CHƯƠNG 1 CÁC KỸ THUẬT CƠ SỞ VÀ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1. CÁC BỘ PHẬN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ 1. Giới thiệu - Mạng viễn thông tổ ong là một trong các ứng dụng kỹ thuật viễn thông có nhu cầu lớn nhất và phát triển nhanh nhất. = GSM (Global system for mobile communication - hệ thống thông tin di động, toàn cầu) với tiêu chuẩn thống số toàn Châu Âu mới, sẽ giải quyết sự hạn chế dung lượng hiện nay, Thực chất dung lượng sẽ táng 2 — 3 lần nhờ việc sử dụng tấn số tốt hơn và kỹ thuật ô nhỏ, do vậy số thuế bao phục viị sẽ tăng lên, Liêu đồng là hoàn toàn tự động, hạn có thế đem máy dì động của mình khí đi du lịch và xử dụng ở một nước khác, Hệ thống sẽ tư đóng cập nhật thông tin về vị trí của bàn cho hệ thông tại nhà bạn, Bạn cũng e2 thể gọi đi và nhận cuộc gọi đến mà người gối không cần biết vị trí của bạn, Ngoài tính lưu động quốc tế, tiêu chuẩn GSM còn cũng vấp một số tính năng như thông tin tốc đó cao, faxcimilc và dịch vụ thông báo ngắn, Các máy điện thoại di động sẽ ngay càng nhÓ hơn và tiều thụ ít công suất hơn vắc thế trước chúng.
~ Tiêu chuẩn GSM được thiết kế để có thể kết hợp với ISDN và tương thích với môi trường đi động. Nhờ vậy tươn ø tác giữa hai tiều chuẩn này đảm bảo. - Năm 1982 GSM bắt đầu phát triển khi các nước Bắc Âu gửi để nghị đến CEPT để quy định một dịch vụ viễn thông chung Châu Âu ở 900MHz. -_ Từ năm 1982 đến năm 1985 người ta bàn luận về việc xây dựng một hệ thống số hay tương tự.
Năm 1985 quyết định hệ thống số. Bước tiếp theo là chọn lựa giải pháp băng hẹp và băng rộng. ~ Năm 1986 một cuộc kiểm tra ngoài hiện trường đã được tổ chức tại Paris các hãng khác nhau đã dua tài với các giải pháp của mình. - Tháng 05/1987 giải pháp TDMA băng hẹp được lựa chọn, đồng thời các hãng khai thác đã ký biên bản ghỉ nhớ MoU(Memorandem of Understanding) thực hiện các quy định đã hứa sẽ có I GSM vận hành vào 01/07/91.
Luận văn tốt nghiệp - Eerisson với bể dày kinh nghiệm trong việc thiết kế và sản xuất hệ thống tổ ong. Hệ thống CME20 cho GSM được thiết kế trên cơ sở chuyển mạch số AXE10. Ở nước ta có hai hệ thống điện thoại di động là Vinaphone, VMS. - Vé chất lượng Chức năng đầu tiên của CME20 là cung cấp một dịch vụ điện thoại di động tin cậy và chất lượng tốt.
Các thế hệ máy di động khác nhau cũng sử dụng nhiễu loại dịch vụ số liệu mới không cần một modem riêng. Ở GSM việc đăng ký thuê bao được ghỉ ở modem nhận đạng thuê bao SIM (Subscribe Identity Modulc) card thuê bao có một kích thước như một tấm tín phiến. Ban có thể cắm card thuê bao của mình vào loại máy GSM và chỉ mình sử dụng nó. Hệ thống kiểm tra là đăng ký thuê bao đúng và card không bị lấy cắp.
Quá trình này được tự động thực hiện bằng một thủ lục nhận thực thông qua một trung tâm nhận thực Tính bảo mật cũng được tăng cường nhỡ việc sứ dụng một mã số để ngăn chặn hoàn toàn việc nghe trộm Ở vô tuyến. Ở các nước điều kiện tướng đối tốt, chất lượng tiếng ở GSM ngang bằng với hệ hain Wi ự. Tuy nhiên, ở các điều kiến tối do tín hiệu yếu hay do nhi€u giao thoa nâng, có chất lượng tốt hơn. sử dụng công nghệ mới làm các máy điền thoại di động nhỏ và nhẹ hơn, vig xứ dụng “chế động nghỉ” tự động làm chơ tuổi tho 4c gui dai hơn.
2, Cấu trúc chung của hệ thống GSM Luận văn tốt nghiệp NSS: Mang va hé thống con chuyển mạch 'BSS: Hệ thống con trạm gốc OSS: Hệ thống con khai thác MS: Trạm di động Hình 1.1: Cấu trúc chung của GSM 2. Hệ thống con chuyển mạch (SS) Hệ thống con chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của GSM cũng như cơ sỡ dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động của thuê báo, Chức năng chính của SS là quấn lý thông tin giữa những người sử dụng. mang GSM với nhau và với mạng khác, 3. MSC Ở SS chức năng chuyển mạch chính dược MSC thực hiện, nhiệm vụ chính của MSC là điểu phối việc thiết lập cuộc gọi đến những người sử dụng mạng GSM.
Một mát MÁC giao tiếp với hệ thống còn lšSS, mất khác giao tiếp với mạng ngoài. MSC làm nhiệm vụ giáo tiếp với mang ngoài gọi lz MSC cổng, Việc giao tiếp với mạng ngoài để đấm bão thông tin cho những người sử dụng mang GSM đòi hỏi cổng thích ng (vác chức năng tương tác ~ IWF: interworking funcúon). SS cũng cẩn giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng các khả náng truyền tải của các mạng này cho việc truyền tải số liệu của người sử dụng hoặc báo các phần tử của mạng GSM. Chẳng hạn SS có thể sử dụng mạng báo hiệu kénh chung số 7 (CCS No), mạng này đảm bảo hoạt động tương tác giữa các phẩn tử của SS trong một hay nhiều mang GSM.
MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển trạm gốc (BSC). Một tổng đài MSC thích hợp cho một vùng đồ 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 cẩn phải thích ứng với các đặc điểm truyền dẫn của GSM với các mạng này. Các thích ứng này được gọi là các chức năng tương tác (WE: interworking function) 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 công cộng chuyển mạch theo mạch), nó cùng tổn tại khi các mạng khác chỉ đơn thuần là PSTN hay ISDN. TWE 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. Luận văn tốt nghiệp 2.2, HLR Ngoài MSC, SS bao gồm các cơ sở dữ liệu, Các thông tỉn liên quan đến việc cung cấp các dịch vụ viễn thông được lưu giữở 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 quản lý an toàn số liệu của các thuê bao được phép.3, VLR VILR là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng GSM. Nó được nối một hay nhiều MẠC và có nhiệm vụ lưu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiện đang số liệu về vị trí của nin trong vùng phục vụ của MSC tương ứng và đồng thời lưu giữ các thuê báo nói trên ở mức đô chính xác hơn HH,E.
Các chức nàng VI.R thường được liền kết đi các chức năng MSC. 31⁄4 GMSC SS co thé chifa nhiéu MSC, VLR, HLR. Để thiết lập một cuộc gọi đến người sử dụng GSM, trước hết cuộc gọi phải được định tuyến đến một tổng đài cổng được gọi là GMSC mà không cân biết đến hiện thời thuế bao đang ở đầu. - Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thóng tin vể vị trí của thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thué bao ở thời điểm hiện thời (MSC tạm trú).
- Dé vay, trước hết các tổng đài cổng phải dựa trên số thoại danh bạ của thuê bao. để tìm đúng HLR cẩn thiết và hỏi HLR này. Tổng đài cổng có một giao diện với các mạng bên ngoài thông qua giao diện này nó làm nhiệm vụ cổng để kết nối các mạng, bên ngoài với mạng GSM. Ngoài ra tổng đài này cũng có giao diện báo hiệu số 7 (CCS No7) để có thể tửơng tác phần tử khác của SS.
Về phương diện kinh tế không phải bao giờ tổng đài cổng cũng đứng riêng mà thường được kết hợp với MSC. Luận văn tốt nghiệp. Hệ thống con BSS Có thể nói BSS là một hệ thống các thiết bị đặc thù riêng cho các tính chất tổ ong vô tuyến của GSM. BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động (MS) thông qua giao điện vô tuyến, vì thế nó bao gồm các thiết bị phát và thu đường vô tuyến và quản lý các chức năng này.
Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng đài SS. “Tóm lại BSS thực hiện đấu nối các MS với các người sử dụng viễn thông khác. BSS cũng phải được điều khiển và vì vậy nó được đấu nối với OSS. Các giao diện bên ngoài của BSS cho ở hình 1.
4©—>y'!‹ôn; diệu khiến Luuống lưu lượng NSS: Mạng và hệ thống con chuyển mạch BSS: Hệ thống con trạm gốc OSS: Hệ thống con khai thác MS: Trạm di động Hình 1.2: Các giao diện ngoài BS BSS bao gồm hai loại thiết bị: BTS giao điện với MS và BSC giao diện với MSC. Cấu trúc bên trong BSS được cho ở hình 1. Luận văn tốt nghiệp a Es Giao dién A NSS \ © Gino uign Vô tuyến Hình 1.3: Các phần tử của BSS 2. BTS Một BTS bao gồm các thiết bị phat thu, anten va xử lý tín hiệu đặc thù cho giao.
diện vô tuyến. Có thể coi BTS là các modem vô 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 đô). TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hóa và giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM được tiến hành, ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu.
TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể đặt nó cách xa BTS và thậm chí trong nhiễu trường hợp được đặt giữa các BSC và MSC. Luận văn tốt nghiệp 2.2, BSC BSC có nhiệm vụ quả lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điểu khiển từ xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao (handover). Một phía BSC được nối với BTS còn phía kia nối với MSC của SS.
Trong thực tế BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng, tính toán đáng kể.