trạm gốc (BSC). Một tổng đài MSC
thích hợp cho một vùng đô thị và ngoại ô có dân cư vào khoảng một triệu
(với mật độ thuê bao trung bình ).
Để kết nối MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các
đặc điểm truyền dẫn của GSM với các mạng này. Các thích ứng này
được gọi là các chức năng tương tác. IWF ( Interworking Function ) bao
gồm một số thiết bị để thích ứng giao thức truyền dẫn. Nó cho phép kết
nối với các mạng : PSPDN ( Packet Switched Public Data Network : mạng
số liệu công cộng chuyển mạch gói ) hay CSPDN ( Circuit Switched
Public Data network : mạng số liệu công cộng chuyển mạch theo mạch) ,
nó cũng tồn tại khi các mạng khác chỉ đơn thuần là PSTN hay ISDN. IWF
có thể được thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị
riêng, ở trường hợp hai giao tiếp giữa MSC và IWF được để mở.
• Bộ ghi định vị thường trú (HLR - Home Location Register)
Ngoài MSC, SS bao gồm cả các cơ sở dữ liệu. Các thông tin liên
quan đến việc cung cấp các dịch vụ viễn thông được lưu giữ ở HLR
không phụ thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao. HLR cũng chứa các
- thông tin liên quan đến vị trí hiện thời của thuê bao. Thường HLR là một
máy tính đứng riêng không có khả năng chuyển mạch nhưng có khả năng
quản lý hàng trăm ngàn thuê bao. Một chức năng con của HLR là nhận
dạng trung tâm nhận thực AUC mà nhiệm vụ của trung tâm này là quản lý
an toàn số liệu của các thuê bao được phép.
• Bộ ghi định vị tạm trú (VLR - Visitor Location Register)
VLR là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng GSM. Nó được nối với
một hay nhiều MSC và có nhiệm vụ lưu giữ tạm thời số liệu thuê bao của
các thuê bao hiện đang nằm trong vùng phục vụ của MSC tương ứng và
đồng thời lưu giữ số liệu về vị trí của các thuê bao nói trên ở mức độ chính
xác hơn HLR. Mỗi MSC có một VLR. Ngay khi MS lưu động vào một vùng
MSC mới, VLR liên kết với MSC sẽ yêu cầu số liệu về MS này từ HLR.
Đồng thời HLR sẽ được thông báo là MS đang ở vùng phục vụ nào. Nếu
sau đó MS muốn thực hiện một cuộc gọi, VLR sẽ có tất cả các thông tin
cần thiết dể thiết lập cuộc gọi mà không cần hỏi HLR. Có thể coi VLR
như một HLR phân bố.
Dữ liệu bổ sung được lưu giữ ở HLR gồm :
ồ Tình trạng của thuê bao (bận, rỗi, không trả lời ... ).
ờ Nhận dạng vùng định vị (LAI).
ị Nhận dạng của thuê bao di động tạm thời (TMSI).
ờ Số lưu động của trạm di động (MSRN).
Các chức năng VLR thường được liên kết với chức năng MSC.
5/ Giới thiệu về mạng thông tin di động GSM
• Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM)
GSM trước đây được biết như Groupe Spéciale Mobile (nhóm di
động đặc biệt), là nhóm đã phát triển nó, được thiết kế từ sự bắt đầu
như một dịch vụ tế bào số quốc tế. Giao tiếp vô tuyến của GSM dựa trên
công nghệ TDMA. ý định ban đầu là các thuê bao GSM có khả năng di
- chuyển qua các biên giới quốc gia sẽ nhận được các dịch vụ di động và
các tính năng đi theo cùng với họ.
Kiểu GSM của Châu Âu hiện nay hoạt động ở tần số 900 MHz cũng
như tần số 1800 MHz. ở Bắc Mỹ, GSM sử dụng cho dịch vụ PCS 1900 tại
vùng đông bắc California và Nevada. Do PCS 1900 sử dụng tần số 1900
MHz, nên các điện thoại không có khả năng kết nối hoạt động với điện
thoại GSM hoạt động trong các mạng ở tần số 900 MHz hay 1800 MHz.
Tuy nhiên vấn đề này có thể khắc phục được với các máy điện thoại đa
băng hoạt động trong nhiều tần số.
Vào đầu năm 1980, thị trường hệ thống điện thoại tế bào tương tự
đã phát triển rất nhanh ở Châu Âu. Mỗi một nước đã phát triển một hệ
thống tế bào độc lập với các hệ thống của các nước khác. Sự phát triển
không được hợp tác của các hệ thống thông tin di động quốc gia có nghĩa
là sẽ không có khả năng cho thuê bao sử dụng cùng một máy di động cầm
tay khi di chuyển trong Châu Âu. Không chỉ các thiết bị di động bị hạn chế
khai thác trong biên giới quốc gia, mà còn có một thị trường rất hạn chế
đối với mỗi kiểu thiết bị, vì thế tiết kiệm chi phí có thể không thực hiện
được. Ngoài một thị trường trong nước đầy đủ với các mẫu chung, có thể
không có một nhà chế tạo nào cạnh tranh được trên thị trường thế giới.
Hơn nữa, chính phủ các nước nhận thức rõ là các hệ thống thông tin không
tương thích có thể cản trở tiến trình để đạt được một tầm nhìn chiến lược
của họ về một Châu Âu với nền kinh tế thống nhất.
Với những cân nhắc nêu trên, hội nghị điện thoại điện báo gồm 26
quốc gia Châu Âu (CEPT) đã thành lập một nhóm nghiên cứu gọi là Groupe
Spéciale Mobile vào năm 1982 để nghiên cứu và phát triển một hệ thống
- thông tin liên Châu Âu. Đến năm 1986 tình hình trở nên sáng sủa vì một số
mạng tế bào tương tự hiện tại có thể sử dụng hết dung lượng vào năm
1990. CEPT khuyến nghị rằng hai khối tần số trong băng tần 900 MHz
được dự trữ cho hệ thống mới. Tiêu chuẩn GSM chỉ rõ các băng tần từ 890
đến 915MHz cho băng thu và từ 935 đến 960 MHz cho băng phát với mỗi
băng được chia thành các kênh 200 MHz.
Hệ thống thông tin di động được CEPT đưa ra đã đáp ứng được các tiêu
chuẩn như sau:
- Cung cấp âm thoại chất lượng cao.
- Hỗ trợ chuyển vùng quốc tế.
- Hỗ trợ các thiết bị đầu cuối cầm tay.
- Hỗ trợ một loạt các dịch vụ và các thiết bị mới.
- Cung cấp hiệu quả phổ tần số.
- Cung cấp khả năng tương thích với ISDN.
- Cung cấp chi phí dịch vụ và đầu cuối thấp.
Vào năm 1989, việc phát triển các đặc tính kỹ thuật của GSM đã
được chuyển từ CEPT đến Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI).
ETSI được thành lập vào năm 1988 để thiết lập các tiêu chuẩn viễn
thông cho Châu Âu và hợp tác với các tổ chức tiêu chuẩn khác, các lĩnh
vực liên quan đến truyền hình và công nghệ thông tin văn phòng.
ESTI đã ấn bản các đặc tính kỹ thuật giai đoạn 1 của GSM vào năm
1990. Dịch vụ thương mại đã bắt đầu vào giữa năm 1991. Đến năm
1993 đã có 36 mạng GSM tại 22 nước, và thêm 25 nước đã lựa chọn
hoặc bắt đầu GSM. Từ đó, GSM đã được chấp nhận ở Nam Phi, úc, và
rất nhiều nước vùng Trung Đông và Viễn Đông. Tại Bắc Mỹ, GSM
được dùng để thực hiện PCS. Đến cuối năm 1998 đã có 323 mạng GSM
ở 118 nước phục vụ cho 138 triệu thuê bao. Hiện nay, hệ thống GSM
- được gọi là hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System for
Mobilephone).
Mạng thông tin di động GSM là mạng thông tin di động số Cellular
gồm nhiều ô (cell). Cell là đơn vị nhỏ nhất của mạng, có hình dạng (trên
lý thuyết) là một tổ ong hình lục giác. Trong mỗi cell có một đài vô
tuyến gốc BTS (Base Transceiver Station) liên lạc với tất cả các trạm di
động MS (Mobile Station) có mặt trong cell. Khi MS di chuyển ra ngoài
vùng phủ sóng của cell, nó phải được chuyển giao sang làm việc với
BTS của cell khác.
Đặc điểm của hệ thống thông tin di động Cellular là việc sử dụng
lại tần số và diện tích của mỗi cell khá nhỏ. Mỗi cell sử dụng một nhóm
tần số kênh vô tuyến. Các chữ cái A, B, C,...vừa là tên của cell, vừa biểu
thị một nhóm xác định các tần số vô tuyến được sử dụng trong cell đó.
Nhóm tần số được sử dụng nhiều lần cho các cell với khoảng cách đủ
lớn, công suất phát đủ nhỏ để nhiễu lẫn nhau không đáng kể.
Thông thường, một cuộc gọi di động không thể kết thúc trong một
cell nên hệ thống thông tin di động cellular phải có khả năng điều khiển
và chuyển giao (handover) cuộc gọi từ cell này sang cell lân cận mà
cuộc gọi được chuyển giao không bị gián đoạn.
• Các chức năng của hệ thống GSM
Các đặc tính chủ yếu của hệ thống GSM như sau:
* Có thể phục vụ được một số lớn các dịch vụ và tiện ích cho thuê bao
cả trong thông tin thoại và truyền số liệu.
- Đối với thoại có thể có các dịch vụ:
Chuyển hướng cuộc gọi vô điều kiện
- Chuyển hướng cuộc gọi khi thuê bao di động bận
Cấm tất cả các cuộc gọi ra quốc tế
Giữ cuộc gọi
Thông báo cước phí
Nhận dạng số chủ gọi...
- Đối với dịch vụ số liệu:
Truyền số liệu
Dịch vụ nhắn tin: các gói thông tin có kích cỡ 160 ký tự có thể
lưu giữ .
* Sự tương thích của các dịch vụ trong GSM với các dịch vụ của mạng sẵn
có:
- PSTN – Publich Switched Telephone Network (Mạng điện thoại chuyển
mạch công cộng).
- ISDN – Integrated Service Digital Network (mạng số tổ hợp dịch vụ) bởi
các giao diện theo tiêu chuẩn chung.
Cho phép các thuê bao lưu động (roaming) ở các nước với nhau cùng sử
dụng hệ thống GSM một cách hoàn toàn tự động. Nghĩa là thuê bao có thể
mang máy di động đi mọi nơi và mạng sẽ tự động cập nhật thông tin về vị trí
của thuê bao đồng thời thuê bao có thể gọi đi bất cứ nơi nào mà không cần
biết thuê bao khác đang ở đâu.
* Sử dụng băng tần 900 MHz với hiệu quả cao bởi sự kết hợp giữa hai
phương pháp TDMA, FDMA.
* Giải quyết sự hạn chế dung lượng. Thực chất dung lượng sẽ tăng lên
nhờ việc sử dụng tần số tốt hơn và kỹ thuật chia ô nhỏ, do vậy số thuê bao
được phục vụ sẽ tăng lên.
- * Tính linh hoạt cao nhờ sử dụng các loại máy thông tin di động khác nhau:
máy cầm tay, máy xách tay, máy đặt trên ô tô...
Tính bảo mật: Mạng kiểm tra sự hợp lệ của mỗi thuê bao GSM bởi thẻ
đăng ký SIM (Subcriber Identity Module). Thẻ SIM sử dụng mật khẩu PIN
(Personal Identity Number) để bảo vệ quyền sử dụng của người sử dụng
hợp pháp. SIM cho phép người sử dụng sử dụng nhiều dịch vụ và cho phép
người dùng truy nhập vào các PLMN (Public Land Mobile Network) khác
nhau. Đồng thời trong hệ thống GSM còn có trung tâm nhận thực AuC,
trung tâm này cung cấp mã bảo mật chống nghe trộm cho từng đường vô
tuyến và thay đổi cho từng thuê bao.
• Băng tần sử dụng trong hệ thống thông tin di động GSM:
8 9 0 M h z 8 8 2 M h z 1 7 1 0 M h z
2 0 0 K h z B ¨ n g tÇ n lª n
2 5 M h z (T õ M S B T S )
9 1 5 M h z 9 1 5 M h z G S M 1 7 8 5 M h z
m ë D SC
9 3 5 M h z 9 2 7 M h z rén g 1 8 0 5 M h z
2 0 0 K h z
B ¨ n g tÇ n x u è n g
2 5 M h z
(T õ B T S M S )
9 6 0 M h z 9 6 0 M h z 1 8 8 0 M h z
(Băng tần cơ bản và mở rộng của GSM)
- Hệ thống GSM làm việc trong băng tần 890 – 960MHz. Băng tần này
được chia làm 2 phần:
• Băng tần lên (Uplink band): 890 – 915 MHz cho các kênh vô tuyến từ
trạm di động đến hệ thống trạm thu phát gốc.
• Băng tần xuống (Downlink band): 935 – 960 MHz cho các kênh vô tuyến
từ trạm thu phát gốc đến trạm di động.
• Mỗi băng rộng 25MHz, được chia thành 124 sóng mang. Các sóng mang
cạnh nhau cách nhau 200KHz. Mỗi kênh sử dụng 2 tần số riêng biệt,
một cho đường lên, một cho đường xuống. Các kênh này được gọi là
kênh song công. Khoảng cách giữa hai tần số là không đổi và bằng 45
MHz, được gọi là khoảng cách song công. Kênh vô tuyến này mang 8
khe thời gian mà mỗi khe thời gian là một kênh vật lý để trao đổi thông
tin giữa trạm thu phát và trạm di động. Ngoài băng tần cơ sở như trên
còn có băng tần GSM mở rộng và băng tần DCS (Digital Cellular
System).
• Băng tần GSM 1800 MHz
- Khoảng cách giữa đường lên và đường : 95MH
Độ rộng kênh tần: 200KH
Ở băng 1800M, Điện thoại dđ thu ở dải sóng 1805MHz đến 1880MHz và
phát ở dải sóng 1710MHz đến 1785MHz
Khi điện thoại dd thu từ đài phát trên một tần số nào đó (trong giải
1805MHz đến 1880MHz) nó sẽ trừ đi 95MHz để lấy ra tần số phát, khoảng
cách giữa tần số thu và phát của băng GSM 1800 là 95MHz .
• So sánh 2 băng tần
• Tái sử dụng tần số
Toàn bộ dải tần phát cho mạng GSM 900M chỉ có từ 890MHz đến
915MHz tức là có 25MHz, mỗi kênh chiếm một khe tần số 200KHz =>
như vậy có khoảng 125 kênh thoại có thể sử dụng một lúc, mỗi kênh
- thoại được chia thành 8 khe thời gian trong đó 1/8 thời gian giành cho tín
hiệu điều khiển, 7/8 khe thời gian còn lại dành cho 7 thuê bao và như
vậy tổng số thuê bao có thể liên lạc trong một thời điểm là 125 x 7 =
875.
875 thuê bao có thể liên lạc đồng thời trong một thời điểm cho một
mạng di động, đây là con số quá ít không đáp ứng được nhu cầu sử
dụng, vì vậy tái sử dụng tần số là phương pháp làm tăng số thuê bao di
động có thể lien lạc trong một thời điểm lên tới con số hàng triệu.
Vấn đề đặt ra:
- Nguồn tài nguyên tần số cho mạng di động là rất giới hạn.
- Các thuê bao khác nhau phải sử dụng cùng một tần số tại
các vị trí khác nhau
- Chất lượng đường truyền cũng phải được đảm bảo.
Giải quyết vấn đề:
• Phương pháp tái sử dụng tần số
- Người ta chia một Thành phố ra thành nhiêu ô hình lục giác
=> gọi là Cell, mỗi ô có một trạm BTS để thu phát tín hiệu, các ô không
liền nhau có thể phát chung một tần số ( như hình dưới thì các ô có
cùng mầu xanh hay mầu vàng có thể phát chung tần số )
- - Với phương pháp trên người ta có thể chia toàn bộ giải tần ra làm 3
để phát trên các ô không liền kề như 3 mầu dưới đây, và như vậy mỗi ô
có thể phục vụ cho 875 / 3 = khoảng 290 thuê bao .
- Trong một Thành phố có thể có hàng trăm trạm thu phát BTS vì vậy
nó có thể phục vụ được hàng chục ngàn thuê bao có thể liên lạc trong
cùng một thời điểm .
- Phát tín hiệu trong mỗi ô
- Tín hiệu trong mỗi ô được phát theo một trong hai phương
pháp
- Phát đẳng hướng
- Phát có hướng theo góc 1200
- Cell đẳng hướng
Hình quạt 1200
• Hoạt động của mang thông tin di động. đăng kí dịch vụ MS
vào mạng:
Chuyển giao (Handover) :
Định nghĩa chuyển giao :
Quá trình thay đổi đến một kênh thông tin mới trong quá trình
thiết lập cuộc gọi hay ở trạng thái bận được gọi là chuyển vùng.
Mạng sẽ quyết định sự chuyển giao, MS chỉ gửi các thông tin liên quan
nguon tai.lieu . vn
