do an ki thuat vien thong - he thong thong tin di dong gsm

82
Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN KỸ THUẬT VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM SVTH: Nhóm 4 1

Upload: kage-yume

Post on 26-Jul-2015

109 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ

KHOA ĐIỆN

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

ĐỀ TÀI:

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM

SVTH: Nhóm 4 1

Page 2: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

MỤC LỤC

MỤC LỤC ....................................................................................................................... 2

LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................ 4

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN

DI ĐỘNG ........................................................................................................................ 6

1.1 Lịch sử phát triển viễn thông ................................................................................. 6

1.2 Sự phát triển của dịch vụ thông tin di động ........................................................... 8

1.3 Mạng thông tin di động toàn cầu GSM ................................................................. 9

1.4 Kết luận ............................................................................................................... 11

CHƯƠNG II: CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN MẠNG GSM .................................. 12

2.1 Sơ đồ khối mạng GSM ........................................................................................ 12

2.2 Các phần tử chức năng trong mạng GSM ........................................................... 12

2.2.1. Phân hệ chuyển mạch NSS .......................................................................... 12

2.2.1. Hệ thống trạm gốc ........................................................................................ 1 5

2.2.3. Hệ thống hỗ trợ hoạt động OSS ................................................................... 17

2.2.4. Trạm di động MS ......................................................................................... 17

2. 3 Các giao diện trong GSM .................................................................................... 1 7

2.4 Cấu trúc mạng địa lý của GSM ........................................................................... 20

2.4.1 Tổng đài chuyển mạch di động cổng (GMSC) ............................................. 20

2.4.2 Vùng phục vụ ................................................................................................ 20

2.4.3 Cell ................................................................................................................ 21

2.4.4 Vùng định vị ................................................................................................. 21

2.4.5 Vùng phục vụ của MSC ................................................................................ 21

2.4.6 Vùng phục vụ của nhà khai thác ................................................................... 21

SVTH: Nhóm 4 2

Page 3: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

2.4.7 Băng tần ........................................................................................................ 22

CHƯƠNG I I I: CÁC THỦ TỤC CƠ BẢN TRONG GSM .......................................... 23

3 .1 Thực hiện cuộc gọi trong mạng GSM ................................................................. 23

3 . 2 Gửi và nhận tin nhắn trong mạng GSM .............................................................. 26

CHƯƠNG I V : GIAO DIỆN VÔ TUYẾN ................................................................... 27

4 .1 Giới thiệu ............................................................................................................. 27

4 . 2 Kênh vật lý .......................................................................................................... 27

4 . 3 Kênh logic ........................................................................................................... 29

4.3.1 Nhóm kênh lưu lượng TCH .......................................................................... 30

4.3.2 Nhóm kênh điều khiển CCH ......................................................................... 30

4 . 4 Cấu trúc cụm và siêu đa khung ............................................................................ 32

4.4.1 Cấu trúc một cụm .......................................................................................... 32

4.4.2 Tổ chức khung, đa khung và siêu khung ...................................................... 35

4 . 5 Sử dụng lại tần số trong GSM ............................................................................. 39

CHƯƠNG V : CÁC THÔNG SỐ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG GSM

....................................................................................................................................... 41

5.1 Các yêu cầu chức năng mạng .............................................................................. 41

5.2 Các chỉ tiêu về cấu hình mạng ............................................................................. 45

5.3 Các chỉ tiêu về truyền dẫn ................................................................................... 50

5.4 Các chỉ tiêu về chất lượng dịch vụ ...................................................................... 53

LỜI KẾT ....................................................................................................................... 58

SVTH: Nhóm 4 3

Page 4: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

LỜI NÓI ĐẦU

Thông tin liên lạc là một nhu cầu của bất kỳ một xã hội phát triển nào. Để đáp

ứng nhu cầu liên lạc ngày càng cao của xã hội, thông tin di động đã được nghiên

cứu và phát triển từ rất sớm. Bắt đầu với các hệ thống thông tin di động sử dụng

công nghệ analog, cho đến nay các mạng di động sử dụng công nghệ số đang

được ứng dụng rộng rãi và phát triển vô cùng mạnh mẽ. Trong các công nghệ

thông tin di động thì công nghệ GSM đóng vai trò nền tảng, chủ đạo trong hệ

thống thông tin di động hiện tại, chiếm ưu thế tuyệt đối khi có đến 80% thiết bị di

động toàn cầu sử dụng công nghệ này. Ngoài ra, nó còn đóng vai trò quan trọng

trong việc làm nền tảng để có thể phát triển thêm các công nghệ thông tin di động

sau này như GPRS , EDGE và W-CDMA.

Đồ án kĩ thuật viễn thông của chúng em sẽ nghiên cứu các vấn đề kĩ thuật của

GSM như cấu trúc, thành phần, các giao diện và cuối cùng là chỉ tiêu đánh giá

chất lượng dịch vụ trong một mạng di động sử dụng công nghệ này. Đồ án gồm

các chương sau:

Chương I: Giới thiệu lịch sử phát triển của mạng thông tin di động

Chương II: Cấu trúc và thành phần mạng GSM

Chương III: Các thủ tục cơ bản trong GSM

Chương IV: Giao diện vô tuyến

Chương V: Các thông số chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng GSM

Chúng em xin chân thành cám ơn Th.s Võ Thị Hương đã giúp đỡ bọn em

trong quá trình hoàn thành đồ án này. Mặc dù đã có rất nhiều cố gắng trong việc

hoàn thành đồ án nhưng với thời gian và trình độ có hạn nên đồ án còn có nhiều

SVTH: Nhóm 4 4

Page 5: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

thiếu sót, chúng em rất mong nhận được các ý kiến đóng góp và chỉ dẫn thêm từ

các thầy cô và các bạn.

Đà Nẵng 5-2012

Sinh viên thực hiện:

Lưu Nguyễn Bá Hòa

Đỗ Vạn Như Don

Trương Quang Cường

SVTH: Nhóm 4 5

Page 6: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA

MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VIỄN THÔNG

Kĩ thuật viễn thông đã trải qua một quá trình phát triển lâu dài. Nhu cầu

thông tin liên lạc tầm xa hiệu quả đã thúc đây sự phát triển không ngừng của các

công nghệ mới. Từ bước khơi đầu sơ khai với điện báo vào nửa đầu thế kỉ XIX,

hiện nay công nghệ viễn thông đã dần tiến đến thế hệ thứ 5 của hệ thống thông

tin di động.

Chi tiết các mốc thời gian đáng chú ý:

1836-1866: Điện báo, kỹ thuật ghép kênh, cáp nối qua Đại tây dương.

1876-1899: Điện thoại (A.G. Bell), tổng đài điện thoại, chuyển mạch tự động

từng nấc.

1887-1907: Điện báo không dây (Marconi) nối từ tàu biển vào bờ ừên ĐTD.

1820-1828: Lý thuyết truyền dẫn (Carson, Nyquist, Johnson, Hartley).

1923-1938: Truyền hình, ống tia âm cực chân không (DuMont), phát thanh

quảng bá.

1948-1950: Lý thuyết thông tin (Shannon), các mã sửa lỗi (Hamming, Golay),

ghép kênh theo thời gian ứng dụng vào điện thoại.

1960: Mô phỏng laser (Maiman).

1962: Thông tin yệ tinh Telstar I.

1962-1966: Dịch vụ truyền số liệu được đưa ra thương mại; PCM khả thi cho

truyền dẫn tín hiệu thoại và truyền hình; lý thuyết truyền dẫn số, mã sửa sai

(Viterbi).

SVTH: Nhóm 4 6

Page 7: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

1964: Khai thác các hệ thống chuyển mạch.

1970-1975: CCITT phát triển các tiêu chuân về PCM.

1975-1985: Hệ thống quang dưng 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 chuân 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, chuân hoá và khai thác GSM, SDH.

1990-1997: GSM tế bào số, truyền hình vệ tinh phổ biến rộng rãi trên thế

giới; Internet mơ rộng nhanh chóng nhờ world wide web.

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.

Chúng ta có thể xét tiến trình phát triển của mạng thông tin di động qua các

giai đoạn sau:

Giai đoạn 2G: gồm có GSM, SMS, Cỉcuit Data

Giai đoạn 2,5G (năm 2001 - 2002): HSCSD, GPRS, ASCI

Giai đoạn 3 (GSM Phase 2+): ơ giai đoạn này được chia làm 2 hướng phát

triển là:

+ Từ giai đoạn 2 lên UMTS

+ Từ giai đoạn 2 thông qua EDGE lên UMTS.

SVTH: Nhóm 4 7

Page 8: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

1.2 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA DỊCH VỤ THÔNG TIN DI ĐỘNG

Hệ thống thông tin di động từ lâu đã là một khao khát lớn lao của con người.

Khao khát này chỉ có thể trơ thành hiện thực ngay sau khi kỹ thuật thông tin bằng

sóng vô tuyến điện ra đời vào thế kỷ thứ 19. Tuy nhiên việc đưa hệ thống thông

tin di động vào phục vụ công cộng chỉ được thực hiện sau chiến tranh thế giới lần

thứ hai.

Do sự phát triển của công nghệ điện tử và thông tin cùng nhu cầu đòi hỏi của

con người ngày càng tăng cao nên mạng thông tin di động ngày càng được phổ

biến, độ tin cậy ngày càng tăng. Quá trình phát triển của mạng thông tin di động

như sau:

* Thế hệ thứ nhất: Sau năm 1946. Khả năng phục vụ nhỏ, chất luợng không

cao, giá cả đắt.

* Thế hệ thứ hai: Từ năm 1970 đến 1979. Cùng với sự phát triển của

processor đã mơ cửa cho việc thực hiện một hệ thống phức tạp hơn. Nhưng vì

vùng phủ sóng của Anten phát của trạm di động còn bị hạn chế do đó hệ thống

chia thành các trạm phát và có thể dùng nhiều trạm thu cho 1 trạm phát.

* Thế hệ thứ ba: Là mạng tổ ong tương tự (1979-1990). Các trạm thu phát

được đặt theo hình tổ ong, mỗi ô là 2 cell. Mạng này cho phép sử dụng lại tần số,

cho phép chuyển giao các vùng trong cuộc gọi.

Các mạng điển hình là:

+ AMPS (Advanced Mobile phone service): Đưa vào hoạt động tại Mỹ năm

1979.

+ NMT (Nordic Mobile Telephone System): Là hệ thống điện thoại di động

SVTH: Nhóm 4 8

Page 9: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

tương tự của các nước Bắc Âu (1981).

+ TACS (Total Access Communication System): nhận được từ AMPS đã

được lắp đặt ơ Anh năm 1985.

Ngày nay hầu hết tất cả các nước Châu Âu đều có 1 hoặc nhiều mạng tổ ong.

Tất cả những hệ thống tế bào này đều thực hiện việc truyền âm tương tự bằng

điều tần. Họ thường dùng băng tần xung quanh tần số 450MHz hoặc 900MHz,

vùng phủ sóng thường là vùng rộng với số lương thuê bao lên đến hàng trăm

ngàn.

* Thế hệ thứ tư: Là thế hệ dựa trên kỹ thuật truyền dẫn số.

+ GSM (Global System for Mobile Communications): Đưa vào hoạt động tại

Châu Âu từ năm 1992.

+ DCS (Digital Cellular System): Dựa trên mạng GSM sử dụng tần số

1800MHz.

+ CDMA(Code Division Multi Access): Công nghệ truy cập 3G dựa trên nền

tảng CDMA (khác với nền tảng GSM).

* Thế hệ thứ năm: Đang được các tổ chức chuân hóa nghiên cứu và thảo

luận. Người ta ước tính hệ thống này sẽ được triển khai rộng rãi vào năm 2020

(10 năm sau thế hệ thứ tư).

1.3 MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TOÀN CẦU GSM:

Từ đầu năm 1980 sau khi hệ thống WMT đã được đưa vào hoạt động một

cách thành công thì nó cũng biểu hiện một số hạn chế:

Thứ nhất: Do yêu cầu dịch vụ di động quá lớn so với con số mong đợi của các

nhà thiết kế hệ thống, do đó hệ thống này không đáp ứng được.

Thứ hai: Các hệ thống khác nhau đang hoạt động không phù hợp với người

dùng trong mạng. Ví dụ: Một đầu cuối trong TACS không thể truy nhập vào

SVTH: Nhóm 4 9

Page 10: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

mạng NMT cũng như một đầu cuối di động NMT cũng không thể truy nhập vào

mạng TACS.

Thứ ba: Nếu thiết kế một mạng lớn cho toàn Châu Âu thì không một nước

nào đáp ứng được vì vốn đầu tư lớn.

Tất cả những điều đó dẫn đến một yêu cầu là phải thiết kế một hệ thống mới

được làm theo kiểu chung để có thể đáp ứng được cho nhiều nứoc trên thế giới.

Trước tình hình đó vào tháng 9/1987 trong Hội nghị của Châu Âu về bưu chính

viễn thông, 17 quốc gia đang sử dụng mạng điện thoại di động đã họp hội nghị và

ký vào biên bản ghi nhớ làm nền tảng cho mạng thông tin di động số toàn Châu

Âu.

Đến năm 1988 Viện tiêu chuân viễn thông Châu Âu European-

Telecommunication-Standard Institute) đã thành lập nhómđặc trách về mạng

thông tin di động số GSM. Nhóm này có nhiệm vụ đưa ra tiêu chuân thống nhất

cho hệ thống thông tin di động số GSM dưới hình thức các khuyến nghị, lấy các

tiêu chuân này làm cơ sơ cho việc xây dựng mạng thông tin di động và làm sao

cho chúng thống nhất, tương thích với nhau.

* Về mặt kỹ thuật:

Một số mục đích của Hệ thống sáng tỏ một trong nhữngmục đích ấy là hệ

thống cần cho phép chuyển vùng tự do với các thuê bao trong Châu Âu, có nghĩa

là thuê bao của nước này có thể thâm nhập vào mạng của nứoc khác khi di

chuyển qua biên giới trạm GSM-MS (Mobile -Station) phải tạo cho người dùng

gọi hoặc bị gọi được trong vùng phủ sóng quốc tế.

* Các chỉ tiêu phục vụ:

- Hệ thống được thiết kế sao cho MS có thể được dùng trong tất cả các nước

SVTH: Nhóm 4 10

Page 11: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

có mạng.

- Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất cho

các loại dịch vụ khác liên quan đến mạng liên kết số liệu đa dịch vụ ISDN

(Intergrated Service Digital Network).

- Tạo một thống có thể phục vụ cho các MS trên các tầu viễn dương cũng như

một mạng mơ rộng của các dịch vụ di động mặt đất.

* Về chất lượng phục vụ và an toàn bảo mật:

- Chất lượng của tiếng thoại trong GSM phải ít nhất có chất lượng như các hệ

thống di động tương tự trước đó trong điều kiện thực tế.

- Hệ thống có khả năng mật mã hoá thông tin người dùng mà không ảnh

hương gì đến hệ thống, cũng như không ảnh hương đến thêu bao khác không

dùng đến khả năng này.

* Về sử dụng tần số:

- Hệ thống cho phép khả năng sử dụng dải tần đạt hiệu quả cao để có thể phục

vụ ơ vùng thành thị lẫn vùng nông thôn cũng như các dịch vụ mới phát triển.

- Dải tần số hoạt động: 890-960MHz.

- Hệ thống GSM900 phải có thể cùng tồn tại với các hệ thống dùng 900MHz

trước đây.

* Về mạng:

- Kế hoạch nhận dạng dựa trên khuyến nghị của CCITT. Kế hoạch đánh số

cũng dựa trên khuyến nghị của CCITT.

- Trung tâm chuyển mạch và các thanh ghi dịch vụ phải dùng hệ thống báo

hiệu đã được tiêu chuân hoá quốc tế.

1.3 KẾT LUẬN

Rõ ràng lịch sử cho thấycông nghệ thông tin di động di động đã phát triển

SVTH: Nhóm 4 11

Page 12: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

không ngừng. Tuy ra đời đã khá lâu nhưng GSM vẫn đóng vai trò hết sức quan

trọng, làm tiền đề cho các công nghệ sau này như GPRS, EDGE và W-CDMA.

Việc thiết bị di động sử dụng công nghệ GSM chiếm lĩnh hơn 80% thị phần di

động toàn cầu (theo GSM Association) đã chứng tỏ tầm quan trọng và sự phổ

biến của nó. Các chương sau sẽ đi sâu hơn vào công nghệ di động này.

CHƯƠNG II: CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN MẠNG GSM

2.1 SƠ ĐỒ KHỐI MẠNG GSM

Hình 2.:1 Sơ đồ khối cấu trúc GSM

2.2 CÁC PHẦN TỬ CHỨC NĂNG TRONG MẠNG GSM:

2.2.1. Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem)

SVTH: Nhóm 4 12

Page 13: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Bao gồm các thành phần có chức năng chuyển mạch chính của GSM và chức

năng quản lý cơ sơ dũ liệu của các thuê bao. Chức năng chính của nó là quản lý

thông tin giữa những người dùng mạng GSM và các mạng khác.

NNS bao gồm:

- Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động cổng (GMSC).

- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC).

- Bộ ghi định vị tạm trú (VLR)

- Bộ ghi định vị thường trú (HLR)

- Trung tâm nhận thực (AMC)

- Bộ ghi nhận dạng thiết bị (EIR)

Hình 2.2: Kiến trúc logic của NSS

* Đặc tính và nhiệm vụ của từng khối:

- MSC: là hạt nhân của mạng PLMN, nó có nhiệm vụ định tuyến và kết nối các

phần tử của mạng thuê bao di động với nhau hoặc với thuê bao của mạng PSTN

và ISDN. Các số liệu liên quan đến thuê bao di động được cung cấp từ HLR,

VNR, AUC và EIR, từ đó các báo hiệu cần thiết sẽ được phát ra các giao diện

SVTH: Nhóm 4 13

Page 14: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

ngoại vi với tất cả các thành phần mạng (BSS/HLR/AVC/EIR/OMC) và nối với

mạng cố định PSTN hay ISDN. MSC còncung cấp các dịch vụ của mạng cho

thuê bao. Nó chứa các dữ liệu và thực hiện quá trình Hardover. Trong chế độ

thoại một bộ phận Echo-Canceller được đặt giữa MSC và PSTN để triệt tiếng

vọng gây ra ơ các bộ biến đổi từ 2 dây sang 4 dây trong PSTN.

- HLR: Cơ sơ dữ liệu quan trọng nhất của mạng di động số. HLR được sử dụng

theo dõi MS, là nơi thuê bao mua một đăng ký từ một hãng khai thác GMS mà

HLR thuộc hãng này. HLR chứa thông tin về thuê bao như các dịch vụ bổ xung

và các thông số nhận thực. Nó chứa thông tin về vị trí thông tin của MS trong

một vùng MSC nào đó và thông tin này thay đổi thì MS di động. MS sẽ gửi đi

thông tin về vị trí (qua MSC/VLR) đến HLR của mình nhẵm đảm bảo phương

tiện thu một cuộc gọi. Trong HLR còn thực hiện tạo một báo hiệu số 7 trên giao

diện với MSC.

- VLR: Là cơ sơ dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện ơ vùng phục vụ

của MSC. Mỗi MSC có một VLR và VLR được kết hợp trong phần cứng của

MSC. VLR có thể coi như một HLR phân bố. VLR chứa thông tin chính xác hơn

về vị trí của MS ơ vùng MSC. Trong trường hợp MS lưu động và cùng MSC

mới. VLR liên kết với MSC lấy số liệu về MS này từ HLR và thông báo cho

HLR vị trí của MS sau đó VLR có thể thiết lập cuộc gọi cho MS mà không cần

đến HLR.

- AUC: Là một bộ phận trong phần cứng của HLR trong đó GSM có nhiều biện

pháp an toàn khác nhau để tránh việc sử dụng trái phép, cho phép bám và ghi lại

cuộc gọi đường vô tuyến. Với mỗi một mã thuê bao có một mã bảo mật riêng biệt

SVTH: Nhóm 4 14

Page 15: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

nhằm chống lại sự nghe trộm, mã này được bảo vệ chống mọi xâm nhập trái

phép. Mã nhận dạng thuê bao duy nhất được lưu trong HLR và trong bộ nhớ

SIM-CARD.

- EIR: Chứa số liệu phần cứng của thiết bị (MS). EIR được nối với MSC qua

đường báo hiệu, cho phép MSC kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị. Nó bảo vệ mạng

PLMN khỏi sự thâm nhập của thuê bao trái phép.

2.2.2. Hệ thống trạm gốc (BBS)

BSS chịu trách nhiệm chủ yếu các chức năng vô tuyến ơ hệ thống quản lý

thông tin vô tuyến với các máy di động. Nó cũng điều khiển việc chuyển giao các

cuộc gọi đan tiến hành giữa các ô được điều khiển bơi BSC này. BSS chịu trách

nhiệm quản lý tất cả các tiềm năng vô tuyến của mạng và số liệu về cấu hình của

ô.

BSS chứa một bộ điều khiển trạm gốc BSC (Base Station Controller) và một

hay nhiều trạm thu phát gốc BTS (Base Tranceiver Station).

Nếu khoảng cách giữa BTS và BSC nhỏ hơn 10m các kênh thông tin có thể nối

trực tiếp (Combine), nếu lớn hơn thì có thể phải qua một giao diện ABIS

(Remote). Một BSC có thể quản lý nhiều BTS theo cấu hình hỗn hợp.

SVTH: Nhóm 4 15

Page 16: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Hình 2.3:Kiến trúc logic của BSS

a. Chức năng của BTS :

Mỗi trạm BTS phục vụ cho một ô để cung cấp đường truyền vô tuyến. BTS

được giới hạn bơi hai giao diện:

- Giao diện vô tuyến (giữa BTS và MS).

- Giao diện BTS – MSC

BTS đảm bảo:

+ Đường nối vô tuyến với MS.

+ Phần băng cơ sơ của lớp thu phát 1 và 2. Phần này sử lý giao thức thâm

nhập đường truyền ơ kênh D (LAPD: Link Access Procotol on D channel ) giữa

BTS và BSC và giao thức thâm nhập đường truyền ơ kênh D di động (LAPDm

Link Acces Procotol on D mobile) giữa BTS và MS. LAPDm có thể được sử

dụng đồng thời cho bản tin ngắn.

+ Các chức năng khai thác và bảo dưỡng riêng cùng với chức năng quản lý

các tiềm năng vô tuyến.

SVTH: Nhóm 4 16

Page 17: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

b. Chức năng của BSC:

BSC thực hiện các chức năng quản lý tiềm năng vô tuyến. Các chức ăng

chính của BSC là:

- Thiết lập và giải phóng các tiềm năng vô tuyến theo nhu cầu của MS và

MSC.

- Chuyển giao MS.

- Điều khiển công suất BTS và MS có thể thực hiện bơi BTS hoặc bơi BSC.

Nhà khai thác có thể từ trung tâm khai thác và bảo dưỡng (OMC) nạp phần

mềm mới và dữ liệu xuống BSC, thực hiện một số chức năng khai thác và bảo

dưỡng, hiển thi cấu hình BSC.

BSC cũng có thể thu nhập các số liệu đo từ BTS, BIE, lưu giữ chúng trong bộ

nhớ và cung cấp OMC theo yêu cầu. Gioa diện giữa BSC và OMC được thực

hiện bằng các đường truyền X.25. BSC cũng có giao diện người máy đấu nối tại

chỗ thiết bị máy tính đầu cuối.

2.2.3. Hệ thống hỗ trợ hoạt động OSS

OSS: Hệ thống khai thác hỗ trợ được nối đến tất cả các thiết bị ơ hệ thống

chuyển mạch và nối đến BSS. OSS có các chức năng sau:

- Quản lý hệ thống chuyển mạch, quy định các thay đổi số thoại, phân tích

tuyến, các băng phân tích IMSI,...

- Quản lý thuê bao : Các loại đầu nối, giải phóng nối, các nhận dạng định vị

vùng (LAI).

- Quản lý TRX: Các qui định TRX, TRI, các kênh lôgíc,...

- Các chức năng đo : Lưu lượng các chuyển giao thống kê,...

2.2.4 Trạm di động (Mobile Station)

SVTH: Nhóm 4 17

Page 18: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

MS bao gồm một thiết bị vật lý được sử dụng bơi thuê bao PLMN để kết nối

với mạng. Nó bao gồm thiết bị di động (Mobile Equipment) và khối nhận dạng

thuê bao (Subscriber Identification Module).

* SIM lưu trữ IMSI, MSISDN, khóa xác thực Ki và giải thuật dùng cho kiểm

tra xác thực.

* ME có số xác nhận IMEI duy nhất, được sử dụng bơi EIR.

2.3 CÁC GIAO DIỆN TRONG GSM

2.3.1 Giao diện A (MSC-BSS)

Giao diện giữa BSS-MSC được dùng để mang các thông tin liên quan đến:

* Quản lý BSS

* Quản lý cuộc gọi

* Quản lý di động

2.3.2 Giao diện Abis (BSC-BTS)

Giao diện này được sử dụng giữa BSC và BTS để hỗ trợ các dịch vụ cho

người dùng và thuê bao GSM. Giao diện này cũng cho phép việc điều khiển các

thiết bị vô tuyến và tần số vô tuyến cấp phát cho BTS.

2.3.3 Giao diện B (MSC-VLR)

Bất cứ khi nào MSC cần dữ liệu liên quan tới một MS đang trong khu vực

của nó, nó sẽ hỏi VLR thông qua giao diện này. Thí dụ khi mà MS bắt đầu thủ

tục cập nhật vị trí với một MSC, MSC thông báo cho VLR của nó các thông tin

liên quan.

2.3.4 Giao diện D (HLR-VLR)

Giao diện này được sử dụng để trao đổi dữ liệu liên quan đến vị trí của MS và

việc quản lý thuê bao. Dịch vụ chính được cung cấp cho thuê bao di động là khả

năng thiết lập hay nhận các cuộc gọi trong toàn bộ service area. Để hỗ trợ điều

SVTH: Nhóm 4 18

Page 19: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

này, các thanh ghi vị trí phải trao đổi dữ liệu.

Trao đổi dữ liệu xảy ra khi thuê bao di động đòi hỏi dịch vụ cụ thể, khi muốn

thay đổi dữ liệu attach trong thông tin thuê bao.

2.3.5 Giao diện E (MSC-MSC)

Khi MS di chuyển từ MSC area sang MSC area khác trong suốt cuộc gọi, thủ

tục handover phải được tiến hành để có thể duy trì liên lạc. Bơi mục đích đó các

MSC phải trao đổi dữ liệu để bắt đầu và thực hiện việc này

Sau khi handover hoàn tất, các MSC sẽ trao đổi thông tin để truyền tải báo

hiệu giao diện A nếu cần thiết. Khi mà một thông điệp ngắn được truyền giữa

MS và SMC (Short Message Service Centre), cả 2 chiều, giao diện này được

dùng để truyền thông điệp giữa MSC phục vụ MS và MSC có giao diện với SC.

2.3.6 Giao diện F (MSC-EIR)

Giao diện này dùng cho trao đổi dữ liệu giữa MSC và EIR, mục đích để EIR

có thể xác nhận trạng thái khi nhận được IMEI từ MS

2.3.7 Giao diện G (VLR-VLR)

Khi MS di chuyển từ VLR area này sang VLR area khác, thủ tục đăng ký vị

trí sẽ xảy ra. Thủ tục này có thể bao gồm việc lấy IMSI và các thông số xác thực

trong VLR cũ.

2.3.8 Giao diện H (HLR-AuC)

Khi HLR nhận yêu cầu xác thực và mã hóa dữ liệu cho MS, HLR yêu cầu dữ

liệu từ AuC. Giao thức được sử dụng để truyền dữ liệu thông qua giao diện này

không được chuân hóa.

2.3.9 Giao diện Um (MS-BTS)

Giao diện này là giao diện vô tuyến sẽ được trình bày trong chương sau.

SVTH: Nhóm 4 19

Page 20: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Hình 2.4. Các giao diện trong hệ thống GSM

2.4 CẤU TRÚC MẠNG ĐỊA LÝ CỦA GSM

Mọi mạng điện thoại 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. Đây là yếu tố quan

trọng với một mạng di động do nó đảm bảo tính lưu động của thuê bao trong

mạng.

2.4.1. Tổng đài chuyển mạch di động cổng (GATEWAY-MSC)

GMSC làm việc như một tổng đài trung kế vào cho mạng GSM/ PLMN. Nó

thực hiện chức năng hỏi định tuyến cuộc gọi cho các cuộc gọi kết cuối di động,

cho phép hệ thống định tuyến các cuộc gọi đến nơi nhận cuối cùng của chúng là

SVTH: Nhóm 4 20

Page 21: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

các trạm di động bị gọi.

Tất cả các cuộc gọi vào GSM/PLMN sẽ được định tuyến đến một hay nhiều

GMSC.

Hình 2.5: Sơ đồ liên kết GMSC

2.4.2. Vùng phục vụ

Vùng MSC được một MSC quản lý. Về định tuyến cuộc gọi đến một thuê bao

di động, đường truyền qua mạng sẽ nối đến MSC ơ vùng phục vụ mà thuê bao

đang ơ. Vùng phục vụ là bộ phận của mạng được định nghĩa như một vùng mà ơ

đó có thể đạt đến một trạm di động nhờ việc trạm này được nghỉ lại ơ một bộ

định vị tạm trú VLR. ơ CME 20 vùng MSC và vùng phục vụ bao phủ cùng một

bộ phận của mạng.

2.4.3 Ô (cell)

Là đơn vị cơ bản của hệ thống tế bào, được định nghĩa theo vùng phủ sóng

của BTS. Mỗi ô được cấp một số định danh duy nhất gọi là CGI (Cell Global

Identity). Để phủ sóng toàn quốc, người ta càn đến một số lượng rất lớn BTS. Để

phủ sóng toàn bộ 61 tỉnh thành Mobiíone bố ừí 358 BTS, Việc bố ừí dựa trên

một mức độ khai thác của từng khu vực, chỉ riêng khu vực 2 (từ Lâm Đồng trơ

vào) đã đặt đến gần 300 BTS (chiếm gàn một nữa tổng số BTS của mạng); trong

tương lai, GPC (công ty quản lý mạng Vinaphone) và VMS (MobiFone) vẫn sẽ

SVTH: Nhóm 4 21

Page 22: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

tiếp tục lắp đặt thêm BTS để mơ rộng và nâng cấp chất lượng vùng phủ sóng.

2.4.4 Vùng định vị (Location Area)

Nhiều ô được ghép nhóm và gọi là một LA. Trong mạng, vị trí của thuê bao

do LA khu vực của thuê bao nắm giữ. số định danh cho LA được lưu thành thông

số LAI (Location Area Identity) ứng với từng thiết bị di động (điện thoại di

động) trong VLR. Khi thiết bị di chuyển sang ô của LA khác thì bắt buộc phải

đăng ký lại vị trí với mạng, nếu dịch chuyển giữa các ô ừong cùng một LA thì

không phải thực hiện qui ữình trên. Khi có cuộc gọi đến thiết bị, thông điệp được

phát ra (broadcast) toàn bộ các ô của LA đang quản lý thiết bị.

2.4.5 Vùng phục vụ của MSC

Nhiều vùng LA được quản lý bơi một MSC. Để có thể kết nối cuộc thoại đến

thiết bị di động, thông tin vùng dịch vụ MSC cũng được theo dõi và lưu lại HLR.

2.4.6 Vùng dịch vụ của nhà khai thác

Vùng phục vụ của nhà khai thác bao gồm toàn bộ các ô mà công ty có thể

phục vụ; nói cách khác, đây chính là toàn bộ của vùng phủ sóng của nhà khai

thác mà thuê bao có thể truy nhập vào hệ thống. Mỗi nhà khai thác sẽ có thông số

vùng phục vụ riêng. Việt Nam hiện có hai vùng phục vụ MobiFone và

Vinaphone, hy vọng sắp tới sẽ sớm có thêm vùng phục vụ của Saigon Postel liên

doanh với SLD (Singapore), Vietel, Viễn Thông Sài Gòn.

Vừng dịch vụ GSM: Vùng dịch vụ GSM là toàn bộ vùng địa lý mà thuê bao

có thể truy nhập vào mạng GSM, và sẽ càng mơ rộng khi có thêm nhiều nhà khai

thác ký thỏa ước họp tác với nhau. Hiện tại thì vùng dịch vụ GSM đã phủ hàng

chục quốc gia, kéo dài từ Ai-xơ-len đến Châu úc và Nam Phi. Chuyển vùng là

khả năng cho phép thuê bao truy nhập mạng của mình từ mạng khác. Mô hình

SVTH: Nhóm 4 22

Page 23: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

mạng di động tế bào có thể được trình bày giữa hai góc độ .

2.4.7 Băng tần

Hiện tại mạng GSM đang hoạt động trên 3 băng tần: 900, 1800, 1900MHz.

Chuân GSM ban đầu sử dụng băng tần 900MHz, gọi là phiên bản P-GSM

(Primary GSM). Để tăng dung lượng, băng tần dàn mơ sang 1800 và 1900MHz,

gọi là phiên bản mơ rộng (E-GSM). Chính vì thế, thị trường đã xuất hiện nhiều

loại điện thoại hỗ ừợ nhiều băng tần nhằm tạo thuận lợi cho người dùng thường

xuyên đi nước ngoài và tận dụng được hết ưu thế chuyển vùng quốc tế của mạng

GSM hiện nay.

CHƯƠNG III: CÁC THỦ TỤC CƠ BẢN TRONG GSM

Khi thực hiện cuộc gọi hay nhắn tin trong mạng GSM thì hệ thống sẽ phải trải

qua một số các thủ tục để thiết lập cuộc gọi hay chuyển tin. Thiết bị sẽ tự động

thực hiện quy trình cần thiết mà không cần đến sự quan tâm hay điều khiển của

người dùng.

3.1. THỰC HIỆN CUỘC GỌI TRONG MẠNG GSM

Khi thực hiện cuộc gọi trong mạng GSM thì hệ thống sẽ phải trải qua một số

SVTH: Nhóm 4 23

Page 24: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

các thủ tục để thiết lập cuộc gọi. Thiết bị sẽ tự động thực hiện quy trình cần thiết

mà không cần đến sự quan tâm hay điều khiển của người dùng.

3.1.1 Đăng nhập thiết bị vào mạng:

Khi thiết bị (điện thoại di động) ơ trạng thái tắt, nó được tách ra khỏi mạng.

Khi bật lên, thiết bị dò tần số GSM để tìm kênh điều khiển. Sau đó, thiết bị đo

cường độ của tín hiệu từ các kênh và ghi lại. Cuối cùng thì chuyển sang kết nối

với kênh có tín hiệu mạnh nhất.

3.1.2. Chuyển vùng:

Vì GSM là một chuân chung nên thuê bao có thể dùng điện thoại hệ GSM

tại hầu hết các mạng GSM trên thế giới. Trong khi di chuyển, thiết bị liên tục dò

kênh để luôn duy trì tín hiệu với trạm là mạnh nhất. Khi tìm thấy trạm có tín hiệu

mạnh hơn, thiết bị sẽ tự động chuyển sang mạng mới; nếu trạm mới nằm trong

LA khác, thiết bị sẽ báo cho mạng biết vị trí mới của mình. Riêng với chế độ

chuyển vùng quốc tế hoặc chuyển vùng giữa mạng của hai nhà khai thác dịch vụ

khác nhau thì quá trình cập nhật vị trí đòi hỏi phải có sự chấp thuận và hỗ trợ từ

cấp nhà khai thác dịch vụ.

3.1.3 Thực hiện cuộc gọi từ thiết bị di động vào điện thoại cố định:

1. Thiết bị kiểu yêu cầu một kênh báo hiệu.

2. BSC/TRC sẽ chỉ định kênh báo hiệu.

3. Thiết bị gửi yêu cầu thiết lập cuộc gọi cho MSC/VLR. Thao tác đăng ký

trạng thái tích cực cho thiết bị vào VLR, xác thực, mã hóa, nhận dạng thiết bị,

gửi số được gọi cho mạng, kiểm tra xem thuê bao có đăng ký dịch vụ cấm gọi ra

đều được thực hiện trong bước này. - Nếu hợp lệ, MSC/VLR báo cho BSC/TRC

SVTH: Nhóm 4 24

Page 25: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

một kênh đang rỗi. - MSC/VLR chuyển tiếp số được gọi cho mạng PSTN. - Nếu

máy được gọi trả lời, kết nối sẽ được thiết lập.

3.1.4 Thực hiện cuộc gọi từ điện thoại cố định đến thiết bị di động:

Điểm khác biệt quan trọng so với gọi từ thiết bị di động là vị trí của thiết bị

không được biết chính xác. Chính vì thế trước khi kết nối, mạng phải thực hiện

công việc xác định vị trí của thiết bị di động.

1. Từ điện thọai cố định, số điện thoại di động được gửi đến mạng PSTN.

Mạng sẽ phân tích, và nếu phát hiện ra từ khóa gọi ra mạng di động, mạng PSTN

sẽ kết nối với trung tâm GMSC của nhà khai thác thích hợp.

2. GMSC phân tích số điện thoại di động để tìm ra vị trí đăng ký gốc trong

HLR của thiết bị và cách thức nối đến MSC/VLR phục vụ.

3. HLR phân tích số điện thoại di động để tìm ra MSC/VLR đang phục vụ

cho thiết bị. Nếu có đăng ký dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi đến, cuộc gọi sẽ được

trả về GMSC với số điện thoại được yêu cầu chuyển đến.

4. HLR liên lạc với MSC/VLR đang phục vụ.

5. MSC/VLR gửi thông điệp trả lời qua HLR đến GMSC.

6. GMSC phân tích thông điệp rồi thiết lập cuộc gọi đến MSC/VLR

7. MSC/VLR biết địa chỉ LA của thiết bị nên gửi thông điệp đến BSC quản lý

vùng nội bộ (LA) này.

8. BSC phát thông điệp ra toàn bộ các ô thuộc LA.

9. Khi nhận được thông điệp, thiết bị sẽ gửi yêu cầu ngược lại.

10. BSC cung cấp một khung thông điệp chứa thông tin.

11. Phân tích thông điệp của BSC gửi đên để tiến hành thủ tục bật trạng thái

của thiết bị lên tích cực, xác nhận, mã hóa, nhận diện thiết bị.

12. MSC/VLR điều khiển BSC xác lập một kênh rỗi, đổ chuông. Nếu thiết bị

SVTH: Nhóm 4 25

Page 26: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

di động chấp nhận trả lời, kết nối được thiết lập. Trong trường hợp thực hiện

cuộc gọi từ thiết bị di động đến thiết bị di động, quá trình cũng diễn ra tương tự

nhưng điểm giao tiếp với mạng PSTN của điện thoại cố định sẽ được thay thế

bằng MSC/VLR khác.

* Tính năng DROPBACK giữa hai nhà khai thác dịch vụ.

Đây là một ưu điểm mà các nhà khai thác dịch vụ thường ứng dụng để tiết

kiệm chi phí cho truyền phát và xử lý. Ví dụ thuê bao A gọi thuộc sự quản lí của

MSC-VLR A ơ Việt Nam gọi cho thuê bao B ơ Lào, cũng thuộc sự quản lí của

MSC-VRR A. Cuộc gọi được định tuyến quốc tế từ Việt Nam sang Lào. Mạng di

động ơ Lào sẽ nhận dạng rằng thuê bao A thuộc sự quản lí của MSC-VLR A ơ

Việt Nam và định tuyến cuộc gọi trơ lại Việt Nam. Lúc này nếu không có tính

năng dropback thì cuộc gọi sẽ được định tuyến qua toàn bộ các GMSC (trung

tâm chuyển mạch di động cổng) ơ Lào còn nếu có tính năng dropback thì cuộc

gọi chỉ được định tuyến trong phân hệ chuyển mạch của MSC-VLR A, vì vậy tiết

kiệm được năng lượng xử lí và chi phí truyền dẫn.

3.2. GỬI VÀ NHẬN TIN NHẮN TRONG MẠNG GSM

3.2.1 Gửi tin nhắn:

1. Thiết bị di động kết nối vào mạng. Nếu kết nối đang có sẵn, quá trình này

được bỏ qua.

2. Sau khi hoàn tất thành công quá trình xác thực, nội dung thông điệp sẽ được

chuyển đến Trung Tâm Dịch Vụ Tin Nhắn (SMS -C – Short Message Service

SVTH: Nhóm 4 26

Page 27: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Center).

3.2.2 Nhận tin nhắn:

1. Người dùng gửi tin nhắn đến SMS-C.

2. SMS-C gửi tin nhắn đến SMS-GMS-C.

3. SMS-GMSC truy vấn HLR về thông tin định tuyến.

4. HLR đáp ứng truy vấn.

5. SMS-GMSC chuyển thông điệp lại cho MSC/VLR chỉ định.

6. Tiến hành nhắn tin tìm kiếm và kết nối thiết bị vào mạng.

7. Nếu xác thực thành công, MSC/VLR sẽ phát tin nhắn đến thiết bị.

8. Nếu truyền nhận tin nhắn thành công, MSC/VLR sẽ gửi báo cáo về SMS-C;

ngược lại, MSC/VLR sẽ thông báo cho HLR và gửi báo cáo lỗi về SMS-C.

CHƯƠNG IV: GIAO DIỆN VÔ TUYẾN

4.1. GIỚI THIỆU:

Giao diện vô tuyến là tên chung của đấu nối giữa trạm di động (MS) và trạm

phát thu gốc (BTS). Giao diện sử dụng khái niệm TDMA với một khung TDMA

cho một tần số sóng mang. Mỗi khung gồm 8 khe thời gian (TS - Time Slot)

hướng từ BTS đến MS được định nghĩa là đường xuống và hướng ngược lại là

SVTH: Nhóm 4 27

Page 28: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

đường lên.

Truyền dẫn vô tuyến ơ GSM được chia thành các cụm (BURST) chứa hàng

trăm bit đã được điều chế. Mỗi cụm được phát đi trong một khe thời gian có độ

lâu là 15/26 ms (0.577ms) ơ một trong kênh tần số có độ rộng 200 kHz. Sơ đồ

mô tả cách kết hợp giữa FDMA và TDMA được cho ơ hình sau:

Hình 4.1. Sơ đồ sự kết hợp FDMA và TDMA

Mổi kênh tần số cho phép tổ chức các khung truy cập theo thời gian có độ dài

4,62ms, mỗi khung bao gồm 8 khe thời gian từ 0->7, mỗi khe gọi là một

timeslots (TS0, TS1, ... , TS7). 8 khe này có thể chia cho 8 người sử dụng.

Hình 4.2. Tổ chức một khung TDMA

SVTH: Nhóm 4 28

Page 29: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Người ta chia các kênh trên giao diện vô tuyến thành hai loại chính là kênh

vật lý và kênh logic.

4.2. KÊNH VẬT LÝ:

Kênh vật lý được tổ chức theo quan điểm truyền dẫn. Đối với TDMA GSM,

kênh vật lý là một khe thời gian ơ một sóng mang vô tuyến được chỉ định.

Mạng GMS được dành 124 kênh sóng mang , sóng này ơ dải tần:

- Đường lên (MS-BTS) : 890-915MHz.

fL = 890MHz + (0,2MHz) x n trong đó n = 0,1,...,124

- Đường xuống (BTS-MS): 935-960 MHz

fU = fL +45MHz

Đối với các kênh lưu lượng song công (duplex), hai hướng liên hệvới nhau

bằng một cách tách cố định về tần sốvà khoảng thời gian. Chỗ trống tần số cố

định giữa 2 hướng truyền dẫn gọi là khoảng cách song công rộng 45MHz (trong

dải tần 900MHz) và rộng 75MHz (trong dải tần 1.800MHz). Kiểu song công này

gọi là song công phân tần số Frequency-Division Duplex (FDD). Việc tách song

công theo thời gian dùng 3 khe thời gian. Nguyên lý này làm cho việc sử dụng

thiết bị di động hiệu quả vì không cần phải thu phát tín hiệu đồng thời. Sau khi

nhận được tín hiệu trên đường downlink hay tần số tới 2 burst thiết bị di động

mới gơi trên đường uplink hay tần số lui.

SVTH: Nhóm 4 29

Page 30: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Hình 4.3. Phân khung TDMA

Như vậy có 125 kênh được đánh số tứ 0 -> 124, riêng kênh 0 dành cho

khoảng bảo vệ. Hệ thống GSM mơ rộng (E-GSM) có băng tần rộng thêm 10MHz

ơ cả hai phía nhờ vậy số kênh tăng thêm 50 kênh.

Ở Việt Nam, GMS sử dụng băng tần đường lên 890,2-898,4 MHz và đường

xuống 935,2-934,4MHz. Mỗi tần số sóng mang 200kHz trên mỗi sóng mang thực

hiện ghép kênh theo thời gian ứng với mỗi khung TDMA ta có số kênh bằng

124x8(khe)=922 kênh.

4.3. KÊNH LOGIC:

Các kênh vật lý của giao tiếp vô tuyến GSM được chia thành các kênh logic.

Chúng được chia thành 2 loại chính là kênh lưu lượng (traffic channel – TCH) và

kênh điều khiển (control channel – CCH). Có nhiều kênh logic khác nhau và việc

phân biệt chúng dựa trên mục đích và thông tin truyền trên kênh đó. Những kênh

logic này được xếp vào một kênh vật lý xác định thường là TS0 trong mỗi khung

TDMA và gơi đi như một burst vô tuyến đều đặn.

SVTH: Nhóm 4 30

Page 31: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

4.3.1. Nhóm kênh lưu lượng:

Chủ yếu dùng để phục vụ cho chế độ thoại, trong một số chế dộ đặc biệt khác

thì kênh lưu lượng cũng bị chiếm dụng để phục vụ cho các nhu cầu khân cấp

khác như HandOver (chuyển giao cell phục vụ). Nhóm kênh này gọi chung là

TCH (Traffic Channel). Có 2 loại với tốc độ truyền khác nhau:

* Kênh lưu lượng toàn tốc ( Fullrate TCH or TCH/F): Một kênh TCH/F sẽ

chiếm trọn một TS ( Timeslot) của khung TDMA. Tốc độ truyền là 13kb/s cho

thoại và 9.6 kb/s cho data.

* Kênh lưu lượng bán tốc ( Halfrate TCH or TCH/H): 2 kênh TCH/F sẽ cùng

chiếm một TS của khung TDMA. Tốc độ truyền bị giảm đi một nửa: 6.5kb/s cho

thoại và 4.8kb/s cho data.

Nếu hệ thống kích hoạt chế độ HR ( halfrate) thì chất lượng thoại của cuộc

gọi sẽ bị giảm, nhưng bù lại số thuê bao phục vụ được của Cell sẽ tăng lên. Dùng

để ứng phó trong trường hợp lưu lượng tăng đột biến và không thường xuyên,

không tiến hành nâng cấp hệ thống kịp. Khi lưu lượng giảm xuống người ta lại

bỏ chế độ HR.

4.3.2. Nhóm kênh điều khiển:

Các nhóm kênh này sẽ đảm bảo cho các báo hiệu điều khiển của hệ thống

như: đồng bộ,quảng bá,cấp kênh ,thiết lập cuộc gọi, ....Được chia làm 3 nhóm

chính sau:

* Nhóm kênh quảng bá: Broadcast Channel ( BCH)

Đây là kênh một chiều, theo đường xuống, được ấn định trên TS0 của khung

TDMA. Gồm có các kênh:

FCCH: Kênh điều khiển tần số gửi tới MS: gồm một cụm toàn bit 0, để MS

SVTH: Nhóm 4 31

Page 32: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

dựa vào đó hiệu chỉnh tần số phát.

SCH: Kênh đồng bộ cho MS khả năng đồng bộ với trạm BTS( nhận biết các

thông số nhận dạng trên hệ thống (BSIC)của BTS), biết được số khung TDMA.

BCCH:gửi các thông tin cụ thể về mạng, như quản lý tài nguyên vô tuyến và

các bản tin điều khiển, ví dụ: mã nhận diện mạng MNC, LAI,….

* Nhóm kênh điều khiển chung: Common Control Channel (CCCH)

Bao gồm tất cả các kênh đường xuống điểm tới đa điểm (BTS tới một nhiều

MS) và kênh truy nhập ngẫu nhiên đường lên:

AGCH: được sử dụng để ấn định 1 kênh dành riêng (SDCCH) tới MS.

PCH: kênh tìm gọi(pagging) gửi tín hiệu thông báo tới MS về 1 cuộc gọi đến.

CBCH: là 1 tùy chọn (có thể có hoặc ko) cho bản tin quảng bá SMS.

NCH: là 1 tùy chọn (có thể có hoặc ko) dùng cho dịch vụ quảng bá thoại

(VBS).

Trong đó 2 kênh quan trọng nhất là AGCH và PCH. Kênh AGCH sẽ được gửi

cho MS đã có yêu cầu cấp kênh điều khiển riêng sau khi hệ thống kiểm tra thấy

tài nguyên còn trống, và yêu cầu của MS là hợp lệ. Còn kênh PCH sẽ được gửi

cho tất cả các MS trong vùng phục vụ khi có một số thuê bao nào đó được gọi.

Tất cả các MS sẽ nhận và giải mã bản tin này, nhưng chỉ có MS bị gọi mới trả lời

cho hệ thống tìm gọi và đổ chuông.

* Nhóm kênh điều khiển riêng: Delicated Control Channel. (DCCH)

Bao gồm các kênh điều khiểm điểm- điểm, gồm cả 2 hướng

(uplink/downlink). Các nhóm kênh này dùng để thiết lập một liên lạc riêng giữa

một MS và hệ thống, qua đó hệ thống sẽ lắng nghe và thực hiện yêu cầu hợp lệ

của MS đó.

SDCCH: Kênh điêu khiển dành riêng được sử dụng cho thiết lập cuộc gọi,

SVTH: Nhóm 4 32

Page 33: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

LU và SMS.

SACCH: Kênh điều khiển liên kết chậm được sử dụng cho báo cáo đo và báo

hiệu trong 1 cuộc gọi.

FACCH: Kênh điều khiển liên kết nhanh được sử dụng (khi cần) cho báo

hiệu trong 1cuộc gọi, chủ yếu cho phân phát bản tin Handover và cho hồi báo khi

TCH được gán.

Trong đó SACCH và FCCH được xem là chế độ chiếm kênh, do nó lấy các

TS lẽ ra dành cho kênh lưu lượng để gửi những thông tin khân cấp cần thiết cho

việc duy trì cuộc gọi. Vì chỉ chiếm số ít TS và ko liên tục nên hầu như người sử

dụng cũng ko cảm nhận được sự thay đổi chất lượng thoại tại thời điểm bị chiếm

kênh.

4.4 CẤU TRÚC CỤM VÀ SIÊU ĐA KHUNG:

4.4.1 Cấu trúc một cụm:

Một cụm là (burst) một khe thời gian có độ dài 577us. Trong hệ thống GSM

tồn tại 4 dạng cụm khác nhau. Nội dung các cụm như sau:

Cụm bình thường (NB: Normal Burst): cụm này được sử dụng để mang

thông tin về các kênh lưu lượng và các kênh kiểm tra. Đối với kênh lưa lượng

TCH (traffic channel) cụm này chứa 144 bit được mã mật mã, 2 bit cờ lấy cắp

(chỉ cho kênh TCH) trong 58 bit thông tin, 2 cặp 3 bit đuôi 000 (tail bíts) để đảm

bảo rằng bộ giải mã viterbi bắt đầu và kết thúc trong một trạng thái đả biết, 26 bit

hướng dẫn (phản ánh tương đối đúng tình trạng truyền sóng cho máy thu từ đó bộ

cân bằng viterbi có thể xây dựng mô hình kênh ơ các thời điểm để loại bỏ ảnh

hương của nhiểu pha định đa tia) và khoảng bảo vệ 8,25 bit tránh ảnh hương của

kênh lân cận. Tổng cộng có 156,25 bits.

SVTH: Nhóm 4 33

Page 34: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Cụm hiệu chỉnh tần số (FB: Frequency Correction Bits): Cụm này được

sử dụng để đồng bộ tần số cho trạm di động. Cụm chứa 142 bit cố định bằng 0 để

tạo ra dịch tần số +67,7kHz trên tần số định danh, 2 cặp 3 bit đuôi 000 chuổi bít

không này sau khi sau khi điều chế GMSK cho một sóng hình sin hoàn toàn

quanh tần số 68kHz cao hơn tần số sóng mang RF, 8.25 bit dùng cho khoảng bảo

vệ.

Cụm đồng bộ (SB: Synchronisation Burst): cụm này dùng để đồng bộ thời

gian cho trạm di động. Cụm chứa 2*39 bit thông tin được mật mã hóa để mang

thông tin chi tiết về cấu trúc khung (về số khung (FN)) của khung TDMA và

BSIC (Base Station Identity Code), 2 căp 3 bit đuôi 000 để đảm báo bắt đầu và

kết thúc của khung mang thông tin cấn thiết, burst đồng bộ là burst đầu tiên mà

MS giải điều chế vì lý do này mà chuổi hướng dân kéo dài 64 bit và nó cũng cho

phép lớn hơn độ rộng trể đa đường, thêm khoảng bảo vệ 8,25 bit.

Cụm truy nhập (AB: Access Burst): cụm này được sử dụng bơi MS để truy

nhập ngẫu nhiên khơi tạo mạng và chuyển giao. Nó là burst đầu tiên của đường

lên mà BTS sẻ giải điều chế từ một MS đặc thù. Cùng với burst đồng bộcụm

chứa 41 bit hướng dẫn để kéo dài thoải mái quá trình giải điều chế, cụm chứa 36

bit thông tin, 8 bit đuôi đầu, 3 bit đuôi cuối và khoảng bảo vệ 68,25 bit để bù trể

cho sự lan truyền giữa MS và BTS và cũng để phù hợp với cấu trúc một cụm cho

một khe thời gian.

SVTH: Nhóm 4 34

Page 35: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Hình 4.4 Khuôn dạng các burst trong GSM

Cụm giả (DB: Dummy Burst): Cụm giả được phát đi từ BTS trong một số

trường hợp để lấp kín những khe thời gian không hoạt động trên kênh BCCH.

Cụm không mang thông tin và có cấu trúc giống như NB nhưng các bít mật mã

được thay thế bằng các bit hỗn hợp.

* GSMK: Gaussian minimum shift keying tức điều chế dịch khóa tần số pha liên

tục, một dạng của MSK, điều chế dịch khóa tối thiểu. Đây là kĩ thuật điều chế

được sử dụng trong GSM và GRPS. Trong khi đó EDGE và UMTS sử dụng kĩ

thuật 8-PSK, điều chế dịch khóa pha liên tục.

* TCH: traffic channel, kênh lưu lượng (kênh logic) trong GSM.

* BSIC: Base Station Identity Code, mã nhận dạng trạm gốc.

SVTH: Nhóm 4 35

Page 36: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

4.4.1 Tổ chức khung đa khung, siêu khung:

Mỗi khung TDMA cho một sóng mang. Một khung có 8 khe thời gian được

đánh số từ 0 đến 7. Nguyên lý mật mã hoá trong hệ thống GSM dùng một thông

số là số khung TDMA. Vì vậy trạm thu phát gốc phải đánh số các khung ơ dạng

chu trình (không thể đánh số khung đến vô tận). Số này còn được sử dụng trong

thuật toán nhảy tần. Số được chọn là 2715648 tương ứng 3 giờ 28 phút 53 giây

760 ms. Cấu trúc này được gọi là siêu siêu khung (hyperframe). Một siêu siêu

khung được chia thành 2048 siêu khung (superframe) với khoảng thời gian 6

phút 12 giây. Siêu khung được chia thành các đa khung (multiframe).

Có hai loại đa khung:

* Đa khung gồm 26 khung TDMA, đa khung này sử dụng cho kênh TCH,

SACCH, FACCH và 51 đa khung hợp thành một siêu khung.

* Ở đa khung điều khiển gồm 51 khung TDMA để đảm bảo bất kỳ thuê bao

GSM nào (ơ tế bào phục vụ hay lân cận) có thể nhận được SCH và FCCH từ

BCH mà không phụ thuộc vào việc nó đang dùng khung nào và khe thời gian

nào. Đa khung này sử dụng cho các kênh báo hiệu logic BCCH, CCCH, FCCH

và SACCH. (26 đa khung thành 1 siêu khung).

Cấu trúc khung cho kênh lưu lượng toàn tốc (TCH/F) chiếm dữ một khe thời

gian trong mỗi khung TDMA (hình 4.5 bên dưới). 12 khe trong 12 khung

TDMA đầu tiên (0-11) của đa khung 26 (gồm khung 0 đến khung 25) được sử

dụng cho kênh TCH/F từ khung 0 tới 11. Khe thời gian tiếp (khe nằm trong

khung 12 trong đa khung 26) theo không được sử dụng cho truyền dẫn, là khoảng

SVTH: Nhóm 4 36

Page 37: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

thời gian rổi khe “idle”. 12 khe tiếp theo trong mỗi khung TDMA (13-24) của đa

khung được sử dụng cho TCH/F. Khe thời gian còn lại (nằm trong khung 25) của

đa khung 26 được sử dụng cho kênh SACCH. Hình 4.5 có thể được ứng dụng

cho cả đường lên và đường xuống. Chú ý cấu trúc đa khung thể hiện trong hình

4.5 chỉ gắn cho một kênh TCH/F chiếm giữ những khe thời gian được đánh số lẻ.

Trên khe thời gian được đánh số chẵn và khe thời gian 0 là vị trí của khe thời

gian rỗi và khe dành cho kênh SACCH được trao đổi.

Hình 4.5: Cấu trúc khung cho kênh lưu lượng toàn tốc TCH/F trên khe thời gian

Cấu trúc khung cho kênh điều khiển đặt trên khe thời gian TS0 thể hiện trên

SVTH: Nhóm 4 37

Page 38: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

hình 4.6. Trong trường hợp đa khung 51 khung với thời gian 235ms. Toàn bộ các

kênh ngoại trừ kênh TCH đều sử dụng cấu trúc đa khung 51 khung. Mỗi đa

khung điều khiển BCCH/CCCH có độ dài là 235.4 ms (gồm 51 khung TDMA)

được mapping trên khe thời gian TS0 (đầu tiên) của khung TDMA trên sóng

mang có chứa kênh BCCH/CCCH (không phải sóng mang nào cũng có chứa tổ

hợp kênh này), ơ đa khung 51 này có độ dài 235.4 ms sẽ có 5 TS dùng để phát

thông tin trên kênh SCH, cụ thể TS0 của khung thứ 1 (bắt đầu tính từ khung thứ

0 đến khung thứ 50), TS0 của khung thứ 11, TS0 của khung thứ 21, 31, 41. Tức

là cứ sau 10 khung (10 x 4.615 ms) thì thông tin trên SCH (có chứa số hiệu

khung) lại được phát 1 lần.

Kênh logic FACCH được dùng khi có yêu cầu chuyển giao khi đang hội

thoại, nó chiếm 20 ms trên chính kênh TCH được cấp cho MS và vì vậy nó được

gọi là "stealing".

SVTH: Nhóm 4 38

Page 39: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Hình 4.6: Cấu trúc khung cho một nhóm kênh điều khiển trên TS0

Thời gian tối đa phải chờ của MS để thu được số khung TDMA sẽ là khoảng

thời gian từ sau TS0 cuối cùng trong đa khung 51 của kênh vật lý BCCH (TS0

trên sóng mang BCCH của trạm BS) dành cho kênh logic SCH, cho tới hết TS0

dành cho SCH đầu tiên của đa khung 51 của kênh vật lý BCCH tiếp theo.

Do yêu cầu điều khiển chuyển giao khi đang diễn ra đàm thoại cần phải

nhanh mà kênh SACCH thì lại có tốc độ quá chậm (chỉ có 1 lần trong đa khung

26 của kênh TCH, chỉ đủ để:

* Đường xuống, BS gửi yêu cầu điều khiển công suất và time alignment cho

MS

SVTH: Nhóm 4 39

Page 40: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

* Đường lên, MS gửi các náo cáo đo lường công suất cho BS phục vụ điều

khiển HO và tính toán điều khiển công suất/time alignment).

Do đó người ta "lấy cắp" kênh TCH 2 chiều đang đàm thoại để truyền tin

tức điều khiển HO (vì lúc này thì chất lượng thoại lúc đó cũng đã quá kém rồi, có

để kênh TCH thì cũng không truyền thoại tiếp nữa). Việc lấy cắp được diễn ra

như sau:

* Ngắt không truyền tin tức cuộc gọi trên kênh logic TCH;

* Truyền tín hiệu điều khiển chuyển giao trên kênh đó.

Việc phân biệt khi nào kênh TCH là TCH, khi nào là FACCH thực hiện nhờ

cờ lấy cắp là 1 bít nằm sau đoạn 56 bít mã thông tin thứ nhất trong burst TCH

(nằm ngay trước 26 bít training) và 1 bít nằm đầu ngay trước đoạn 56 bít mã

thông tin thứ hai trong burst TCH (ngay sau 26 bit training). Bít cờ ăn cắp này là

1 thì kênh TCH lúc đó đang dùng cho FACCH còn là 0 thì đang là TCH (đang

truyền các dữ liệu thoại của cuộc đàm thoại).

SVTH: Nhóm 4 40

Page 41: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Hình 4.7 Cấu trúc khung cho một nhóm kênh điều khiển trên TS0

4.5. SỬ DỤNG LẠI TẦN SỐ TRONG GSM:

Dải tần sử dụng trong mạng GSM là 890-915MHz với 125 kênh thoại, 1

kênh thoai chia thành 8 khe thời gian, như vậy thì số thuê bao có thể liên lạc

đồng thời là không nhiều. Như vậy, đòi hỏi là phải tái sử dụng tần số để tăng số

thue bao có thể liên lạc đông thời. Tức là ta sử dụng lại những tần số trong dãi

tần 890-915MHz lần nữa và nhiều lần nữa. (ơ các cell cách xa nhau một khoảng

cách phù hợp) Bằng cách chia tương tượng mỗi vùng ra thành các cell lục giác,

mỗi cell có 1 BTS để thu phát tín hiệu, có cell liền kề phát các tần số khác nhau

trong dãi tần quy định. Như vậy không có hiện tượng nhiễu do phát cùng tần số

giữa các cell liền kề mà số thuê bao liên lạc đồng thời lại tăng lên rất nhiều.

SVTH: Nhóm 4 41

Page 42: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Hình 4.8:Minh họa về việc tái sử dụng tần số trong GSM.

Các cell cách xa nhau một khoảng cách địa lí nhất định có thể sử dụng cùng tần

số.

SVTH: Nhóm 4 42

Page 43: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

CHƯƠNG V:

CÁC THÔNG SỐ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG

MẠNG GSM

5.1. CÁC YÊU CẦU CHỨC NĂNG MẠNG

5.1.1. Chức năng mạng cung cấp các dịch vụ cơ sở

1. Chức năng điều khiển cuộc gọi :

Tập hợp các chức năng này cho phép thiết lập truyền thông giữa một thuê bao

di động và một thuê bao mạng khác trong các kiểu mạng sau : PSTN, ISDN,

PSPDN, CSPDN, và các PLMN khác.

Cuộc gọi từ một thuê bao di động đã được đăng ký trong VLR: Đây là trường

hợp bình thường, cuộc gọi được định tuyến theo số đã quay.

Cuộc gọi từ một thuê bao di động không đăng ký trong VLR: Khi VLR nhận

từ MSC một yêu cầu về các tham số thiết lập cuộc gọi cho một cuộc gọi bắt đầu

từ MS, VLR sẽ tạo một thủ tục cập nhật vị trí đối với HLR. Sau đó cuộc gọi được

thiết lập bình thường như đã đăng ký trong VLR.

Cuộc gọi đến một thuê bao di động : Cuộc gọi được định tuyến theo dữ liệu

vị trí đã được thu từ HLR đến MSC hiện thời và MS được nhắn tin trên giao diện

vô tuyến đã được tiêu chuân hoá.

Các chức năng điều khiển cuộc gọi trong HLR: HLR phải thích ứng các chức

năng định tuyến như đã mô tả trong cuộc gọi đến thuê bao di động.

Các chức năng điều khiển cuộc gọi trong VLR: VLR phải cung cấp các tham

số thuê bao cho MSC khi có yêu cầu điều khiển cuộc gọi.

Các chức năng điều khiển cuộc gọi trong MSC : MSC thực hiện chức năng

định tuyến cuộc gọi và điều khiển cuộc gọi bình thường. MSC thu được các tham

SVTH: Nhóm 4 43

Page 44: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

số thuê bao từ VLR liên kết. MSC có khả năng thực hiện việc chuyển cuôc gọi.

Trong một số trường hợp MSC hoạt động như một MSC cổng.

2. Các cuộc gọi khẩn cấp

Hệ thống di động mặt đất phải điều khiển hiệu quả các cuộc gọi khân cấp từ

các máy di động.

Định tuyến: cuộc gọi được định tuyến tự động đến một trung tâm khân cấp

thích hợp căn cứ vùng địa lý của máy di động.

Sử dụng IMEI (International Moble Equipment Identity): Việc hỗ trợ cuộc gọi

khân cấp của mạng từ các MS của mạng sử dụng IMEI như một biện pháp duy

nhất, là sự tuỳ chọn của các nhà điều hành PLMN.

3. Bảo mật phần tử các thông tin báo hiệu

Thủ tục thực hiện việc cung cấp các phần tử thông tin báo hiệu trên đường

dẫn vô tuyến để bảo mật. Khoá mã hoá được tính toán trong cả MS và mạng.

4. Các dịch vụ bổ sung

Việc hỗ trợ các dịch vụ bổ xung yêu cầu bổ xung thêm các thủ tục điều khiển

trong các HLR, VLR và các MSC vào các thủ tục điều khiển trong mạng cố định

5.1.2. Chức năng mạng hỗ trợ cho khai thác cellular

1. Đăng ký vị trí

Đăng ký vị trí có nghĩa là các mạng GSM theo dõi nơi định vị các máy di

động trong vùng hệ thống. Thông tin vị trí được lưu giữ trong các thiết bị chức

năng được gọi là bộ ghi vị trí. Có 2 loại bộ ghi vị trí :

Bộ ghi vị trí thường trú (HLR) : Nơi lưu giữ cố định các vị trí hiện hành và tất

cả các tham số thuê bao của một máy di động.

Bộ ghi vị trí tạm trú (VLR): Nơi lưu giữ tất cả các tham số liên quan đến một

máy di động với điều kiện máy ơ bên trong vùng điều khiển của bộ ghi vị trí tạm

SVTH: Nhóm 4 44

Page 45: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

trú đó.

2. Chuyển cuộc gọi

Các trường hợp yêu cầu chuyển cuộc gọi :

Chuyển cuộc gọi giữa các kênh vật lý của cùng một hệ thống trạm gốc (BSS).

Có thể sử dụng khả năng này trong các tình huống :

Khi kênh vật lý chuyển cuộc gọi dễ bị nhiễu hoặc dễ bị các nhiễu loạn khác.

Khi một kênh vật lý hoặc thiết bị kênh chuyển cuộc gọi phải rút ra khỏi dịch

vụ để bảo dưỡng hoặc vì các lý do khác.

Chuyển cuộc gọi giữa các BSS có cùng một MSC để đảm bảo tính liên tục

của một kết nối khi MS di chuyển từ vùng BS này sang vùng BS khác.

Chuyển cuộc gọi giữa các BSS có các MSC khác nhau của cùng một mạng

GSM để đảm bảo tính liên tục của kết nối khi một MS chuyển từ vùng BS của

MSC này sang BS của vùng MSC khác

3. Thiết lập lại cuộc gọi

Việc thiết lập lại cuộc gọi chỉ được thực hiện trên các kênh lưu lượng khi

một kênh lưu lượng bị mất trong thời gian và khi cuộc gọi đang ơ trong trạng thái

kết nối.

5.1.3. Các chức năng bổ xung của mạng điều khiển cuộc gọi

1. Xếp hàng

Các cuộc gọi kết thúc và các cuộc gọi bắt đầu được xếp hàng tại BSS và phải

thoã mãn các điều kiện sau đây :

Đối với các cuộc gọi khơi đầu của MS, sự chỉ báo không xếp hàng được cung

cấp cho MS. Do đó việc xếp hàng được xem như một sự thiết lập cuộc gọi trễ đối

với MS .

Đối với các cuộc gọi kết thúc của MS, việc xếp hàng không được trái với các

SVTH: Nhóm 4 45

Page 46: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

điều kiện giải phóng khác thường trong mạng cố định. Nói chung, các cuộc gọi

có thể được chuyển qua các mạng quốc tế sẽ không phải xếp hàng, nghĩa là việc

xếp hàng không thể áp dụng với các cuộc gọi mà mạng GSM không biết mạng

khơi đầu.

2. Thiết lập cuộc gọi vô tuyến (OACSU)

OACSU có thể được thực hiện trong mạng GSM trên cơ sơ tuỳ chọn để làm

tăng dung lượng điều khiển cuộc gọi của mạng GSM, nó phụ thuộc vào các điều

kiện sau :

OACSU không chỉ được sử dụng cho các cuộc gọi đến một số quốc tế

OACSU không được sử dụng cho các cuộc gọi vào tổng đài, trừ khi hai bên

đã đi đến hiệp định song phương cho phép một ứng dụng như vậy của OACSU.

Để tránh sự nghi ngờ OACSU không áp dụng với các cuộc gọi mà mạng GSM

không nhận biết được kiểu gọi hoặc mạng khơi đầu.

Các MS nước ngoài không hỗ trợ thủ tục OACSU được phép truy nhập vào

các mạng GSM nơi OACSU được sử dụng.

Các MS hỗ trợ OACSU có khả năng thao tác trong các mạng GSM nơi

OACSU không được thực hiện.

OACSU sẽ chỉ dùng được cho các cuộc gọi điện thoại.

3. Các dịch vụ liên quan đến bảo mật

Các mạng GSM cung cấp hai dịch vụ bảo mật trên đường dẫn vô tuyến là:

Bảo mật nhận dạng thuê bao và bảo mật dữ liệu thuê bao.

Bảo mật nhận dạng thuê bao: Dịch vụ này cung cấp bí mật về các nhận dạng

của thuê bao. Một người xâm nhập không thể nhận dạng được thuê bao nào đang

sử dụng nguồn tài nguyên nào đó trên đường truyền dẫn vô tuyến. Thay vì IMSI,

một nhận dạng tạm thời được dùng. Nhận dạng này (TMSI) là một số cục bộ chỉ

SVTH: Nhóm 4 46

Page 47: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

hợp lệ trong một vùng nhất định. TMSI được VLR phân bổ và được gửi đến MS

trong chế độ mã hoá.

Bảo mật dữ liệu thuê bao: dịch vụ này cung cấp bảo mật về dữ liệu người

dùng được truyền trên một kênh lưu lượng. Sự mã hoá / giải mã của dữ liệu

người dùng được thực hiện trong MS và BSS bằng một khoá, khoá này được tính

toán trong cả MS và mạng.

4. Thu không liên tục

Thu không liên tục là một kỹ thuật được dùng để làm giảm sự tiêu thụ pin

trung bình của các máy di động. Chức năng này bắt buộc mạng phải hỗ trợ, như

là tuỳ chọn với các máy di động.

5.2 CÁC CHỈ TIÊU VỀ CẤU HÌNH MẠNG

5.2.1 Các chỉ tiêu của MSC

1. Tải chuẩn

Chỉ tiêu đầu tiên của MSC là chỉ tiêu về tải chuân bao gồm: tải chuân trên các

mạch vào liên tổng đài và tải chuân cho các cuộc gọi MS.

* Tải chuân trên các mạch vào liên tổng đài bao gồm:

Tải chuẩn A: Tải chuân A là độ chiếm dụng trung bình 0.7 Erl trên tất cả các

mạch vào với 35 lần gọi thử /giờ/mạch vào. Con số này giả định 45% lần gọi thử

không hiệu quả.

Tải chuẩn B: Tải chuân B là độ chiếm dụng trung bình 0.85 Erl trên tất cả các

mạch vào với 42 lần gọi thử/giờ/mạch vào.

* Tải chuân cho các cuộc gọi MS :

Tải chuẩn A: Các bộ dữ liệu về các loại MS từ W đến Y được lựa chọn để

kiểm soát khả năng quan sát trường trong các lục địa, các quốc gia và các vùng

khác nhau.

SVTH: Nhóm 4 47

Page 48: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Tải chuẩn B: tải chuân B là sự tăng thêm lưu lượng trên tải chuân A

2. Cuộc gọi thử không được điều khiển thích đáng

Cuộc gọi thử không được thích đáng là cuộc gọi thử bị ngăn chặn hoặc bị trì

hoãn quá lâu trong tổng đài.

3. Xác suất trễ

Trễ là một chỉ tiêu rất quan trọng trong quản lý chất lượng mạng. Trễ được chia

thành rất nhiều loại, sau đây là các loại trễ được tiêu chuân ngành quy định:

* Trễ báo nhận báo hiệu người dùng :

Là khoảng thời gian từ lúc thu được bản tin báo hiệu của người dùng từ kênh

Dm cho đến khi bản tin báo nhận việc thu đó được chuyển tiếp trơ lại từ MSC

đến kênh Dm.

Trễ chuyển báo hiệu:

Trễ chuyển báo hiệu của MSC là thời gian cần cho MSC chuyển một bản tin

từ một hệ thống báo hiệu đến một hệ thống báo hiệu khác với tối thiểu hoặc

không yêu cầu những hoạt động trao đổi khác. Khoảng thời gian được đo từ lúc

thu được bản tin từ hệ thống báo hiệu cho đến thời điểm chuyển tiếp bản tin

tương ứng tới hệ thống báo hiệu khác.

Trễ kết nối liên tục:

Đối với lưu lượng bắt đầu ra, trễ kết nối liên tục được xác định là khoảng thời

gian từ lúc yêu cầu thông tin báo hiệu để thiết lập một kết nối qua MSC (thu

được từ hệ thống báo hiệu vào), cho đến lúc đường truyền dẫn là khả dụng để

mang lưu lượng giữa các điểm kết thúc vào và ra trên MSC.

Trễ gửi chỉ báo cuộc gọi vào (cho các kênh lưu lượng nội bộ và kết thúc):

Trễ gửi chỉ báo cuộc gọi vào được xác định là khoảng thời gian từ lúc thu

được thông tin báo hiệu cần thiết từ hệ thống báo hiệu cho đến khi chuyển tiếo

SVTH: Nhóm 4 48

Page 49: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

bản tin thiết lập đến hệ thống báo hiệu của thuê bao được gọi. Pha này gồm có ba

phần được điều khiển trong BSS hoặc trong MS, cụ thể là nhắn tin, báo hiệu

RACH và SDCCCH để truy nhập vào mạng.

Trễ giải phóng kết nối:

Trễ giải phóng kết nối là khoảng thời gian từ lúc thu được bản tin không kết

nối hoặc giải phóng từ một hệ thống báo hiệu cho đến khi kết nối không còn khả

dụng trên cuộc gọi (và khả dụng trên cuộc gọi khác) và bản tin giải phóng hoặc

không kết nối tương ứng được chuyển tiếp đến hệ thống báo hiệu khác (có liên

quan đến kết nối).

Trễ xoá cuộc gọi:

Việc xoá cuộc gọi và không kết nối luôn được thực hiện đồng thời. Tuy

nhiên, trên cuộc gọi nào đó, sau khi xảy ra việc ngưng kết nối tổng đài có thể tiếp

tục cần 49ien các tham chiếu cuộc gọi cho đến khi thu được một bản tin xoá. Khi

đó, tổng đài có thể loại bỏ thông tin tham chiếu cuộc gọi. Bản tin giải phóng

tương ứng được chuyển tiếp đến các hệ thống báo hiệu 49ien quan trong khoảng

thời gian tính đến trễ chuyển báo hiệu.

Định thời bắt đầu tính cước (các cuộc gọi chuyển mạch):

Khi cần, việc định thời tính cước tại MSC bắt đầu sau khi thu được chỉ báo

trả lời từ tổng đài đang kết nối hoặc từ người dùng được gọi.

Trễ thiết lập cuộc gọi:

Trễ thiết lập cuộc gọi đối với các cuộc gọi di động bắt đầu ra khỏi MSC, được

đo từ khi thu thiết lập đến khi gửi IAM. Pha này cũng bao gồm việc phân định

kênh lưu lượng giao diện không gian trong BSS (tất cả dữ liệu điều khiển cuộc

gọi là khả dụng trong VLR tại thời gian thiết lập).

SVTH: Nhóm 4 49

Page 50: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Trễ thiết lập cuộc gọi vô tuyến OACSU:

Trễ OACSU là độ trễ trong chuyển mạch đường dẫn thoại từ thuê bao A đến

thuê bao B do sự chiếm đường dẫn vô tuyến sau khi thuê bao B đã bị ngắt kết

nối. OACSU là khoảng thời gian từ khi thu được chỉ báo trả lời từ thuê bao B cho

đến khi chiếm được đường dẫn vô tuyến thành công.

4. Chỉ tiêu xử lý cuộc gọi

Bên cạnh chỉ tiêu về cấu hình MSC, tiêu chuân ngành cũng đưa ra chỉ tiêu xử

lý cuộc gọi. Các chỉ tiêu đó bao gồm:

Giải phóng sớm : Xác suất một sự cố của MSC dẫn đến việc giải phóng sớm

một kêt nối được thiết lập trong khoảng thời gian một phút bất kỳ phải ≤ 2x10-5

Sự cố giải phóng: Xác suất một sự cố MSC ngăn cản việc giải phóng cần phải

có của một kết nối phải ≤ 2x10-5

Tính cước sai: Xác suất một cuộc gọi thử nhận được sự tính cước sai do sự cố

của MSC phải ≤ 10-4

Định tuyến sai: Xác suất một cuộc gọi bị định tuyến sai, sau khi nhận được

một địa chỉ hợp lệ phải ≤ 10-4

Không có tín hiệu số trên đường dây điện thoại: Xác suất của một cuộc gọi

thử gặp hiện tượng không có tín hiệu số sau khi nhận được một địa chỉ hợp lệ từ

MSC phải ≤ 10-4

Những sự cố khác: Xác suất MSC gây ra một sự cố cuộc gọi (vì bất kỳ lí do

nào chưa được nhận dạng cụ thể ơ trên) phải ≤ 10-4

Hiệu suất truyền: Xác suất một kết nối đang được thiết lập với một chất

lượng truyền không thể chấp nhận được qua tổng đài phải ≤ 10-4 . Chất lượng

truyền qua tổng đài được xem là không thể chấp nhận được khi hệ số lỗi bít vượt

qua điều kiện báo động. (Điều kiện báo động còn phải xác định thêm).

SVTH: Nhóm 4 50

Page 51: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Tốc độ trượt bít: Trong trường hợp bình thường, tốc độ trượt được điều khiển

tại một tổng đài đang hoạt động với miền đồng bộ hoá khác, phải ≤ 1trượt bit/ 70

ngày tại bất cứ kênh 64Kbps nào. Một trượt bít được điều khiển xuất hiện sẽ gây

ra sự mất dòng chỉnh khung .

5.2.2. Chỉ tiêu HLR và VLR

1. Tải chuẩn của HLR

Tải chuân điều khiển cuộc gọi: 0.4 toàn tác/thuê bao/ giờ.

Tải chuân quản lý di động: 1.8 toàn tác/thuê bao/ giờ.

2. Tải chuẩn của VLR

Tải chuân điều khiển cuộc gọi: 1.5 toàn tác/thuê bao/ giờ.

Tải chuân quản lý di động: 8.5 toàn tác/thuê bao/ giờ.

3. Chỉ tiêu của HLR và VLR

Các chỉ tiêu sau đây cho các thời gian trễ độc lập với kích cỡ của HLR, VLR

và là 95% các giá trị:

Xác suất các bản tin không rõ ràng phải ≤ 10-7

Trễ cho việc truy tìm và mang ra phục hồi thông tin từ HLR (hoặc VLR và là

95% các giá trị ):

+ Xác suất các bản tin không rõ ràng phải ≤ 10-4

+ Trễ cho việc truy tìm và mang ra phục hồi thông tin từ HLR (hoặc VLR)

phải < 1000ms.

+ Trễ cho việc đăng kí vị trí trong HLR (hoặc trong VLR) phải < 2000ms.

SVTH: Nhóm 4 51

Page 52: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

5.3 CÁC CHỈ TIÊU VỀ TRUYỀN DẪN

5.3.1 Trễ kênh tiếng nói

Tiêu chuân ngành quy định trễ kênh tiếng nói theo cả hai hướng là 180ms.

Điểm tham chiếu miệng(MRP)/ điểm tham chiếu tai (ERP) trong MS và điểm kết

nối (POI) với PSTN/ISTN là một mục tiêu cho nhà điều hành GSM khi xây dựng

mạng của họ.

• Các phần tử có thể gây ra trễ là:

Trễ chuyển mã thoại

Trễ mã hoá kênh vô tuyến

Trễ của mạng GSM

• Sự phân bố trễ đối với mạng GSM khi sử dụng một hệ thống tốc độ toàn

phần.

Trễ tối đa theo cả hai hướng trong mạng GSM giữa MRP/ ERP và điểm kết

nối sẽ là 180ms. Trong trường hợp bộ chuyển mã được định vị bên ngoài BTS

khoảng cách tối đa giữa POI và biên xa nhất của cell do BTS điều khiển bị giới

hạn bơi trễ do truyền lan một chiều là 1.5ms (khoảng 300Km). Nếu bộ chuyển

mã định vị tại BTS thì giới hạn là 6.5ms ( khoảng 1300km).

Trễ kênh tiếng nói tốc độ toàn phần được phân bố rất lỏng lẽo cho các thực

thể hệ thống khác nhau.

• Phân bố trễ đối với mạng GSM khi sử dụng một hệ thống nửa tốc độ

Nếu giả thiết rằng chất lượng thoại liên kết với hệ thống nửa tốc độ là giống

như hệ thống tốc độ toàn phần (xét cả hai hệ thống vô tuyến con và vô tuyến

chuyển mã thoại), để thu được chất lượng truyền toàn bộ như nhau thì trễ tối đa

trong phạm vi mạng GSM sẽ được duy trì ơ 180ms.

SVTH: Nhóm 4 52

Page 53: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

5.3.2 Trễ kênh dữ liệu

Hai yêu cầu dịch vụ được áp dụng trên trễ truyền dẫn quá lớn đối với các

kênh dữ liệu là:

* Bảo đảm vận hành đúng giao thức RLP bằng các bộ định thời T1 và T2

đang lưu trú trong MSC/TWF và trong MS/TA, vì thế trễ trơ về giữa các thực

thể đó của mạng phải thấp( trễ trơ về < T1-T2) để tránh những thời gian không

tính của bộ định thời T1 trong sự phát lại RLP. Điều này chỉ áp dụng cho dữ liệu

không trong suốt.

* Bảo đảm vận hành đúng bất cứ giao thức báo nhận đầu cuối – đầu cuối nào

theo cách tương tự. Điều này áp dụng cho mọi kênh dữ liệu.

5.3.3 Tổn hao toàn phần/ Âm lượng danh định

Kết nối bằng MS cầm tay:

Các giá trị danh định của âm lượng phát danh định(SLR)/ âm lượng thu danh

định(RLR) đến điểm kết nối (POI) là:

+ SLR = 8 ± 3 dB

+ RLR = 2 ± 3 dB

Khi đặt điều khiển âm lượng đến tối đa, RLR phải ≥ -13 dB.

Kết nối bằng MS không cầm tay sử dụng loa:

Các giá trị SLR/RLR đến từ POI là:

+ SLR = 8 ± 3 dB

+ RLR = 2 ± 3 dB (đặt điều khiển âm lượng ơ vị trí trung bình)

Âm lượng thu được điều khiển trong khoảng giữa ±7dB và ± 15dB

* Kết nối bằng các MS tai nghe :

Các giá trị SLR/RLR đến từ POI là:

+ SLR = 8 ± 3 dB

SVTH: Nhóm 4 53

Page 54: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

+ RLR = 2 ± 3 dB (đặt điều khiển âm lượng ơ vị trí trung bình)

Bất cứ sự điều khiển âm lượng thu nào cũng có một khoảng tối đa tạm thời là

±6 dB

5.3.4 Tổn hao ổn định

Sự suy giảm giữa đầu vào số và đầu ra số tại điểm kết nối ít nhất là 6dB tại

mọi tần số trong khoảng từ 200Hz đến 4 KHz trong các điều kiện âm thanh tại

MS ơ trường hợp xấu nhất .

5.3.5 Tín dội

Có hai nguồn tín dội chính:

* Tín dội âm thanh do đường dẫn âm thanh giữa các máy biến năng phát và

thu gây ra

* Tín dội điện do liên kết giữa các hướng phát và thu gây ra. Nguồn ban đầu

của tín dội này là một bộ đổi điện từ hai đến bốn dây.

5.3.6 Tạp nhiễu kênh rỗi

Phát tín hiệu : Mức tạp nhiễu tối đa tại giao diện điều biến xung mã đều

(UPCMI) trong các điều kiện không ồn phải ≤ -64dBm. Mức tạp nhiễu tối đa này

phải bao gồm phần đóng góp của tạp nhiễu cuối cùng của một bộ triệt tín dội âm

thanh trong điều kiện không thu được tín hiệu nào và mức này có thể áp dụng với

tín hiệu tạp nhiễu dải rộng. Mức nhiễu loạn của tần số đơn phải < 10dB.

• Thu tín hiệu: Mức tạp nhiễu (âm thanh) tối đa tại MS cầm tay khi không thu

được tín hiệu nào (mức 0) từ bộ chuyển mã tiếng nói phải ≤ -57dBPa(A) khi một

tín hiệu PCM điều khiển tương ứng với giá trị đầu ra của bộ giải mã số 1.

SVTH: Nhóm 4 54

Page 55: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

5.4 CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ

5.4.1 Chỉ tiêu chất lượng kỹ thuật

1. Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công

Định nghĩa: Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công là tỷ số giữa số cuộc gọi

được thiết lập thành công trên tổng số cuộc gọi.

Chỉ tiêu: Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công 92%.

Phương pháp xác định:

- Mô phỏng cuộc gọi: Số lượng cuộc gọi mô phỏng cần thiết ít nhất là 1000

cuộc thực hiện vào các giờ khác nhau trong ngày, trong vùng phủ sóng. Khoảng

cách giữa hai cuộc gọi mô phỏng liên tiếp xuất phát từ cùng một thuê bao chủ gọi

không nhỏ hơn 10 giây.

- Giám sát bằng các tính năng sẵn có của mạng: số lượng cuộc gọi lấy mẫu tối

thiểu là toàn bộ cuộc gọi trong một tuần.

2. Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi

Định nghĩa: Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi là tỷ số giữa số cuộc gọi bị rơi trên tổng số

cuộc gọi được thiết lập thành công.

Chỉ tiêu: Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi 5%

Phương pháp xác định:

- Mô phỏng cuộc gọi: Số lượng cuộc gọi mô phỏng cần thiết ít nhất là 1500

cuộc thực hiện vào các giờ khác nhau trong ngày, trong vùng phủ sóng. Độ dài

cuộc gọi lấy mẫu trong khoảng từ 60 giây đến 180 giây. Khoảng cách giữa hai

cuộc gọi mô phỏng liên tiếp xuất phát từ cùng một thuê bao chủ gọi không nhỏ

hơn 10 giây.

- Giám sát bằng các tính năng sẵn có của mạng: Số lượng cuộc gọi lấy mẫu

tối thiểu là toàn bộ cuộc gọi trong một tuần.

SVTH: Nhóm 4 55

Page 56: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

3. Chất lượng thoại

Định nghĩa: Chất lượng thoại là chỉ số tích hợp của chất lượng truyền tiếng

nói trên kênh thoại được xác định bằng cách tính điểm trung bình với thang điểm

MOS từ 1 đến 5 theo Khuyến nghị P.800 của Liên minh Viễn thông Thế giới

ITU.

Chỉ tiêu: Chất lượng thoại trung bình phải 3,0 điểm.

Phương pháp xác định:

- Phương pháp sử dụng thiết bị đo: Phương pháp đo thực hiện theo Khuyến

nghị ITU-T P.862 và quy đổi ra điểm MOS theo Khuyến nghị ITU-T P.862.1. Số

lượng cuộc gọi lấy mẫu ít nhất là 1000 cuộc vào các giờ khác nhau trong ngày,

trong vùng phủ sóng. Khoảng cách giữa hai cuộc gọi mô phỏng liên tiếp xuất

phát từ cùng một thuê bao chủ gọi không nhỏ hơn 10 giây.

- Phương pháp lấy ý kiến khách hàng: Số khách hàng lấy ý kiến tối thiểu là

1000 khách hàng đối với mạng có số thuê bao từ 10.000 trơ lên hoặc lấy 10% số

khách hàng đối với mạng có số thuê bao nhỏ hơn 10.000. Mẫu lấy ý kiến khách

hàng qua thư, thư điện tử, fax hoặc điện thoại.

4. Độ chính xác ghi cước

a. Tỷ lệ cuộc gọi bị ghi cước sai

Định nghĩa: Tỷ lệ cuộc gọi bị ghi cước sai là tỷ số giữa số cuộc gọi bị ghi

cước sai trên tổng số cuộc gọi.

Cuộc gọi bị ghi cước sai bao gồm:

- Cuộc gọi ghi cước nhưng không có thực.

- Cuộc gọi có thực nhưng không ghi cước.

- Cuộc gọi ghi sai số chủ gọi và/hoặc số bị gọi.

SVTH: Nhóm 4 56

Page 57: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

- Cuộc gọi được ghi cước có độ dài lớn hơn 01 giây về giá trị tuyệt đối so với

độ dài đàm thoại thực của cuộc gọi.

- Cuộc gọi được ghi cước có thời gian bắt đầu sai quá 9 giây về giá trị tuyệt

đối so với thời điểm thực lấy theo đồng hồ chuân quốc gia.

Chỉ tiêu: Tỷ lệ cuộc gọi bị ghi cước sai 0,1%.

b. Tỷ lệ thời gian đàm thoại bị ghi cước sai

Định nghĩa: Tỷ lệ thời gian đàm bị ghi cước sai là tỷ số giữa tổng giá trị tuyệt

đối thời gian ghi sai của các cuộc gọi bị ghi cước sai trên tổng số thời gian của

các cuộc gọi.

Chỉ tiêu: Tỷ lệ ghi cước sai về thời gian đàm thoại 0,1%.

Phương pháp xác định : (cho cả chỉ tiêu 3.4.1 và 3.4.2)

Tổng số cuộc gọi lấy mẫu cần thiết ít nhất là 10.000 cuộc gọi đối với từng chỉ

tiêu nêu trên. Việc xác định có thể áp dụng một trong hai hoặc kết hợp cả hai

phương pháp sau:

- Mô phỏng cuộc gọi: Thực hiện mô phỏng vào các giờ khác nhau trong ngày,

trong vùng phủ sóng và theo các hướng nội mạng và liên mạng. Khoảng cách

giữa hai cuộc gọi mô phỏng liên tiếp xuất phát từ cùng một thuê bao chủ gọi

không nhỏ hơn 10 giây. Số cuộc gọi mô phỏng có độ dài từ 01 giây đến 90 giây

ít nhất là 60% của tổng số cuộc gọi mô phỏng.

- Giám sát báo hiệu: Các cuộc gọi lấy mẫu vào các giờ khác nhau trong ngày.

Điểm đấu nối máy giám sát báo hiệu tại các tổng đài và thực hiện trên các luồng

báo hiệu hoạt động bình thường hàng ngày của mạng viễn thông di động mặt đất

và bảo đảm không làm ảnh hương đến hoạt động bình thường của mạng.

SVTH: Nhóm 4 57

Page 58: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

5. Tỷ lệ cuộc gọi tính cước, lập hoá đơn sai

Định nghĩa: Tỷ lệ cuộc gọi tính cước, lập hoá đơn sai là tỷ lệ cuộc gọi bị tính

cước hoặc lập hoá đơn sai trên tổng số cuộc gọi.

Doanh nghiệp cung cấp dịch vụ phải lưu trữ số liệu gốc tính cước trong vòng

tối thiểu 180 ngày, bao gồm: ngày, tháng, năm thực hiện cuộc gọi; thời gian bắt

đầu, thời gian kết thúc (hoặc độ dài cuộc gọi); số máy bị gọi (cuộc gọi quốc tế:

mã quốc gia, mã vùng, số thuê bao; cuộc gọi trong nước: mã vùng, số thuê bao),

cước phí từng cuộc gọi.

Chỉ tiêu: Tỷ lệ cuộc gọi tính cước, lập hoá đơn sai 0,01%.

Phương pháp xác định:

So sánh ít nhất 10.000 cuộc gọi được tính cước với số liệu ghi cước.

5.4.2 Chỉ tiêu chất lượng phục vụ

1. Độ khả dụng của dịch vụ

Định nghĩa: Độ khả dụng của dịch vụ (D) là tỷ lệ thời gian trong đó mạng sẵn

sàng cung cấp dịch vụ cho khách hàng.

Phương pháp xác định:

Thống kê toàn bộ các sự cố trong thời gian xác định độ khả dụng. Thời gian xác

định độ khả dụng ít nhất là 3 tháng.

2. Khiếu nại của khách hàng về chất lượng dịch vụ

Định nghĩa: Khiếu nại của khách hàng về chất lượng dịch vụ là sự không hài

lòng của khách hàng được báo cho doanh nghiệp cung cấp dịch vụ bằng đơn

khiếu nại.

Chỉ tiêu: Tỷ lệ khiếu nại của khách hàng về chất lượng dịch vụ không được

vượt quá 0,25 khiếu nại trên 100 khách hàng trong 3 tháng.

SVTH: Nhóm 4 58

Page 59: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

Phương pháp xác định:

Thống kê toàn bộ khiếu nại của khách hàng trên toàn mạng viễn thông di động

mặt đất về chất lượng dịch vụ trong khoảng thời gian tối thiểu là 3 tháng.

3. Hồi âm khiếu nại của khách hàng

Định nghĩa: Hồi âm khiếu nại của khách hàng là văn bản của doanh nghiệp

cung cấp dịch vụ thông báo cho khách hàng có đơn khiếu nại về việc tiếp nhận

khiếu nại và xem xét giải quyết.

Chỉ tiêu: Doanh nghiệp cung cấp dịch vụ phải xem xét và có văn bản hồi âm

trong thời hạn 48 giờ cho 100% khách hàng khiếu nại kể từ thời điểm tiếp nhận

khiếu nại.

4. Dịch vụ hỗ trợ khách hàng

Định nghĩa: Dịch vụ hỗ trợ khách hàng là dịch vụ: giải đáp thắc mắc, hướng

dẫn sử dụng, cung cấp thông tin liên quan và thông báo cho khách hàng trụ sơ, số

điện thoại, fax dịch vụ hỗ trợ khách hàng.

Chỉ tiêu:

Thời gian cung cấp dịch vụ hỗ trợ khách hàng qua điện thoại là 24h trong

ngày.

Tỷ lệ cuộc gọi tới dịch vụ hỗ trợ khách hàng, chiếm mạch thành công và nhận

được tín hiệu trả lời của điện thoại viên trong vòng 60 giây 80% tổng số cuộc

gọi.

SVTH: Nhóm 4 59

Page 60: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

LỜI KẾT

Đồ án đã phân tích các đặc điểm kĩ thuật cơ bản của hệ thống thông tin di

động GSM cũng như các chỉ tiêu đánh giá chất lượng. GSM là một công nghệ rất

phổ biến, được áp dụng rất rộng rãi trên thế giới nói chung và Việt Nam nói

riêng. Hiểu được các bản chất kĩ thuật của nó sẽ giúp chúng em tự tin áp dụng

những gì đã học đã học vào thực tế công việc cũng như có nền tảng kiến thức để

tiếp tục nghiêng cứu các công nghệ cao hơn nhưng có nhiều điểm chung và nền

tảng kĩ thuật với GSM như GPRS, EDGE và W-CDMA.

Tuy nhiên đồ án chỉ mới đi vào các đặc tính kĩ thuật mang tính lí thuyết mà

chưa thể đưa ra các dẫn chứng cũng như quá trình áp dụng triển khai mạng ơ Việt

Nam thông qua các dẫn chứng, thông tin cụ thể. Chúng em sẽ đi sâu hơn vào khía

cạnh này trong đồ án tổng hợp sau này.

Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn Th.s Võ Thị Hương đã nhiệt tình

hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án này.

SVTH: Nhóm 4 60

Page 61: Do an Ki Thuat Vien Thong - He thong thong tin di dong GSM

Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM GVHD: Th.s Võ Thị Hương

SVTH: Nhóm 4 61