Hệ thống thông tin di động GSM & hướng phát triển GPRS

Lêi nãi ®Çu M¹ng GSM víi nh÷ng ­u ®iÓm næi bËt nh­: dung l­îng lín, chÊt l­îng kÕt nèi tèt, tÝnh b¶o mËt cao,... ®· cã mét chç ®øng v÷ng ch¾c trªn thÞ tr­êng viÔn th«ng thÕ giíi. Khi vÊn ®Ò Internet toµn cÇu vµ c¸c m¹ng riªng kh¸c ph¸t triÓn c¶ vÒ quy m« vµ møc ®é tiÖn Ých ®· xuÊt hiÖn nhu cÇu vÒ dÞch vô truyÒn sè liÖu mäi lóc, mäi n¬i. Ng­êi sö dông cã nhu cÇu vÒ c¸c dÞch vô míi nh­: truyÒn sè liÖu tèc ®é cao, ®iÖn tho¹i cã h×nh, truy cËp Internet tèc ®é cao tõ m¸y di ®éng vµ c¸c dÞch vô truyÒn th«ng ®a ph­¬ng tiÖn kh¸c. Th«ng tin di ®éng GSM mÆc dï sö dông c«ng nghÖ sè nh­ng v× lµ hÖ thèng b¨ng hÑp, hç trî tèc ®é sè liÖu cao nhÊt lµ 9,6 kbit/s vµ ®­îc x©y dùng trªn c¬ chÕ chuyÓn m¹ch kªnh nªn kh«ng ®¸p øng ®­îc c¸c dÞch vô míi nµy. C¸c nhµ khai kh¸c GSM buéc ph¶i n©ng cÊp m¹ng ®Ó ®¸p øng nhu cÇu cña ng­êi sö dông. §èi víi c¸c nhµ khai th¸c GSM, kh«ng thÓ cã ®­îc viÖc n©ng cÊp th¼ng lªn c«ng nghÖ W-CDMA víi c¸c gi¶i ph¸p vµ chi phÝ chÊp nhËn ®­îc. Qu¸ tr×nh n©ng cÊp lµ mét qu¸ tr×nh phøc t¹p, yªu cÇu c¸c phÇn tö m¹ng míi víi c¸c m¸y ®Çu cuèi míi. Do vËy, vÊn ®Ò cÇn c©n nh¾c ë ®©y chÝnh lµ c¸c khÝa c¹nh vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt cho viÖc n©ng cÊp, buéc c¸c nhµ khai th¸c ph¶i suy tÝnh. ChÝnh v× vËy, GPRS lµ sù lùa chän cña c¸c nhµ khai th¸c GSM nh­ mét b­íc chuÈn bÞ vÒ c¬ së h¹ tÇng kü thuËt ®Ó tiÕn lªn 3G. Trong thêi gian häc tËp t¹i khoa ®iÖn tö viÔn th«ng tr­êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi víi sù tËn t×nh chØ b¶o cña c¸c thÇy c« trong khoa cïng víi kiÕn thøc ®­îc trau råi nªn em chän ®Ò tµi khai th¸c vµ t×m hiÓu râ h¬n vÒ hÖ thèng th«ng tin di ®éng GSM vµ dÞch vô v« tuyÕn gãi chung GPRS. Mäi kiÕn thøc thu thËp ®­îc trong thêi gian häc tËp t¹i khoa ®iÖn tö viÔn th«ng vµ trong qu¸ tr×nh thùc tËp t×m hiÓu tµi liÖu em ®· tr×nh bµy tæng hîp trong ®å ¸n tèt nghiÖp nµy nh­ng v× thêi gian cßn h¹n hÑp kiÕn thøc chuyªn m«n cßn h¹n chÕ nªn kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt em rÊt mong ®­îc sù gãp ý cña c¸c thÇy c« vµ c¸c b¹n bÌ trong khoa. Lêi c¶m ¬n s©u s¾c ®Çu tiªn em xin göi tíi thÇy gi¸o h­íng dÉn L©m Hång Th¹ch cïng c¸c thÇy c« trong Khoa §TVT §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi ®· gióp em hoµn thµnh ®å ¸n nµy. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Hµ Néi, Th¸ng 6 n¨m 2008. Sinh viªn: §Æng thÞ thuú dung PhÇn I: Tæng quan vÒ m¹ng th«ng tin di ®éng GSM Ch­¬ng I: Giíi thiÖu m¹ng th«ng tin di ®éng 1.1 LÞch sö m¹ng th«ng tin di ®éng. §Ó më ®Çu cho viÖc t×m hiÓu tæng quan vÒ m¹ng th«ng tin di ®éng, chóng ta cïng nh×n l¹i lÞch sö ph¸t triÓn cña nghµnh th«ng tin liªn l¹c b»ng v« tuyÕn. N¨m 1873 sãng ®iÖn tõ ®· ®­îc Maxwell t×m ra nh­ng m·i tíi n¨m 1888 míi ®­îc Hertz chøng minh b»ng c¬ së thùc tiÔn. Sau ®ã Ýt l©u Marcony chøng tá ®­îc sãng v« tuyÕn lµ mét hiÖn t­îng bøc x¹ ®iÖn tõ. Tõ ®ã ­¬c m¬ lín lao cña con ng­êi vÒ mét ®iÒu kú diÖu trong th«ng tin liªn l¹c kh«ng d©y cã c¬ së ®Ó trë thµnh hiÖn thùc. Tr¶i qua thêi kú ph¸t triÓn l©u dµi, tíi nay viªc th«ng tin liªn l¹c gi÷a c¸c ®èi t­îng víi nhau b»ng sãng v« tuyÕn ®· ®­îc øng dông réng r·i. Víi kü thuËt liªn l¹c nµy, mäi ®èi t­îng th«ng tin ®Òu cã kh¶ n¨ng liªn l¹c ®­îc víi nhau ë bÊt cø ®iÒu kiÖn hoµn c¶nh, ®Þa h×nh hay bÊt cø ®iÒu kiÖn kh¸ch quan nµo. Trªn c¬ së nh÷ng ­u ®iÓm cña kü thuËt liªn l¹c kh«ng d©y mµ kü thuËt th«ng tin ra ®êi. Cïng víi sù ph¸t triÓn ngµy cµng cao cña c«ng nghÖ ®iÖn tö vµ th«ng tin, m¹ng th«ng tin di ®éng ngµy cµng phæ biÕn, gi¸ c¶ ph¶i ch¨ng, ®é tin cËy ngµy cµng cao. ThÕ hÖ thø nhÊt: XuÊt hiÖn sau n¨m 1946, Víi kü thuËt FM (®iÒu chÕ tÇn sè) ë b¨ng sãng 150 MHz, AT & T ®­îc cÊp giÊy phÐp cho ®iÖn tho¹i di ®éng thùc sù ë St.Louis. N¨m 1948 mét hÖ thèng ®Ön tho¹i hoµn toµn tù ®éng ®Çu tiªn ra ®êi ë Richmond, Indiane. Lµ thÕ hÖ th«ng tin di ®éng t­¬ng tù sö dông c«ng nghÖ truy cËp ph©n chia theo tÇn sè (FDMA) Tuy nhiªn, hÖ thèng nµy kh«ng ®¸p øng ®­îc nhu cÇu ngµy cµng t¨ng tr­íc hÕt vÒ dung l­îng. MÆt kh¸c c¸c tiªu chuÈn hÖ thèng kh«ng t­¬ng thÝch nhau lµm cho sù chuyÓn giao kh«ng ®ñ réng nh­ mong muèn (ra ngoµi quèc tÕ). Nh÷ng vÊn ®Ò nµy ®Æt ra cho thÕ hÖ thø hai th«ng tin di ®éng cellular ph¶i gi¶i quyÕt. ThÕ hÖ thø hai: Cïng víi sù ph¸t triÓn cña Microprocssor ®· më cöa cho mét hÖ thèng phøc t¹p h¬n. Thay cho m« h×nh qu¶ng b¸ víi m¸y ph¸t c«ng suÊt lín vµ anten cao lµ nh÷ng cell cã diÖn tÝch bÐ vµ c«ng suÊt ph¸t nhá h¬n, ®¸p øng ®­îc nhu cÇu ngµy cµng t¨ng vÒ dung l­îng. HÖ thèng sö dông c«ng nghÖ ®a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian (FDMA) vµ ph©n chia theo tÇn sè (FDMA) mµ ®Æc tr­ng lµ m¹ng GSM, EGSM, DS -1800. ThÕ hÖ thø ba: B¾t ®Çu nh÷ng n¨m sau cña thËp kû 90 lµ kü thuËt CDMA&TDMA c¶i tiÕn, ®¸p øng ®­îc viÖc t¨ng tèc tèc ®é truÒn vµ c¸c dÞch vô trong m¹ng. 1.2. M¹ng th«ng tin di ®éng GSM. Tõ ®Çu nh÷ng n¨m 1980, sau khi c¸c hÖ thèng NMT ®· ho¹t ®éng mét c¸ch thµnh c«ng th× nã biÓu hiÖn mét sè h¹n chÕ : V× dung l­îng thiÕt kÕ cã h¹n mµ sè thuª bao kh«ng ngõng t¨ng. Do ®ã hÖ thèng nµy kh«ng cßn ®¸p øng ®­îc n÷a . C¸c hÖ thèng kh¸c nhau ®ang ho¹t ®éng kh«ng thÓ phôc vô cho tÊt c¶ c¸c thuª bao ë Ch©u ¢u, nghÜa lµ thiÕt bÞ m¹ng NMT kh«ng thÓ th©m nhËp vµo m¹ng TACS vµ ng­îc l¹i. NÕu thiÕt kÕ mét m¹ng lín phôc vô cho toµn Ch©u ¢u th× khã thùc hiÖn ®­îc v× vèn ®Çu t­ qu¸ lín. V× vËy, ®Ó ®¸p øng yªu cÇu ph¹m vi sö dông ®iÖn tho¹i di ®éng ®­îc réng r·i trªn nhiÒu n­íc, cÇn ph¶i cã hÖ thèng chung. Th¸ng 12-1982, nhãm ®Æc biÖt cho GSM (th«ng tin di ®éng toµn cÇu) ®­îc héi b­u chÝnh vµ viÔn th«ng Ch©u ¢u CEPT (Conference European Postal And Telecommunication Administration) tæ chøc, ®ång nhÊt hÖ thèng th«ng tin di ®éng cho Ch©u ¢u lÊy d¶i tÇn 900MHz. Cho ®Õn n¨m 1989, nhãm ®Æc biÖt GSM nµy ®· trë thµnh mét uû ban ®Æc biÖt cña viÖn tiªu chuÈn viÔn th«ng Ch©u ¢u ETSI (European Telecommunication standart Instute) vµ c¸c khuyÕn nghÞ GSM 900MHz ra ®êi. GSM lµ tiªu chuÈn cho m¹ng th«ng tin di ®éng mÆt ®Êt c«ng céng PLMN (Public Land Mobil Network), víi d¶i tÇn lµm viÖc (890-960)MHz. §©y lµ mét tiªu chuÈn chung, ®iÒu ®ã cã nghÜa lµ c¸c thuª bao di ®éng cã thÓ sö dông m¸y ®iÖn tho¹i cña m×nh trªn toµn ch©u ©u. Giai ®o¹n mét cña tiªu chuÈn GSM ®­îc ETSI hoµn thµnh vµo n¨m 1990. Nã liªn quan tíi c¸c dÞch vô th«ng tin c¬ b¶n (tho¹i, sè liÖu) vµ tèc ®é th«ng tin “ Toµn tèc- Full rate”, tÝn hiÖu tho¹i t­¬ng tù ®· ®­îc m· ho¸ víi tèc ®é 13 kb/s. Giai ®o¹n hai ®­îc hµn thµnh vµo n¨m 1994. Nã liªn quan dÕn c¸c dÞch vô viÔn th«ng bæ sung vµo tèc ®é th«ng tin “ b¸n tèc - Half rate” tÝn hiÖu tho¹i t­¬ng tù ®­îc m· ho¸ víi tèc ®é 6,5 kb/s. C¸c chØ tiªu phôc vô : HÖ thèng ®­îc thiÕt kÕ sao cho thuª bao di ®éng cã thÓ ho¹t ®éng ë tÊt c¶ c¸c n­íc cã m¹ng GSM. Cïng víi phôc vô tho¹i, hÖ thèng ph¶i cho phÐp sù linh ho¹t lín nhÊt cho c¸c lo¹i dÞch vô kh¸c liªn quan tíi m¹ng ®a dÞch vô ISDN. T¹o mét hÖ thèng cã thÓ ho¹t ®éng cho c¸c thuª bao trªn tµu viÔn d­¬ng nh­ mét m¹ng më réng cña c¸c dÞch vô di ®éng mÆt ®Êt. Ph¶i cã chÊt l­îng phôc vô Ýt nhÊt lµ t­¬ng ®­¬ng víi c¸c hÖ thèng t­¬ng tù ®ang ho¹t ®éng. HÖ thèng cã kh¶ n¨ng mËt m· th«ng tin ng­êi sö dông ®Ó tr¸nh sù can thiÖp tr¸i phÐp. KÕ ho¹ch ®¸nh sè dùa trªn khuyÕn nghÞ cña CCITT. HÖ thèng ph¶i cho phÐp cÊu tróc vµ tû lÖ tÝnh c­íc kh¸c nhau khi ®­îc dïng ë c¸c m¹ng kh¸c nhau. Dïng hÖ th«ng b¸o hiÖu ®­îc tiªu chuÈn ho¸ quèc tÕ. NÕu MS di chuyÓn sang vïng ®Þnh vÞ míi th× nã ph¶i th«ng b¸o cho PLMN vÒ vïng ®inh vÞ míi mµ nã ®ang ë ®ã. Khi cã cuéc gäi ®Õn MS th× th«ng b¸o gäi sÏ ®­îc ph¸t trong vïng ®Þnh vÞ mµ MS ®ang ë ®ã. 1.3. HÖ thèng tæ ong. 1.3.1. CÊu tróc m¹ng GSM. M¹ng tæ ong GSM ®­îc cÊu tróc tõ nh÷ng ®¬n vÞ nhá nhÊt lµ « (cell). Trªn s¬ ®å ®Þa lý qui ho¹ch m¹ng, cell cã d¹ng tæ ong h×nh lôc gi¸c. Trong mçi cell cã mét ®µi v« tuyÕn gèc BTS (Base Transceiver Station). BTS liªn l¹c v« tuyÕn víi tÊt c¶ c¸c m¸y thuª bao di ®«ng MS (Mobile Station) cã mÆt trong cell. D¹ng cell ®­îc minh häa nh­ sau: H×nh 1.1. Kh¸i niÖm vÒ biªn giíi cña cellular S¸u BTS bao quanh t¹o thµnh c¸c ®­êng biªn h×nh lôc gi¸c ®Òu, biÓu thÞ vïng phñ sãng cña mét cell. Khi MS di chuyÓn ra khái vïng ®ã, nã ph¶i ®­îc chuyÓn giao ®Ó lµm viÖc víi BTS cña mét cell kh¸c. §Æc ®iÓm cña cellular lµ viÖc sö dông l¹i tÇn sè vµ kÝch th­íc cña mçi cell kh¸ nhá. Kho¶ng c¸ch cell sö dông l¹i tÇn sè Freq Group B Freq Group F Freq Group C Freq Group G Freq Group E Freq Group B Freq Group C Freq Group C Freq Group G Freq Group A1 Freq Group C Freq Group D1 Freq Group F Freq Group A2 Freq Group F Freq Group D2 Freq Group E Freq Group E Freq Group G Freq Group C Freq Group B H×nh 1.2. Kh¸i niÖm vÒ biªn giíi cña cellular KÝch th­íc cña cell tuú thuéc vµo sè thuª bao trong vïng vµ cÊu tróc ®Þa lý cña tõng vïng. Do sù t¨ng tr­ëng l­u l­îng kh«ng ngõng trong mét cell nµo ®ã dÉn ®Õn chÊt l­îng gi¶m sót qu¸ møc. §Ó kh¾c phôc hiÖn t­îng nµy ng­êi ta tiÕn hµnh viÖc chia t¸ch cell xÐt thµnh c¸c cell nhá h¬n. Víi chóng ng­êi ta dïng c«ng suÊt ph¸t nhá h¬n vµ mÉu sö dông l¹i tÇn sè ®­îc dïng ë tû lÖ xÝch nhá h¬n. H×nh 1.3. T¨ng dung l­îng hÖ thèng b»ng c¸ch chia nhá cell. Th«ng th­êng, c¸c cuéc gäi cã thÓ kÕt thóc trong mét cell. Víi hÖ thèng théng tin di ®éng cellular ph¶i cã kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn vµ chuyÓn m¹ch ®Ó cuéc gäi tõ cell nµy sang cell kh¸c mµ kh«ng lµm ¶nh h­ëng ®Õn cuéc gäi. §iÒu nµy lµm cho m¹ng di ®éng cã cÊu tróc kh¸c biÖt víi c¸c m¹ng cè ®Þnh. M¹ng th«ng tin di ®éng sè cellular thùc chÊt lµ m¹ng mÆt ®Êt c«ng céng PLMN . PLMN cung cÊp cho c¸c thuª bao kh¶ n¨ng truy cËp vµo m¹ng th«ng tin di ®éng toµn cÇu tõ MS ®Õn MS. Do ®Æc tÝnh di ®éng cöa MS, m¹ng ph¶i theo dâi MS liªn tôc ®Ó x¸c ®Þnh MS hiÖn ®ang ë trong cell nµo. §iÒu nµy ®­îc thùc hiÖn bëi kh¸i niÖm vïng ®Þnh vÞ LA (Location Area). Vïng ®Þnh vÞ lµ mét nhãm cell liªn th«ng nhá h¬n toµn bé l·nh thæ mµ PLMN qu¶n lý. Khi MS di chuyÓn tõ cell nµy sang cell kh¸c trong cïng mét vïng ®Þnh vÞ th× MS kh«ng cÇn th«ng b¸o cho PLMN vÒ vÞ trÝ hiÖn thêi cöa m×nh. 1.3.2. CÊu tróc ®Þa lý m¹ng. Mäi m¹ng ®iÖn tho¹i cÇn mét cÊu tróc nhÊt ®Þnh ®Ó ®Þnh tuyÕn c¸c cuéc gäi vµo ®Õn cæng tæng ®µi cÇn thiÕt vµ cuèi cïng ®Õn c¸c thuª bao bÞ gäi. ë mét m¹ng di ®éng cÊu tróc nµy rÊt quan träng do tÝnh l­u th«ng cña c¸c thuª bao trong m¹ng. *Vïng m¹ng:Tæng ®µi v« tuyÕn cæng (GATEWAY-MSC) ®iÒu khiÓn c¸c ®­êng truyÒn gi÷a m¹ng GSM/PLMN vµ m¹ng PSTN/ISDN kh¸c hay c¸c m¹ng PLMN kh¸c sÏ ë møc tæng ®µi trung kÕ quèc gia hay quèc tÕ. TÊt c¶ c¸c cuéc gäi vµo cho m¹ng GSM/PLMN sÏ ®­îc ®Þnh tuyÕn ®Õn mét hay nhiÒu tæng ®µi v« tuyÕn cæng GMSC. GMSC lµm viÖc nh­ mét tæng ®µi trung kÕ vµo cho GSM/PLMN. §©y lµ n¬i thùc hiÖn chøc n¨ng hái ®Þnh tuyÕn cuéc gäi cho c¸c cuéc gäi kÕt cuèi di ®éng nã cho phÐp hÖ thèng ®Þnh tuyÕn ®Õn mét tæng ®µi v« tuyÕn cæng GMSC. GMSC cã chøc n¨ng hái ®Þnh tuyÕn cuéc gäi. ë mét vïng m¹ng GSM/PLMN tÊt c¶ c¸c cuéc gäi kÕt cuèi di ®éng sÏ ®­îc ®Þnh tuyÕn ®Õn mét tæng ®µi v« tuyÕn cæng (GMSC. GMSC cã chøc n¨ng hái ®Þnh tuyÕn cuéc gäi . * Vïng phôc vô MSC/VLR: Vïng MSC lµ mét bé phËn cña m¹ng ®­îc mét MSC qu¶n lý. §Ó ®Þnh tuyÕn mét cuéc gäi ®Õn mét thuª bao di ®éng, ®­êng truyÒn qua m¹ng sÏ nèi ®Õn MSC ë vïng phôc vô MSC n¬i thuª bao ®ang ë. Mét vïng m¹ng GSM/PLMN ®­îc chia thµnh mét hay nhiÒu vïng phôc vô MSC/VLR. Vïng phôc vô lµ bé phËn cña m¹ng ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ mét vïng mµ ë ®ã cã thÓ ®¹t ®Õn mét tr¹m di ®éng nhê viÖc tr¹m MS nµy ®­îc ghi l¹i ë mét bé ghi ®Þnh vÞ t¹m tró ( VLR ). ë GSM vïng MSC vµ vïng phôc vô bao phñ cïng mét bé phËn cña m¹ng (MSC vµ VLR lu«n lu«n ®­îc thùc hiÖn ë cïng mét nót. Mét vïng m¹ng GSM/PLMN ®­îc chia thµnh mét hay nhiÒu vïng phôc vô MSC/VLR. III IV I II VLR VLR MSC MSC GMSC VLR VLR MSC MSC H×nh 1.4. M« t¶ vïng phôc vô MSC/VLR * Vïng ®Þnh vÞ (LA-Location Area): Mçi vïng phôc vô MSC/VLR ®­îc chia thµnh mét sè vïng ®Þnh vÞ. Vïng ®Þnh vÞ lµ mét phÇn cña vïng phôc vô MSC/VLR mµ ë ®ã mét tr¹m di ®éng cã thÓ chuyÓn ®éng tù do mµ kh«ng cÇn cËp nhËt th«ng tin vÒ vÞ trÝ cho tæng ®µi MSC/VLR ®iÒu khiÓn vïng ®Þnh vÞ nµy. Vïng ®Þnh vÞ nµy lµ mét vïng mµ ë ®ã th«ng b¸o t×m gäi sÏ ®­îc ph¸t qu¶ng b¸ ®Ó t×m mét thuª bao di ®éng bÞ gäi. Vïng ®Þnh vÞ cã thÓ cã mét sè « vµ phô thuéc vµo mét hay vµi BSC nh­ng nã chØ phô thuéc mét MSC/VLR. HÖ thèng cã thÓ nhËn d¹ng vïng ®Þnh vÞ b»ng c¸ch sö dông nhËn d¹ng vïng ®Þnh vÞ (LAI - Location Area Identity). Vïng ®Þnh vÞ ®­îc hÖ thèng sö dông ®Ó t×m mét Mobile Station ®ang ë tr¹ng th¸i ho¹t ®éng LA1 LA2 LA3 LA4 LA5 LA6 VLR MSC H×nh 1.5 : Ph©n chia vïng phôc vô MSC/VLR thµnh c¸c vïng ®Þnh vÞ LA * ¤ (Cell): Vïng ®Þnh vÞ ®­îc chia thµnh mét sè «, lµ mét vïng bao phñ v« tuyÕn ®­îc nhËn d¹ng b»ng nhËn d¹ng « toµn cÇu (CGI - Cell Global Indentity). Tr¹m di ®éng tù nhËn d¹ng mét « b»ng c¸ch sö dông m· nhËn d¹ng tr¹m gèc (BSIC - Base Station Identity Code). LA1 LA2 LA3 LA6 LA4 LA5 VLR MSC ¤5 ¤3 ¤2 ¤4 ¤1 H×nh 1.6 : Ph©n chia vïng theo c¸c « 1.3.3. Ph­¬ng ph¸p truy nhËp kªnh vµ sè liÖu c¸c hÖ thèng trªn thÕ giíi Phæ tÇn sè quy ®Þnh cho liªn l¹c di ®éng ®­îc chia thµnh 2N d¶I tÇn sè kÕ tiÕp, c¸ch nhau mét d¶i tÇn sè phßng vÖ. Mçi gi¶i tÇn sè ®­îc g¸n cho mét kªnh liªn l¹c, N d¶i kÕ tiÕp dµnh cho liªn l¹c h­íng lªn, sau mét d¶i tÇn ph©n c¸ch lµ N d¶i kÕ tiÕp dµnh cho liªn l¹c h­íng xuèng. §Æc ®iÓm: Mçi MS ®­îc cÊp ph¸t ®«i kªnh liªn l¹c suèt thêi gian th«ng tuyÕn. NhiÔu giao thoa do tÇn sè c¸c kªnh lªn cËn nhau lµ rÊt ®¸ng kÓ. BTS ph¶i cã bé thu ph¸t riªng lµm viÖc víi mçi MS trong cellular. HÖ thèng FDMA ®iÓn h×nh lµ AMPS( Advanced mobile Phone System). C¸c tin tøc tèi thiÓu vÒ AMPS cÇn quan t©m ®­îc giíi thiÖu ë phÇn cuèi môc nµy. §a truy cËp ph©n chia theo thêi gian TDMA(Time Division Multiple Access. Phæ tÇn sè quy ®Þnh cho liªn l¹c di ®éng ®­îc chia thµnh c¸c d¶i tÇn liªn l¹c, mçi d¶i tÇn liªn l¹c nµy ®­îc dïng chung cho N kªnh liªn l¹c, mçi kªnh liªn l¹c lµ mét khe thêi gian trong chu kú mét khung. Tin tøc ®­îc tæ chøc d­íi d¹ng gãi, chØ thÞ cuèi gãi, c¸c bit ®ång bé, c¸c bit b¶o vÖ vµ c¸c bit d÷ liÖu. §Æc ®iÓm : TÝn hiÖu cña thuª bao ®­îc truyÒn dÉn sè. Liªn l¹c song c«ng mçi h­íng thuéc c¸c gi¶i tÇn liªn l¹c kh¸c nhau. Gi¶m nhiÔu giao thoa. Gi¶m sè m¸y thu ph¸t ë BTS. Pha ®inh vµ trÔ truyÒn dÉn lµ nh÷ng vÊn ®Ò phøc t¹p : ISI (giao thoa gi÷a c¸c ký hiÖu), mÊt ®ång bé…. §a truy nhËp ph©n chia theo m· CDMA (Code Division Multiple Access) Mçi MS ®­îc g¸n mét m· riªng vµ kü thuËt tr¶i phæ tÝn hiÖu gióp cho c¸c MS kh«ng g©y nhiÔu lÉn nhau trong ®iÒu kiÖn cã thÓ cïng mét lóc dïng chung d¶i tÇn sè. §Æc ®iÓm: D¶i tÇn tÝn hiÖu réng hµng MHz. Sö dông kü thuËt tr¶i phæ phøc t¹p. Kü thuËt tr¶i phæ cho phÐp tÝn hiÖu v« tuyÕn sö dông cã c­êng ®é tr­êng rÊt nhá vµ chèng pha ®inh hiÖu qu¶ h¬n FDMA, TDMA. ViÖc c¸c thuª bao MS trong cell dïng chung tÇn sè khiÕn cho thiÕt bÞ truyÒn dÉn v« tuyÕn ®¬n gi¶n HÖ thèng TDMA ®iÓn h×nh lµ GSM. GSM tõ Ch©u ¢u ®· ®Õn nhiÒu n¬i trªn thÕ giíi, trong ®ã cã ViÖt nam. §¹t ®­îc thµnh tùu nh­ hiÖn nay lµ thµnh qu¶ cña hµng trôc n¨m nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn. CH­¬NG II : tæng quan HÖ THèNG GSM. 2.1. CÊu tróc m¹ng. ISDN AUC HÖ thèng chuyÓN m¹ch SS PLMN PSPDN EIR HLR VLR HLR MS CSPDN OMC PSTN BSS BSC KÕt nèi cuéc gäi vµ truyÒn dÉn tin tøc TruyÒn dÉn tin tøc BTS HÖ thèng tr¹m gèc MS H×nh 2.1- M« h×nh hÖ thèng th«ng tin di ®éng cellular OMC : HÖ thèng khai th¸c vµ b¶o d­ìng HSS : HÖ thèng chuyÓn m¹ch AUC : Trung t©m nhËn thùc VLR : Bé ghi ®Þnh vÞ t¹m tró HLR :Bé ghi ®Þnh vÞ th­êng tró thiÕt bÞ EIR: Thanh ghi nhËn d¹ng thiÕt bÞ MSC :Tæng ®µi di ®éng BTS : §µi v« tuyÕn gèc BSS : HÖ thèng tr¹m gèc MS : M¸y di ®éng BSC :§µi ®iÒu khiÓn tr¹m gèc ISDN: M¹ng sè liªn kÕt ®a dÞch vô PSPDN : M¹ng chuyÓn m¹ch gãi CSPDN : M¹ng chuyÓn m¹ch Sè c«ng theo m¹ng céng PSTN : M¹ng chuyÓn m¹ch ®iÖn PLMN : M¹ng di ®éng mÆt ®Êt c«ng tho¹i c«ng céng céng 2.2. C¸c khèi chøc n¨ng. 2.2.1. Tr¹m di ®éng : 2.2.1.1. Chøc n¨ng vµ c¸c lo¹i MS : Tr¹m di ®éng lµ mét thiÕt bÞ ®Çu cuèi di ®éng, lµ ph­¬ng tiÖn gi÷a ng­êi vµ m¹ng. MS cã chøc n¨ng v« tuyÕn chung vµ chøc n¨ng sö lý ®Ó truy cËp m¹ng qua giao diÖn v« tuyÕn. Sù lùa chon thùc hiÖn ®èi víi c¸c nhµ s¶n xuÊt cã thÓ kh¸c nhau nh­ng ®Òu ph¶i t¹o ra m¹ch tæ hîp theo mét giao tiÕp chuÈn ®Ó MS cã thÓ truy cËp ®Õn tÊt c¶ c¸c m¹ng. MS thùc hiÖn chøc n¨ng: HiÓn thÞ sè bÞ gäi. Chän m¹ng PLMN. HiÓn thÞ vµ x¸c nhËn c¸c th«ng tin nh¾n. M¸y di ®éng MS gåm 2 thµnh phÇn: ThiÕt bÞ thu, ph¸t, b¸o hiÖu ME (mobile Equipment). Thanh ghi nhËn d¹ng thiÕt bÞ EIR (Equipment Identity Register). a. ThiÕt bÞ m¸y di ®éng ME (mobile Equipment). ME cã bé phËn ®Çy ®ñ phÇn cøng cÇn thiÕt ®Ó phèi hîp víi giao diÖn v« tuyÕn chung, cho phÐp MS cã thÓ truy cËp ®Õn tÊt c¶ c¸c m¹ng. ME cã sè nhËn d¹ng lµ IMEI (International mobile Equipment Identity) nhê kiÓm tra IMEI nµy mµ ME bÞ mÊt c¾p sÏ kh«ng ®­îc phôc vô. Thuª bao th­êng chØ tiÕp xóc víi ME mµ th«i, cã 3 lo¹i ME chÝnh: Lo¹i g¾n trªn xe (l¾p ®Æt trong xe, anten ngoµi xe). Loai x¸c tay (Anten kh«ng ®­îc g¾n trùc tiÕp trªn thiÕt bÞ) Lo¹i cÇm tay (Anten ®­îc g¾n trùc tiÕp trªn thiÕt bÞ). Tuú theo c«ng suÊt ph¸t, ME cã mét sè lo¹i: Lo¹i C«ng suÊt ph¸t §é nh¹y m¸y thu 1 20W(kh«ng dïng) -104 dBm 2 8W (39 dBm) -104 dBm 3 5W (37 dBm) -104 dBm 4 2W (33dBm) -102 dBm 5 0,8W (29 dBm ) -102 dBm H×nh 2.1. B¶ng ph©n lo¹i c¸c lo¹i ME. b. Modul nhËn d¹ng thuª bao SIM (Subcriber Identity Module). SIM lµ mét c¸i kho¸ cho phÐp MS ®­îc dïng. Nh­ng ®ã lµ c¸i kho¸ v¹n n¨ng. Dïng ®Ó nhËn d¹ng thuª bao vµ tin tøc vÒ dÞch vô mµ thuª bao ®¨ng ký. Sè nhËn d¹ng thuª bao di ®éng quèc tÕ IMSI lµ duy nhÊt vµ trong suèt qu¸ tr×nh ng­êi dïng GSM thiÕt lËp ®­êng truyÒn vµ tÝnh c­íc dùa vµo IMSI. SIM còng cã phÇn cøng, phÇn mÒm cÇn thiÕt víi bé nhí l­u tr÷ 2 lo¹i tin tøc: Tin tøc cã thÓ ®äc hoÆc thay ®æi bëi ng­êi dïng vµ tin tøc kh«ng thÓ vµ kh«ng cÇn cho ng­êi sö dông biÕt. C¸c th«ng sè trong SIM ®­îc b¶o vÖ, Ki kh«ng thÓ ®äc, IMSI kh«ng thÓ söa ®æi. Mét sè th«ng sè kh¸c trong SIM cÇn ®­îc cËp nhËt : LAI. SIM ®­îc thiÕt kÕ ®Ó kh«ng thÓ lµm gi¶. Ng­êi dïng cã thÓ sö dông mËt khÈu riªng PIN (personal Identity Namber) ®Ó phßng ng­êi kh¸c dïng SIM phi ph¸p. Ngoµi ra SIM cßn chøa th«ng tin tÝnh c­íc vµ thùc hiÖn thuËt to¸n nhËn thùc. SIM : Module nhËn d¹ng thuª bao chøa mét sè th«ng tin nh­ : Sè nhËn d¹ng thuª bao di ®éng quèc tÕ IMSI (International Mobile Subcriber Identity). §Ó nhËn d¹ng thuª bao ®­îc truyÒn khi khëi t¹o. IMSI kh«ng thÓ söa ®æi. Sè nhËn d¹ng thuª bao di ®éng t¹m thêi TMSI (Temporary Mobile subcriber Identity). Qu¶n lý viÖc thay ®æi TMSI ®Ó thuª bao kh«ng bÞ theo dâi ë giao diÖn v« tuyÕn. Sè nhËn d¹ng vïng ®Þnh vÞ LAI (Location Area Identity). Kho¸ nhËn thùc thuª bao Ki. §Ó nhËn thùc SIM card. Ki kh«ng thÓ ®äc ®­îc Sè ®iÖn tho¹i cña thuª bao di ®éng MSISDN (Mobile Station ISDN) MSISDN = M· quèc gia + M· vïng + M· thuª bao. C¸c th«ng sè cña SIM ®­îc b¶o vÖ 2.2.2. HÖ thèng tr¹m gèc BSS (Base Station System). BSS thùc hiÖn gi¸m s¸t c¸c ®­êng ghÐp nèi v« tuyÕn, thùc hiÖn ®Êu nèi c¸c MS víi tæng ®µi vµ nhê vËy ®Êu nèi nh÷ng ng­êi dïng tr¹m di ®éng víi ng­êi dïng viÔn th«ng kh¸c. BSS thùc hiÖn : §iÒu khiÓn sù thay ®æi tÇn sè v« tuyÕn cña ®­êng ghÐp nèi víi sù thay ®æi c«ng suÊt Ph¸t v« tuyÕn. M· ho¸ kªnh vµ m· ho¸ tho¹i, phèi hîp tèc ®é truyÒn tin. Qu¶n lý chuyÓn giao (Handover). B¶o mËt kªnh v« tuyÕn. HÖ thèng tr¹m gèc BSS bao gåm 3 phÇn chÝnh : Tr¹m thu ph¸t BTS. Ph©n hÖ ®iÒu khiÓn tr¹m gèc BSC. Bé chuyÓn ®æi m· vµ thÝch øng tèc ®é TRAU. HÖ thèng chuyÓn m¹ch m¹ng NSS (Network Switching System) C¸c phÇn nµy ®­îc liªn kÕt víi nhau vµ ®­îc nèi víi MSC qua ®­êng truyÒn 2Mbp. NSS §­êng truyÒn 2,048Mbps theo chuÈn G703 TRAU ChuyÓn ®æi tho¹i 13Kbps---64Kpbs ThÝch øng tèc ®é sè liÖu §iÒu khiÓn BTS Khëi ®Çu c¸c liªn kÕt kªnh §iÒu khiÓn chuyÓn giao trong vµ gi÷a c¸c BTS Nèi víi MSC,BTS vµ OSC BSC Sãng mang v« tuyÕn TX vµ RX S¾p xÕp kªnh vËt lý M· ho¸ kªnh B¶o mËt kªnh BTS MS H×nh 2.2- HÖ thèng tr¹m gèc BSS 2.2.2.1. Tr¹m thu ph¸t v« tuyÕn BTS (Base Tranceiver Station). Lµ thiÕt bÞ trung gian gi÷a m¹ng GSM vµ m¸y di ®éng MS, BTS cung cÊp c¸c chøc n¨ng thu, ph¸t trao ®æi th«ng tin víi MS qua giao diÖn v« tuyÕn. Mét BTS phñ sãng cho mét (hay mét sè) khu vùc nhÊt ®Þnh gäi lµ « (cell). BTS cã thÓ chøa mét hay mét sè m¸y thu ph¸t v« tuyÕn TRX (Tranceiver ). BTS thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng : Ph¸t qu¶ng b¸ th«ng tin hÖ thèng trªn BCCH d­íi sù ®iÒu khiÓn cña BSC. Ph¸t c¸c th«ng tin t×m gäi trªn CCCH. Ên ®Þnh c¸c kªnh DCCH d­íi sù ®iÒu khiÓn cña BSC. Qu¶n lý tÝn hiÖu thu ph¸t th«ng tin trªn c¸c kªnh vËt lý. M· ho¸ ghÐp kªnh vµ gi¶i m·. §iÒu khiÓn c«ng suÊt. §o chÊt l­îng. B¶o d­ìng. 2.2.2.2 .Bé ®iÒu khiÓn tr¹m gèc BSC (Base Station Controller). BSC ®­îc dïng ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c BTS. Sè l­îng BTS nµy cã thÓ kh¸c nhau gi÷a c¸c nhµ s¶n xuÊt vµ cã thÓ bÞ giíi h¹n bëi dung l­îng, l­u l­îng cña mçi BTS h¬n lµ c¸c nh©n tè kh¸c. BSC chøa c¸c chøc n¨ng chuyÓn m¹ch ®éng vµ ho¹t ®éng nh­ mét ®iÓm tËp trung gi÷a m¹ng v« tuyÕn vµ MSC. BSC thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng : Qu¶n lý v« tuyÕn. Qu¶n lý v« tuyÕn chÝnh lµ qu¶n lý c¸c « vµ c¸c kªnh logic cöa chóng. C¸c sè liÖu qu¶n lý nh­: L­u l­îng th«ng tin ë mét «, m«i tr­êng v« tuyÕn, sè l­îng cuéc gäi bÞ mÊt, sè lÇn chuyÓn giao thµnh c«ng hay thÊt b¹i. §¸p øng sè thuª bao ngµy cµng t¨ng BSC ph¶i ®­îc thiÕt kÕ sao cho dÔ dµng tæ trøc l¹i cÊu h×nh ®Ó cã thÓ qu¶n lý ®­îc sè l­îng kªnh v« tuyÕn ngµy cµng t¨ng vµ t¨ng ®­îc hiÖu qu¶ sö dông cña l­u l­îng v« tuyÕn cho phÐp. Qu¶n lý tr¹m v« tuyÕn gèc: Tr­íc khi ®­a vµo khai th¸c, BSC lËp cÊu h×nh cña BTS (Sè m¸y thu ph¸t TRX, tÇn sè cho mçi tr¹m) Nhê viÖc qu¶n lý nµy mµ BSC cã s½n mét tËp c¸c kªnh dµnh cho ®iÒu khiÓn vµ nèi th«ng cuéc gäi. §iÒu khiÓn nèi th«ng cuéc gäi: BSC chÞu tr¸ch nhiÖm thiÕt lËp vµ gi¶i phãng c¸c ®Çu nèi tíi m¸y di ®éng. Trong qu¸ tr×nh gäi, sù ®Êu nèi ®­îc BSC gi¸m s¸t. C­êng ®é tÝn hiÖu, chÊt l­îng cuéc nèi ®o ®­îc ë m¸y di ®éng vµ ë m¸y thu ph¸t ®­îc ®­a tíi BSC, dùa vµo ®ã BSC quyÕt ®Þnh c«ng suÊt ph¸t tèt nhÊt cña tr¹m di ®éng (MS) vµ tr¹m thu ph¸t (TRX) ®Ó gi¶m nhiÔu vµ t¨ng chÊt l­îng cuéc gäi. BSC còng ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh chuyÓn giao dùa vµo c¸c kÕt qu¶ ®o ®­îc ë trªn ®Ó chuyÓn giao MS sang « kh¸c, ®¹t chÊt l­îng cuéc gäi tèt h¬n. Trong tr­êng hîp chuyÓn giao sang « cña mét BSC kh¸c th× nã ph¶i nhê sù gióp ®ì cña MSC. Bªn c¹nh ®ã, BSC cã thÓ ®iÒu khiÓn chuyÓn giao gi÷a c¸c kªnh trong mét « hoÆc sang kªnh ë « kh¸c trong tr­êng hîp « nµy bÞ nghÏn nhiÒu. Qu¶n lý m¹ng truyÒn dÉn: BSC cã chøc n¨ng qu¶n lý cÊu h×nh c¸c ®­êng truyÒn dÉn tíi MSC vµ BTS ®Ó ®¶m b¶o chÊt l­îng th«ng tin. Trong tr­êng hîp x¶y ra sù cè ë mét tuyÕn nµo ®ã th× BSC sÏ ®iÒu khiÓn chuyÓn m¹ch sang mét tuyÕn dù phßng. Nhµ khai th¸c cã thÓ tõ trung t©m b¶o d÷ng (OMC) n¹p phÇn mÒm míi vµ d÷ liÖu xuèng BSC ®Ó thùc hiÖn c¸c trøc n¨ng khai th¸c vµ b¶o d­ìng hiÓn thÞ cÊu h×nh cña BSC. 2.2.2.3. Bé chuyÓn ®æi m· vµ thÝch øng tèc ®é TRAU ( Transcode Rate Adaption Unit) §Ó ®¶m b¶o bÒ réng cña d¶i tÇn, tiÕng qua giao diÖn v« tuyÕn cña GSM ®­îc m· ho¸ víi tèc ®ä 13Kbps nhê viÖc sö dông bé m· ho¸ dù ®o¸n tuyÕn tÝnh LPC (Linear Prediction Code) Trong m¹ng GSM, MSC kÕt nèi víi tæng ®µi ISDN ho¹t ®éng trªn c¸c m¹ch tèc ®é 64Kbs. Bëi vËy cÇn ph¶i cã sù chuyÓn ®æi gi÷a tèc ®é 13Kbs (LPC) vµ tèc ®é 64Kbs (PCM) trong m¹ng GSM gi÷a MS vµ MSC. ViÖc chuyÓn ®æi nµy thùc hiªn nhê bé chuyÓn ®æi m· vµ thÝch øng tèc ®é TRAU. Chøc n¨ng thÝch øng tèc ®é ®¸p øng tèc ®é truyÒn d÷ liÖu lµ 9,6Kbps vµ thÊp h¬n. Sau ®ã nã ®­îc chuyÓn thµnh tèc ®é 64Kbps ®Ó truyÒn qua MSC. VÒ nguyªn t¾c th× TRAU lµ mét bé phËn cña BSS nh­ng th­êng th× nã ®Æt ë xa BSC vµ ®­îc ®Æt cïng víi MSC. 2.2.3. HÖ thèng chuyÓn m¹ch SS (Switching System). HÖ thèng chuyÓn m¹ch bao gåm c¸c chøc n¨ng chuyÓn m¹ch chÝnh cña GSM còng nh­ c¸c d÷ liÖu cÇn thiÕt cho sè liÖu thuª bao vµ qu¶n lý di ®éng cña thuª bao. Chøc n¨ng chÝnh cña SS lµ qu¶n lý trao ®æi th«ng tin gi÷a nh÷ng ng­êi sö dông m¹ng GSM víi nhau vµ ng­êi dïng m¹ng viÔn th«ng kh¸c. 2.2.3.1. Trung t©m chuyÓn m¹ch dÞch vô di ®éng MSC (Mobile Servise Switching Center). MSC lµ mét tæng ®µi th«ng th­êng, nhiÖm vô chÝnh cña MSC lµ ®iÒu phèi vµ thiÕt lËp cuéc gäi ®Õn nh÷ng ng­êi sö dông m¹ng GSM. Mét mÆt MSC giao tiÕp víi BSS mÆt kh¸c giao tiÕp víi m¹ng ngoµi ®ßi hái cæng thÝch øng giao thøc víi c¸c bé ®Þnh vÞ HLR, VLR ®Ó ®¶m b¶o th«ng tin cho nh÷ng ng­êi sö dông m¹ng. MSC cã giao diÖn víi tÊt c¶ c¸c phÇn tö thuéc m¹ng (VLR, HLR, AVC) vµ víi c¸c m¹ng kh¸c PSTN, ISDN. 2.2.3.2. Bé ghi ®Þnh vÞ th­êng tró HLR (Home Location Register). Bé ghi ®Þnh vÞ th­êng tró HLR lµ mét c¬ së d÷ liÖu quan träng ë GSM. Nã l­u tr÷ th«ng tin vÜmh cöu vµ th«ng tin t¹m thêi, nh­ ®Þnh vÞ MS nhËn d¹ng thuª bao, c¸c dÞch vô sè liÖu tÝnh c­íc vÒ thuª bao ®¨ng ký trong m¹ng nh­: Sè hiÖu nhËn d¹ng thuª bao IMSI, MSISDN. C¸c dÞch vô ®­îc quyÒn sö dông cña thuª bao. Sè hiÖu nhËn d¹ng VLR hiÖn MS ®ang truyÒn vÒ VLR ®ã. Tr¹ng th¸i cña thuª bao ®¨ng ký. L­u sè nhËn d¹ng chuyÓn giao MSRN (Mobile Subcriber Roaming Number). 2.2.3.3. Bé ghi ®Þnh vÞ t¹m tró VLR (Visiter Location Regiter). Bé ghi ®Þnh vÞ t¹m tró ®­îc kÕt hîp trong phÇn cøng cña MSC. VLR l­u gi÷ t¹m thêi sè liÖu thuª bao cña c¸c thuª bao hiÖn ®ang n»m trong vïng phôc vô cña MSC t­¬ng øng, ®ång thêi l­u gi÷ vÒ vÞ trÝ cña c¸c thuª bao nãi trªn ë møc ®é chÝnh x¸c h¬n HLR. Khi MS di chuyÓn vµo vïng qu¶n lý cña MSC th× th«ng tin ®Þnh vÞ thuª bao ®­îc cËp nhËt vµo VLR cña vïng ®ã nh­: NhËn d¹ng vïng ®Þnh vÞ LAI. Tr¹ng th¸i bËn hay rçi cña thuª bao. Sè chuyÓn giao MSRN. Sè nhËn t¹m thêi TMSI. 2.2.3.4. Trung t©m nhËn thùc AUC. Trung t©m nhËn thùc cã chøc n¨ng cung cÊp cho HLR c¸c th«ng sè nhËn thùc vµ c¸c kho¸ mËt m· t¹o ra 3 bé m· kho¸ nhËn thùc cho tõng thuª bao: MËt khÈu SRES. Kho¸ mËt m· Ki. Sè ngÉu nhiªn RAND. Khi ®¨ng ký thuª bao, kho¸ nhËn d¹ng thùc Ki cïng víi IMSI ®­îc dµnh riªng cho thuª bao nµy vµ ®­îc l­u gi÷ ë trung t©m nhËn thùc AUC ®Ó cung cÊp bé 3 m· ho¸. Trong qu¸ tr×nh khëi t¹o cuéc gäi, hÖ thèng sö dông bé 3 m· kho¸ nhËn thùc ®Ó x¸c ®Þnh quyÒn truy cËp vµo hÖ thèng cña thuª bao. 2.2.3.5. Thanh ghi nhËn d¹ng thiÕt bÞ EIR (Equipment Identification Regiter) Thanh ghi nhËn d¹ng thiÕt bÞ b¶o vÖ m¹ng PLMN khái sù truy cËp m¹ng cña nh÷ng thuª bao tr¸i phÐp b»ng c¸ch so s¸nh sè IMEI cña thuª bao göi tíi khi thiÕt lËp th«ng tin víi sè IMEI l­u gi÷ trong EIR. NÕu kh«ng ®óng, th× thuª bao kh«ng ®­îc truyÒn truy nhËp m¹ng. Thuª bao ®­îc ph©n lo¹i 1 trong 3 danh s¸ch sau: Danh s¸ch tr¾ng ( White List ) : BÊt kú thuª bao nµo cã danh s¸ch tr¾ng th× ®­îc truy cËp vµo m¹ng mµ sö dông dich vô mµ m×nh ®¨ng ký. Danh s¸ch x¸m (Gray List ) : nh÷ng thuª bao truy cËp cã danh s¸ch x¸m th× ph¶i kiÓm tra. Danh s¸ch ®en (Black List) : TÊt c¶ c¸c thuª bao cã danh s¸ch ®en ®Òu kh«ng ®­îc truy cËp vµo m¹ng. 2.2.4. Trung t©m khai th¸c vµ b¶o d­ìng OMC (Operation and Maintenance Center ). OMC bao gåm phÇn v« tuyÕn (OMC-R) vµ phÇn chuyÓn m¹ch (OMC-S), lµ mét m¹ng m¸y tÝnh côc bé LAN sö dông hÖ ®iÒu hµnh UNIX vµ c¸c phÇn mÒm øng dông cho GSM. HÖ thèng nµy cïng víi c¸c phÇn tö kh¸c cña m¹ng nh­: MSC,VLR, qua giao diÖn X25 nh»m gi¸m s¸t, ®iÒu hµnh, b¶o d­ìng m¹ng vµ qu¶n lý thuª bao mét c¸ch tËp trung, HÖ thèng nµy lµ n¬i cung cÊp th«ng tin quan trong cho viÖc thiÕt lËp kÕ ho¹ch x©y dùng vµ më réng m¹ng. 2.3. C¸c giao diÖn néi bé m¹ng. AUC HLR VLR SS DDDD ISDN SSSDN CDDD EIR VLR Ngo¹i vi FDDD BDDBDDD ISDN SSSDN MSC ISDN SSSDN E OMCC ISDN SSSDN UDDD Ngo¹i vi MS ISDN SSSDN BSC BSS Abits BTS H×nh 2.3. hÖ thèng c¸c giao diÖn cña m¹ng GSM 2.3.1. Giao diÖn v« tuyÕn Um (MS – BTS). Giao diÖn v« tuyÕn lµ giao diÖn gi÷ BTS vµ thiÕt bÞ thuª bao di ®éng MS. §©y lµ giao diÖn quan träng nhÊt cña GSM, ®ång thêi nã quyÕt ®Þnh lín nhÊt ®Õn chÊt l­îng dÞch vô. Trong GSM, giao thøc v« tuyÕn sö dông ph­¬ng thøc ph©n kªnh theo thêi gian vµ ph©n kªnh theo tÇn sè: TDMA, FDMA, GSM sö dông b¨ng tÇn 900MHz vµ 1800MHz. ë ®©y ta xÐt GSM900. Mçi kªnh ®­îc ®Æc tr­ng bë mét tÇn sè sãng mang gäi lµ kªnh tÇn sè RFCH (Radio Frequency Channel) cho mçi høng thu ph¸t, c¸c tÇn sè nµy c¸ch nhau 200KHz.T¹i mçi tÇn sè, TDMA l¹i chia thµnh 8 khe thêi gian hay 8 khe thêi gian ®­îc truyÒn bëi mét sãng m¹ng. Trong t­¬ng lai khi øng dông GSM pha 2 hay tèc ®é “Half-rate” (b¸n tèc) th× sè khe sÏ lµ 16. Trong GSM900, mçi kªnh vËt lý lµ mét khe thêi gian ë mét sãng m¹ng v« tuyÕn ®­îc chØ ®Þnh 960MHz 915MHz 890MHz 935MHz §­êng xuèng §­êng lªn 45MHz D¶i th«ng tÇn mét kªnh vËt lý lµ 200KHz, d¶i tÇn ë biªn còng réng 200KHz. Víi GSM900 cã 124 kªnh tÇn sè RFCH (890 ¸ 915)Mhz cho ®­êng lªn vµ RFCH (935 ¸ 960)Mhz cho ®­êng xuèng. Ta cã thÓ tÝnh ®­îc tÇn sè trung t©m cho ®­êng lªn vµ d­êng xuèng ë mçi d¶i theo c«ng thøc sau: §­êng lªn: FL(n) =890 + 0,2.n ( MHz) §­êng xuèng: FU(n) = FL(n) + 45MHz ( MHz) Trong ®ã n lµ sè l­îng d¶i th«ng tÇn 1 £ n £ 124. Mçi kªnh vËt lý chøa mét cÆp kªnh tÇn sè RFCH cho mçi h­íng thu, ph¸t. Mét kªnh ®­îc dïng ®Ó truyÒn mét nhãm kªnh nhÊt ®Þnh th«ng tin ®­îc gäi lµ kªnh logic. Mçi kªnh vËt lý cã thÓ g¸n cho mét hoÆc mét sè kªnh logic. Kªnh logic ®­îc ph©n thµnh 2 lo¹i: kªnh l­u l­îng TCH (Trafic Channel) vµ kªnh ®iÒu khiÓn CCH (Control Channel). Kªnh l­u l­îng TCH mang th«ng tin thoai hoÆc sè liÖu. Cã 2 lo¹i kªnh l­u l­îng: Kªnh toµn tèc TCH/F: 22,8Kb/s Kªnh b¸n tèc TCH/H:11,4Kb/s Kªnh ®iÒu khiÓn CCH ®­îc dïng ®Ó truyÒn c¸c th«ng tin qu¶n lý giao diÖn Um (truyÒn kÕt qu¶ ®o c­êng ®é tr­êng tõ MS ®Õn BTS) hoÆc c¸c gãi sè liÖu (nh­ dÞch vô b¶n tin ng¾n SMS: (Short Message Service). kªnh ®iÒu khiÓn cã 3 lo¹i: Kªnh ®iÒu khiÓn qu¶ng b¸ BCCH (Broadcast Control Channel). Kªnh ®iÒu khiÓn chung CCCH (Common Control Channel). Kªnh ®iÒu khiÓn chuyªn dông DCCH (Dedicate Control Channel). Kªnh ®iÒu khiÓn qu¶ng b¸ BCCH: Ph¸t th«ng tin qu¶ng b¸ liªn quan ®Õn vïng ®Þnh vÞ vµ c¸c th«ng tin vÒ hÖ thèng. BCCH chØ dïng cho tuyÕn xuèng(BTS® MS): Kªnh hiÖu chØnh tÇn sè FCCH (Frequency Correction Channel): HiÖu chØnh tÇn sè trong MS víi tÇn sè hÖ thèng (BTS® MS) Kªnh ®ång bé SCH (Synchronous Channel): SCH mang th«ng tin ®ång bé khung TDMA gi÷a MS ví tÇn sè hÖ thèng. MS lu«n lu«n ®o ®¹c c­êng ®é tr­êng ë 6 cell l©n cËn ®Ó th«ng b¸o vÒ hÖ thèng th«ng qua kªnh FACCH. C¸c th«ng tin ®ång bé ®­îc l­u tr÷ ®Ó khi MS chuyÓn giao xang cell kh¸c th× nã ®­îc t¸i ®ång bé. Kªnh ®iÒu khiÓn chung CCCH: Bao gåm c¸c kªnh phôc vô cho qu¸ tr×nh thiÕt lËp cuéc gäi hoÆc t×m gäi còng nh­ qu¶ng b¸ c¸c b¶n tin trong tÕ bµo. CCCH lµm viÖc cho c¶ h­íng lªn vµ h­íng xuèng: Kªnh ®iÒu khiÓn truy cËp ngÉu nhiªn RACH (Random Access Channel) MS dïng ®Ó truy cËp._. vµ hÖ thèng ®Ó yªu cÇu mét kªnh dµnh riªng SDCCH Kªnh t×m gäi PCH (Paging Channel): Mang th«ng tin ®Ó x¸c ®Þnh mét MS trong vïng ®Þnh vÞ th«ng qua sè nhËn d¹ng IMSI ®Ó t×m tr¹m di ®éng Kªnh cho phÐp truy nhËp AGCH (Access Grant Channel): chØ ®­îc dïng ë ®­ênng xuèng. AGCH ®­îc dïng ®Ó g¸n tµi nguyªn ®Ó chØ ®Þnh mét kªnh dµnh riªng SDCCH cho MS. Kªnh qu¶ng b¸ cell CBCH (Cell Broadcast Channel): CBCH ®­îc dïng ®Ó truyÒn b¶n tin qu¶ng b¸ tíi tÊt c¶ MS trong « (cell) nh­ th«ng tin vÒ l­u l­îng, sö dông kªnh vËt lý nh­ kªnh SDCCH. Kªnh ®iÒu khiÓn chuyªn dông DCCH: DCCH ®­îc g¸n cho MS ®Ó thiÕt lËp cuéc gäi vµ hîp thøc ho¸ thuª bao. DCCH bao gåm : Kªnh ®iÒu khiÓn chuyªn dông ®¬n lÎ SDCCH: (Stand alone Dedicate Channel):dïng cho c¶ h­íng lªn vµ h­íng xuèng, phôc vô cËp nhËt vµ qu¸ tr×nh thiÕt lËp cuéc gäi tr­íc khi mét kªnh l­u l­îng TCH ®­îc chØ ®Þnh. Kªnh ®iÒu khiÓn liªn kÕt chËm SACCH (Slow Assocated Control Channel): Mçi kªnh SACCH liªn kÕt víi mét kªnh SDCCH hoÆc mét kªnh TCH ®Ó mang th«ng tin vÒ ®iÒu khiÓn c«ng suÊt hoÆc chØ thÞ c­êng ®é tr­êng thu ®­îc. kªnh ®iÒu khiÓn liªn kÕt nhanh FACCH (Fast ACCH): FACCH mang th«ng tin vÒ cËp nhËt hoÆc chuyÓn giao, FACCH liªn kÕt nhanh víi TCH ë chÕ ®é lÊy c¾p “Stealing mode”. B»ng c¸ch thay ®æi l­u l­îng tiÕng hay sè liÖu b»ng b¸o hiÖu. Ph­¬ng thøc b¸o hiÖu trªn giao diÖn v« tuyÕn sö dông giao thøc líp 2 trong m« h×nh OSI lµ LAPDm kh«ng cã chøc n¨ng b¸o hiÖu, söa sai, b¶n tin LAPDm ph¶i ®Æt võa vµo c¸c côm. Cßn líp 3 (Líp øng dông), giao thøc ®­îc ph©n thµnh nhiÒu lo¹i tuú thuéc vµo chøc n¨ng m¹ng: 2.3.2.Giao diÖn AbitS ®Ó ®iÒu khiÓn BTS (BSC----BTS) AbitS lµ giao diÖn gi÷a BTS vµ BSC, ®Æt c¸ch xa trªn 10m (cÊu h×nh ®Æt xa) ®­îc sö dông ®Ó trao ®æi th«ng tin tøc thuª bao (tho¹i, sè liÖu,) vµ th«ng tin ®iÒu khiÓn (®ång bé). AbitS sö dông ®­êng truyÒn chuÈn PCM32 (2Mb/s) víi m· söa sai CRC4 cña CCITT, G732. Giao thøc b¸o hiÖu theo chuÈn CCITT lµ LAPD. 2.3.3. Giao diÖn A (BSC----MSC) Giao diÖn A lµ giao diÖn gi÷a BSC vµ MSC qua bé chuyÓn ®æi m· TRAU cã thÓ ®­îc g¾n liÒn hay t¸ch rêi víi BSC. Còng gièng nh­ diao diÖn AbitS, giao diÖn A sö dông c¸c luång chuÈn PCM32 (2Mb/s) víi m· söa sai CRC4 cña CCITT, G703, b¸o hiÖu trªn giao diÖn lµ CCS7. C¸c hÖ thèng cã TRAU ®Æt t¹i BSC th× kªnh l­u l­îng tíi MSC lµ 64kb/s. Qu¶n lý tµi nguyªn v« tuyÕn RR (Radio Resource Menagement): Xö lý viÖc thiÕt lËp, duy tr×, kÕt thóc cuéc nèi cña dÞch vô di ®éng. Qu¶n lý di ®éng MM ( Mobile Menagement): NhiÖm vô chÝnh cña qu¶n lý di ®éng MM lµ thùc hiÖn nhËn thùc vµ cËp nhËt vÞ trÝ, cÊp ph¸t lai TMSI vµ b¶o mËt cña tr¹m di ®éng Qu¶n lý nèi th«ng CM (Interconnection Menagement): qu¶n lý nèi th«ng lµ líp con cao nhÊt trong c¸c líp con ë líp 3. ViÖc nµy trao ®æi c¸c mÈu tin gi÷a m¹ng víi thuª bao chñ gäi còng nh­ thuª bao bÞ goi ®­îc sö lý ë líp con nµy. Qu¶n lý nèi th«ng ®­îc chia thµnh 3 phÇn: + §iÒu khiÓn cuéc gäi (Call Control). + Hç trî c¸c dÞch vô dÆc thï SSS (Subplementery Service Support). + DÞch vô b¶n tin ng¾n SMS (Short Messsage Service). 2.3.4. Giao diÖn B (MSC----VLR) Giao diÖn B lµ giao diÖn gi÷a MSC----VLR ®· ®­îc tiªu chuÈn ho¸ cho GSM phase 1. thuª bao, c¸c tham sè quanh viÖc chuyÓn giao, sè nhËn d¹ng cña thuª bao v·ng lai vµ c¸c sè liÖu cÇn trao ®æi gi÷a tæng ®µi vµ thuª bao trong cïng thêi gian nèi m¹ch. HiÖn nay c¸c h·ng ®Òu chÕ t¹o VLR vµ MSC vµo chung mét thiÕt bÞ cho nªn Giao diÖn nµy sö dông sè liÖu gi÷a MSC vµ VLR nh­ c¸c sè liÖu vÒ quyÒn truy cËp m¹ng diÖn nµy kh«ng cßn quan träng n÷a. 2.3.5. Giao diÖn C (MSC----HLR) Giao diÖn nµy sö dông b¸o hiÖu sè 7 CCS7. MSC sö dông giao diÖn nµy ®Ó truy nhËp HLR ®Ó lÊy sè liÖu trong c¸c tr­êng hîp nh­: Sè thuª bao di ®éng v·ng lai MSRN khi cã cuéc gäi tõ m¹ng cè ®Þnh vµo m¹ng di ®éng qua GMSC (Gate MSC). Th«ng tin ®Þnh tuyÕn HLR tíi GMSC khi cã cuéc gäi tõ m¹ng cè ®Þnh vµo m¹ng di ®éng. 2.3.6. Giao diÖn D (VLR ----HLR) Giao diÖn D sö dông b¸o hiÖu sè 7 CCS7 ®Ó trao ®æi sè liÖu vÒ c¸c thuª bao di ®éng gi÷a c¸c c¬ së d÷ liÖu cña VLR vµ HLR: C¸c tham sè vÒ tµi nguyªn truy cËp m¹ng cña thuª bao. T¸i thiÕt lËp l¹i sè liÖu cña thuª bao trong VLR khi cÇn thiÕt. ThiÕt lËp míi sè liÖu vÒ thuª bao cho VLR khi thuª bao di chuyÓn sang vïng phôc vô cña tæng ®µi kh¸c. Khi cã cuéc gäi tõ m¹ng cè ®Þnh vµo m¹ng GSM th× HLR sÏ chuyÓn c¸c yªu cÇu cña GMSC vÒ MSRN cho VLR. ThiÕt lËp míi sè liÖu cña thuª bao cho VLR khi thuª bao chuyÓn tõ vïng phôc vô cña tæng ®µi kh¸c tíi. Xö lý vµ l­u tr÷ c¸c th«ng tin vÒ dÞch vô bæ xung (Supplementery Service) khi cã thuª bao nµo ®ã yªu cÇu. 2.3.7. Giao diÖn E (MSC----MSC) Lµ giao diÖn gi÷a c¸c tæng ®µi trong m¹ng GSM. Giao diÖn E ®­îc dïng ®Ó thiÕt lËp c¸c cuéc nèi gi÷ c¸c thuª bao thuéc vïng kiÓm so¸t cña c¸c tæng ®µi kh¸c nhau. Giao diÖn nµy sö dông c¸c luång PCM32 (2Mb/s) cïng c¸c kªnh CCS7 ®Ó thùc hiÖn c¸c trøc n¨ng: Di chuyÓn cuéc nèi tõ MSC nµy xang MSC kh¸c khi m¹ch ®ang ®­îc nèi cho thuª bao thùc hiÖn cuéc gäi vµ ®ang di chuyÓn, ®­îc gäi lµ ”Handover” hoÆc “Roaming”. Trao ®æi c¸c th«ng tin ®iÒu khiÓn cuéc gäi gi÷a MSC vµ thuª bao khi xÈy ra Handover. ThiÕt lËp hay huû cuéc nèi tõ MSC nµy sang MSC kh¸c. 2.3.8. Giao diÖn F (EIR----MSC) Giao diÖn nµy sö dông CCS7 ®Ó trao ®æi sè liÖu vÒ nhËn d¹ng thiÕt bÞ thuª bao v·ng lai IMEI (International Mobil Equiment Indentity) víi c¬ cë d÷ liÖu ®· ®­îc ghi s½n trong bé ghi nhËn d¹ng thiÕt bÞ cña m¹ng EIR (Equiment Identification Register) khi cÇn kiÓm tra c¸c thuª bao di ®éng. 2.3.9. Giao diÖn G ( VLR – VLR ) Giao diÖn G lµ giao diÖn gi÷a c¸c VLR víi nhau. Giao diÖn nµy ®­îc sö dông ®Ó trao ®æi sè liÖu vÒ thuª bao di ®éng trong qu¸ tr×nh thiÕt lËp vµ l­u gi÷ “ hé khÈu t¹m tró” cña c¸c thuª bao ®ã. Giao diÖn G xö dông CCS7 ®Ó trao ®æi th«ng tin: Göi c¸c yªu cÇu vÒ IMSI (International Mobile Subcriber Indentity) tõ VLR cò sang VLR míi. Göi c¸c yªu cÇu vÒ tham sè quyÒn truy nhËp thuª bao tõ VLR nµy sang VLR kh¸c khi thuª bao ®ang di chuyÓn khái khu vùc cña MSC nµy sang MSC kh¸c. 2.3.10. C¸c giao diÖn néi bé kh¸c. Ngoµi c¸c giao diÖn trªn, trong néi bé m¹ng GSM cßn cã c¸c giao diÖn kh¸c nh­: Giao diÖn H (HLR ---AUC). Nh­ng hai bé phËn nµy th­êng ®­îc thiÕt kÕ trªn cïng mét thiÕt bÞ nªn giao diÖn H kh«ng cã chuÈn riªng. Giao diÖn M gi÷a BSC vµ TRAU qua giao diÖn nµy TRAU sÏ chuyÓn ®æi c¸c kªnh l­u l­îng tõ BSC víi tèc ®é 16 Kbps thµnh 64Kbps vµ ng­îc l¹i. Giao diÖn T gi÷a BSC vµ bµn ®iÒu hµnh côc bé LMT ( Local Maintenance Terminal) th«ng th­êng sö dông giao thøc X25. LMT th­êng lµ mét m¸y PC chuyªn dông. 2.4. C¸c giao diÖn ngo¹i vi. 2.4.1. Giao diÖn víi OMC. §©y lµ giao diÖn gi÷a OMC vµ c¸c phÇn tö cña m¹ng nh­ MSC, VLR, HLR, AUC, BSC…Do chøc n¨ng cña BSS vµ NSS kh¸c nhau nªn c¸c OMC hiÖn nay ®­îc thiÕt kÕ riªng cho tõng phÇn hÖ thèng. Tuy nhiªn trong t­¬ng lai cã thÓ c¶ m¹ng sÏ cã mét MSC duy nhÊt. Giao diÖn nµy nh»m môc ®Ých ®iÒu hµnh, khai th¸c vµ b¶o d­ìng c¸c phÇn tö trong m¹ng nh­: Qu¶n lý thuª bao: NhËp m¹ng hay rêi m¹ng, tÝnh c­íc, ®¨ng ký vµ gi¸m s¸t c¸c dÞch vô. Qu¶n lý sù cè: Ph¸t hiÖn v¶­ lý sù cè. Qu¶n lý l­u l­îng, t¹o lËp cÊu h×nh. HiÖn nay ch­a cã tiªu chuÈn chung cho giao diÖn nµy nghÜa lµ viÖc ghÐp nèi gi÷a OMC cña c¸c h·ng nµy víi phÇn tö cña c¸c h·ng kh¸c sÏ gÆp ph¶i khã kh¨n, nh×n chung c¸c h·ng ®Òu dïng tiªu chuÈn X25. 2.4.2.Giao diÖn víi m¹ng tho¹i c«ng céng PSTN. Giao diÖn gi÷a m¹ng GSM víi m¹ng PSTN ®­îc chuÈn ho¸ b»ng c¸c luång PCM 32 (2Mbps) víi c¸c hÖ thèng b¸o hiÖu CCS7 hay MFCR 2 tuú thuéc vµo m¹ng tho¹i. ChØ cã c¸c dÞch vô cã mÆt ë hai m¹ng míi cung cÊp ®­îc cho c¸c cuéc nèi cã liªn quan tíi thuª bao trong m¹ng tho¹i. 2.4.3.Giao diÖn víi m¹ng sè ®a dÞch vô ISDN. Giao diÖn m¹ng GSM víi ISDN ®­îc chuÈn ho¸ theo tiªu chuÈn giao diÖn cña ISDN (giao diÖn s¬ cÊp) vµ sö dông hÖ thèng CCS7 ®Ó cung cÊp c¸c dÞch vô tho¹i, sè liÖu. 2.4.4.Giao diÖn m¹ng chuyÓn m¹ch gãi PSDN Giao diÖn víi m¹ng sè liÖu X25 còng ®­îc tiªu chuÈn ho¸ trong m¹ng GSM. CÊu tróc cña giao diÖn phô thuéc vµo yªu cÇu cô thÓ cña tõng m¹ng khai th¸c. Trong thùc tÕ viÖc cung cÊp c¸c dÞch vô sè liÖu trong m¹ng GSM theo tiªu chuÈn X25 kh¸ phøc t¹p vÒ phÇn cøng còng nh­ phÇn mÒm cña m¹ng, do vËy gi¸ thµnh cao. 2.4.5. Giao diÖn víi PLMN qua PSTN/ISDN: Giao diÖn gi÷a c¸c m¹ng GSM víi nhau th«ng qua m¹ng cè ®Þnh PSTN hay ISDN ®­îc tiªu chuÈn ho¸ cho GSM. Gi÷a MSC cña hai m¹ng cã 2 lo¹i b¸o hiÖu ®­îc trao ®æi khi nèi m¹ng: C¸c chøc n¨ng xö lý cuéc gäi c¬ b¶n, phô thuéc vµo hÖ thèng b¸o hiÖu cña m¹ng cè ®Þnh (CCS7 hay R2). C¸c chøc n¨ng cña MAP (Mobile Application Part) ®­îc quy ®Þnh trong SCCP cña CCS7 nh­: Di chuyÓn cuéc nèi tõ MSC nµy sang MSC kh¸c khi ®ang nèi m¹ch (thuª bao ®ang tho¹i vµ di chuyÓn). 2.5. C¸c lo¹i h×nh dÞch vô trong m¹ng GSM. 2.5.1. Dich vô ®iÖn tho¹i. ChuyÓn h­íng cuéc gäi vÒ ®iÒu kiÖn. ChuyÓn h­íng cuéc gäi khi thuª bao di ®éng bÞ bËn. ChuyÓn h­íng cuéc gäi khi kh«ng tr¶ lêi. ChuyÓn h­íng cuéc gäi khi kh«ng ®Õn ®­îc MS. ChuyÓn h­íng cuéc gäi khi ø nghÏn v« tuyÕn. CÊm tÊt c¶ c¸c cuéc gäi ra. CÊm tÊt c¶ c¸c cuéc gäi ra quèc tÕ. CÊm tÊt c¶ c¸c cuéc gäi ra quèc tÕ trõ c¸c cuéc gäi ®Õn c¸c n­íc cã PLMN th­êng tró. CÊm tÊt c¶ c¸c cuéc gäi ®Õn. CÊm tÊt c¶ c¸c cuéc gäi ®Õn khi l­u l­îng ë ngoµi n­íc cã PLMN th­êng tró. Gi÷ cuéc gäi. §îi cuéc gäi. ChuyÓn giao cuéc gäi. Hoµn thµnh cuéc gäi ®Õn thuª bao bËn. Nhãm ng­êi sö dông khÐp kÝn. DÞch vô 3 phÝa. Th«ng b¸o c­íc phÝ. 2.5.2. dich vô sè liÖu. TruyÒn dÉn sè liÖu. DÞch vô b¶n tin ng¾n Ch­¬ng III: VÊn ®Ò chia « vµ Sö dông tÇn sè 3.1. Nguyªn t¾c sö dông tÇn sè theo chia « 3.1.1. Sö dông tÇn sè Th«ng tin di ®éng bÞ h¹n chÕ vÒ tÇn sè, v× vËy sö dông hiÖu qu¶ tÇn sè v« tuyÕn lµ yÕu tè quan träng nhÊt ®Ó phôc vô cµng nhiÒu thuª bao cµng tèt. Ng­êi ta ®· ®­a ra c¸c ph­¬ng ph¸p sau ®Ó sö dông hiÖu qu¶ tÇn sè: - Gi¶m ®é réng b¨ng tÇn cña mét kªnh cµng nhiÒu cµng tèt. - Sö dông hiÖu qu¶ c¸c kªnh v« tuyÕn b»ng c¸ch t¹o ra kh¶ n¨ng cho nhiÒu ®Çu cuèi sö dông chung nhiÒu kªnh v« tuyÕn trong mét « v« tuyÕn. - Sö dông l¹i tÇn sè ®· dïng trong mét « vµo mét « v« tuyÕn b»ng c¸ch gi÷ c¸c « nµy c¸ch nhau lín h¬n mét kho¶ng c¸ch nhÊt ®Þnh. Cùc tiÓu ho¸ kÝch th­íc «. 3.1.2. Sù t¸i sö dông tÇn sè trªn m¹ng 3.1.2.1. C¬ së lÝ thuyÕt Nguyªn lÝ c¬ së khi thiÕt kÕ c¸c hÖ thèng tæ ong lµ c¸c mÉu ®­îc gäi lµ c¸c mÉu sö dông l¹i t©n sè. Theo ®Þnh nghÜa th× mÉu sö dông l¹i tÇn sè lµ sö dông c¸c kªnh v« tuyÕn trªn cïng mét tÇn sè mang ®Ó phñ cho c¸c vïng ®Þa lÝ kh¸c nhau. C¸c vïng nµy ph¶i ®­îc c¸ch nhau ë cù li ®ñ lín ®Ó mäi nhiÔu giao thoa ®ång kªnh chÊp nhËn ®­îc. NÕu cã thÓ biÕt tr­íc, mét « ®Æc biÖt sÏ sö dông nh÷ng kªnh mµ còng ®­îc dïng trong nh÷ng « kh¸c, t¹i mét kho¶ng c¸ch sö dông l¹i. §iÒu nµy cã nghÜa lµ nh÷ng « mµ sÏ ¶nh h­ëng bëi sù nhiÔu cña mét hÖ thèng kªnh tõ « kh¸c sö dông cïng nh÷ng kªnh nµy. Tãm l¹i møc ®é bao phñ c¬ b¶n ®­îc giíi h¹n bëi ®iÒu nµy nhiÒu h¬n nhiÒu tõ tÝn hiÖu tr­êng ngoµi. Mét vÊn ®Ò trong thiÕt kÕ hÖ thèng Cellular lµ ®iÒu khiÓn nhiÔu nµy ®Õn møc ®é chÊp nhËn ®­îc. Nã cã thÓ lµm ®­îc b»ng sù ®iÒu khiÓn kho¶ng c¸ch t¸i sö dông kªnh. Khi kho¶ng c¸ch nµy cµng lín suy ra møc ®é nhiÔu cµng Ýt. Møc ®é tÝn hiÖu thu ®­îc C cña sãng mang mong muèn sÏ cao h¬n møc ®é nhiÔu I cña tÊt c¶ c¸c kªnh vµ møc ®é nhiÔu A cña c¸c kªnh l©n cËn. Sù ho¹t ®éng cña tÝn hiÖu thu mong muèn sÏ cao h¬n sù ho¹t ®éng cña tÝn hiÖu ph¶n x¹ R. Nh÷ng gi¸ trÞ ®­îc tiÕn cö hÖ thèng GSM lµ : C/A> -9 dB ; C/I³ 10dB. C/A: Khi 1 tÇn sè ®­îc t¸i sö dông nh­ m« h×nh 3/9 th× mét sè n¨ng l­îng cña tÇn sè l©n cËn sÏ lät ra ngoµi « phôc vô vµ lµ nguyªn nh©n nhiÔu. Sù liªn hÖ gi÷a tÝn hiÖu nhiÔu vµ tÝn hiÖu h÷u Ých lµ tØ sè C/A. 3.2. Sù ph©n chia «. §iÒu râ rµng lµ mét cell víi kÝch th­íc nhá th× dung l­îng th«ng tin cµng t¨ng. Tuy nhiªn, kÝch th­íc nhá ®i cã nghÜa lµ cÇn phi cã nhiÒu tr¹m gèc h¬n vµ nh­ thÕ chi phÝ cho hÖ thèng l¾p ®Æt tr¹m còng cao h¬n. Khi hÖ thèng b¾t ®­îc sö dông sè thuª bao cßn thÊp, ®Ó tèi ­u th× kÝch th­íc cell ph¶i lín. Nh­ng khi dung l­îng hÖ thèng t¨ng th× kÝch th­íc cell còng ph¶i gi¶m ®i ®Ó ®¸p øng víi dung l­îng míi. Ph­¬ng ph¸p nµy gäi lµ chia cell. Tuy nhiªn, kÝch th­íc cell nhá h¬n tøc lµ cÇn ph¶i thªm nhiÒu tr¹m gèc h¬n, chi phÝ sÏ cao h¬n. §øng trªn quan ®iÓm kinh tÕ, viÖc ho¹ch ®Þnh cell ph¶i ®¶m b¶o chÊt l­îng hÖ thèng khi sè thuª bao t¨ng lªn, ®ång thêi chi phÝ ph¶i lµ thÊp nhÊt. §Ó ®¸p øng ®­îc yªu cÇu nµy ph­¬ng ph¸p ®Ó gi¶m kÝch th­íc cell ®­îc gäi lµ t¸ch cell (cell split). Theo ph­¬ng ph¸p nµy viÖc ho¹ch ®Þnh ®­îc chia thµnh c¸c 3 giai ®o¹n sau. 3.2.1. Giai ®o¹n 0 H×nh 3.1 . C¸c omni cell ban ®Çu Khi m¹ng l­íi míi ®­îc thiÕt lËp, l­u l­îng cßn thÊp, sè l­îng ®µi ph¸t cßn Ýt m¹ng th­êng sö dông c¸c “omni cell” víi c¸c anten v« h­íng, ph¹m vi phñ sãng réng. 3.2.2. Giai ®o¹n 1 Khi m¹ng ®­îc më réng, dung l­îg sÏ t¨ng lªn, ®Ó ®¸p øng ®­îc ®iÒu nµy ph¶i dïng nhiÒu sãng mang h¬n hoÆc sö dông l¹i nh÷ng sãng mang ®· cã mét c¸ch th­êng xuyªn h¬n. H×nh 3.2.Chia cell giai ®o¹n 1 Mäi sù thay ®æi trong quy ho¹ch cÊu tróc tÇn sè ph¶i g¾n liÒn víi viÖc quan t©m tíi tØ sè C/I. C¸c tÇn sè kh«ng thÓ ®­îc Ên ®Þnh mét c¸ch ngÉu nhiªn cho c¸c cell. §Ó thùc hiÖn ®­îc ®iÒu nµy, ph­¬ng ph¸p phæ biÕn lµ chia cell theo thø tù. H×nh 3…. Trªn cho chóng ta thÊy nh÷ng vÞ trÝ lóc ®Çu cña BTS khi mang anten v« h­íng cã thÓ ®­îc sö dông b»ng c¸ch thay vµo ®ã lµ c¸c anten cã h­íng. Khi ®ã, mçi vÞ trÝ nµy cã thÓ phôc vô ®­îc 3 cell míi, nh÷ng cell nµy nhá h¬n vµ cã 3 anten ®Þnh h­íng ®Æt ë vÞ trÝ nµy, gãc gi÷a c¸c anten lµ 1200. §iÒu nµy cã thÓ gäi lµ Sector ho¸ cell.Nh­ng trong GSM lai ®­îc sö dông nh­ mét c¸ch t¹o ra vÞ trÝ 3 cell víi viÖc sö dông anten rÎ qu¹t. ViÖc chia cell 1:3 cã thÓ ®­îc tiÕp tôc víi ph­¬ng ph¸p ®­îc chØ ra trong h×nh vÏ. Nh÷ng vÞ trÝ hiÖn t¹i vÉn ®­îc gi÷ nguyªn, nh­ng anten cÇn cÇn quay ®i so víi lóc ®Çu mét gãc 300 (anticlockwise) ®Ó thÝch hîp víi nh÷ng mÉu míi. Nh÷ng vÞ trÝ míi ph¶i ®­îc thiÕt lËp. HiÖu qu¶ chung sÏ lµm ciÖc t¸i sö dông tÇn sè sÏ t¨ng gÊp 3 lÇn vµ do ®ã l­u l­îng trong khu vùc nµy còng t¨ng gÊp 3 lÇn. Lîi Ých r· rµng lµ chia 3 liªn tôc ®· lµm t¨ng sè l­îng siter. C«ng viÖc nµy cßn cã thÓ ®­îc gäi lµ chia 1 thµnh 3 cell con vµ sè l­îng cell vµ sè lÇn sö dông l¹i tÇn sè cña m¹ng sÏ lªn nhê cã thªm vÞ trÝ míi. 3.2.3. Giai ®o¹n 2 §©y lµ qu¸ tr×nh 1 cell t¸ch thµnh 4. H×nh vÏ cho chóng ta thÊy mét ph­¬ng ph¸p kh¶ thi kh¸c ®ã lµ ph­¬ng ph¸p 1 t¸ch thµnh 4 (1:4). TÊt c¶ c¸c vÞ trÝ hiÖn t¹i ®ang ®­îc sö dông kh«ng cÇn chØnh l¹i anten. §iÒu nµy lµm t¨ng gÊp 4 lÇn viÖc sö dông l¹i tÇn sè vµ dung l­îng hÖ thèng . B©y giê ta h·y xem mét vÝ dô ®Ó thÊy ®­îc sù t¨ng dung l­îng khi thu hÑp kÝch th­íc cell. Gi¶ thiÕt r»ng hÖ thèng cã 24 tÇn sè vµ chóng ta b¾t ®Çu tõ côm 7 cell c¸ b¸n kÝnh cùc ®¹i 14Km. Sau ®ã, chóng ta thùc hiÖn c¸c giai ®o¹n 1 t¸ch 3 vµ 1 t¸ch 4. Còng gi¶ thiÕt r»ng mét thuª bao cã l­u l­îng 0,02 Erlang víi møc ®é phôc vô GoS =5%. Víi 24 tÇn sè kªnh mµ hÖ thèng cã tÊt c¶ lµ: 24x8=192 kªnh Trong giai ®o¹n thø nhÊt, khi 1 côm (sè nhãm tÇn sè) lµ N =7, th× sè kªnh l­u l­îng TCH cho mçi cell lµ: (192 – 2x7)/7= 25 TCH Trong giai ®o¹n tiÕp theo, khi mét côm cã N=21. Sè kªnh l­u l­îng cho mçi cell lµ: (192 – 21 )/21 = 171/21=8 TCH Trong giai ®o¹n thø nhÊt, ta ph¶i sö dông 2 kªnh cho viÖc ®iÒu khiÓn. Trong c¸c giai ®o¹n tiÕp theo ta chØ dµnh 1 kªnh cho viÖc ®iÒu khiÓn lµ ®ñ. C¨n cø b¶ng Erlang ta sÏ cã b¶ng thèng kª mËt ®é l­u l­îng qua c¸c b­íc t¸ch cell nh­ sau: Giai ®o¹n B¸n kÝnh « (km) N TCH/mét « Ph¹m vi «(km2) Sè thuª bao/1 « Sè thuª bao/km2 HiÖu qu¶ trung kÕ 0 14 7 25 499.2 999 2.0 0.76 1 6 21 8 166.4 227 1.4 0.54 2 4 21 8 41.6 227 5.5 0.54 3 2 21 8 10.4 227 21.8 0.54 Tõ b¶ng ta thÊy, trong lÇn t¸ch thø nhÊt dung l­îng bÞ gi¶m (sè thuª bao gi¶m tõ 2 xuèng 1.4/ km) lµ do hiÖu xuÊt trung kÕ bÞ gi¶m khi sè kªnh trªn 1 cell Ýt ®i. Tuy nhiªn, ®©y lµ mét b­íc kh«ng thÓ thiÕu ®­îc ®Ó thùc hiÖn c¸c b­íc tiÕp theo. §èi víi c¸c b­íc tiÕp theo lµ quy tr×nh 1 t¸ch 4, b¸n kÝnh cell gi¶m 2 lÇn, nh­ng dung l­îng t¨ng 4 lÇn. Nh­ vËy ta thÊy r»ng biªn ph¸p “cell split” lµm gi¶m kÝch th­íc cña cell. Nh­ng còng lµm t¨ng dông l­îng cña hÖ thèng, biÖn ph¸p nµy ph¶i ®­îc ¸p dông theo tõng giai ®o¹n ph¸t triÓn cña m¹ng. Tuy nhiªn, biÖn ph¸p nµy còng cã h¹n chÕ bëi kÝch th­íc cell còng cã giíi h¹n(giíi h¹n trªn lµ do c«ng suÊt bøc x¹ cña BTS vµ MS cã h¹n, giíi h¹n d­íi lµ do vÊn ®Ò nhiÔu). §ång thêi viÖc l¾p c¸c vÞ trÝ tr¹m míi ®ßi hái kinh phÝ lín, viÖc kh¶o s¸t ®Ó chän ®­îc nh­ng vÞ trÝ thÝch hîp còng gÆp nhiÒu khã kh¨n (nhµ tr¹m mÆt ®¸t thiÕt bÞ, x©y dùng cét anten, m¹ng ®iÖn l­íi thuËn tiÖn…) §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò dung l­îng ë nh÷ng khu vùc cã mËt ®é rÊt cao mµ c¸c biÖn ph¸p trªn kh«ng thÓ gi¶i quyÕt ®­îc, th× viÖc sö dông c¸c “minicell” vµ c¸c “microcell” sÏ trë nªn phæ biÕn víi ph¹m vi phñ sãng nhá, c«ng suÊt bøc x¹ cña BTS (th­êng lµ c¸c tr¹m Repeater) thÊp. 3.3. MÉu sö dông l¹i tÇn sè ë giai ®o¹n ®Çu cña viÖc quy ho¹ch tÇn sè , ng­êi ta chia vïng ®Þa lý thµnh c¸c côm « cã cÊu tróc gièng nhau vµ ph©n bè sãng mang trong c¸c côm « sao cho mçi « trong côm nµy sö dông cïng c¸c tÇn sè sãng mang nh­ « t­¬ng øng ë c¸c côm kh¸c . C¸c côm « nµy ®­îc gäi lµ mÉu t¸i sö dông tÇn sè . Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c « sö dông cïng tÇn sè ®­îc gäi lµ kho¶ng c¸ch t¸i sö dông tÇn sè . Víi R lµ b¸n kÝnh Cell sö dông l¹i tÇn sè vµ D lµ kho¶ng c¸ch gi÷a 2 cell sö dông chung tÇn sè, ®Ó h¹n chÕ tû sè C/I th× ph¶i tho¶ m·n: Tæng qu¸t kho¶ng c¸ch nµy ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: Dreuse = R Trong ®ã : D lµ kho¶ng c¸ch t¸i sö dông tÇn sè , R lµ b¸n kÝnh « , N lµ kÝch cì côm b»ng sè « ë côm. D R A B C E E F G H H×nh 3-3: MÉu sö dông l¹i tÇn sè Trong m¹ng th«ng tin di ®éng cã 3 mÉu sö dông l¹i tÇn sè nh­ sau: * MÉu 3/9 : D = 5,2R * MÉu 4/12 : D = 6R * MÉu 7/21 : D =7,9R DiÖn tÝch vïng phñ sãng cña 1 « : S = 2,6.R2 M¹ng GSM cña Vinaphone sö dông mÉu 4/12 - M« h×nh 3/9: Sö dông nhãm 9 tÇn sè trong mét mÉu sö dông l¹i tÇn sè 3 ®µi. - M« h×nh 4/12: Sö dông nhãm 12 tÇn sè trong 1 mÉu sö dông l¹i tÇn sè 4 ®µi. - M« h×nh 7/12: Sö dông nhãm 21 tÇn sè trong 1 mÉu sö dông l¹i tÇn sè 7 ®µi. B1 B3 B2 A1 A3 A2 B11 B3 B2 A1 A1 A3 A2 B1 B2 C1 C2 C3 B3 A1 A3 A2 . MÉu « 3/9 H×nh 3-4: M« h×nh sö dông l¹i tÇn sè 3/9. HÖ thèng GSM ®¶m b¶o cho phÐp nhiÔu ®ång kªnh cao h¬n , nªn cã thÓ quy ho¹ch m¹ng víi c¸c mÉu sö dông l¹i tÇn sè mµ kh«ng thÓ quy ho¹ch ë c¸c hÖ thèng t­¬ng tù. cã thÓ sö dông mÉu 3/9 víi nh¶y tÇn vµ thËm chÝ cã thÓ kh«ng nh¶y tÇn nÕu thùc hiÖn mét c¸ch cÈn thËn . §iÒu nµy vÉn ch­a ®­îc kiÓm tra vµ cã c¸c hËu qu¶ nghiªm träng , gi¶m thÊp ng­ìng C/I danh ®Þnh ®èi víi GSM vµ c¸c hÖ thèng t­¬ng tù vÉn cÇn ph¶i nãi ®Õn . MÉu « 4/12 C3 C2 A1 A3 A2 B1 B3 B2 D1 D3 D2 B3 B2 C1 C3 C2 C1 C3 C2 B1 B3 B2 A1 A3 A2 D1 D3 D2 C1 B1 H×nh 3-5 : M« h×nh sö dông l¹i tÇn sè 4/12. . MÉu « 7/21 E1 E3 E2 F1 F3 F2 C1 C3 C2 G1 G3 G2 B1 B3 B2 D1 D3 D2 A1 A3 A2 E1 E3 E2 C1 C3 C2 D1 D3 D2 Sö dông c¸c nhãm 21 tÇn sè , trong mét mÉu sö dông l¹i tÇn sè 7 ®µi H×nh 3.7: Quy ®Þnh nhãm tÇn sè cho c¸c mÉu t¸i sö dông tÇn sè . Quy ®Þnh nhãm sö dông tÇn sè cho c¸c mÉu t¸i sö dông tÇn sè ®­îc cho ë h×nh vÏ 2-8. C¸c « ®­îc nhãm l¹i trong mét mÉu lÆp cô thÓ hay cßn gäi lµ cluster. c¸c sãng mang h÷u tuyÕn ®­îc ph¸t ®i gi÷a c¸c « cña cluster theo mét c¸ch thøc cã hÖ thèng. Mçi cluster sö dông l¹i cïng tÇn sè sãng mang v« tuyÕn ®· ®­îc Ên ®Þnh . Sö dông c¸c cluster nhá ®¶m b¶o cho dung l­îng cña vñng phôc vô cao cho c¸c tÇn sè th­êng xuyªn ®­îc sö dông l¹i .Tuy nhiªn tû lÖ C/I thÊp. C¸c cluster réng ®¶n b¶o ®­îc tû sè C/I tèt h¬n nh­ng dông l­îng l¹i thÊp . Sè l­îng thuª bao Ýt do c¸c tÇn sè kh«ng ®­îc sö dông l¹i mét c¸ch th­êng xuyªn . MÆt thuËn lîi cña hÖ thèng GSM lµ kh¶ n¨ng lµm viÖc víi gi¸ trÞ C/I thÊp do cã giao diÖn v« tuyÕn sè. Nãi chung c¸c mÉu sö dông l¹i tÇn sè cho GSM lµ 3/9, 4/12 , 7/21. MÉu 4/12 bao gåm 4 site, 12 «, mçi site phôc vô cho 3 «. M¹ng nµy phï hîp víi mËt ®é trung b×nh , Ýt nhµ cao tÇng . Kho¶ng c¸ch sö dông cho mÉu nµy lµ D = 6R gi¸ trÞ nµy lín h¬n mÉu 3/9. Do vËy gi¶m ®­îc nhiÔu ®ång kªnh vµ nhiÔu l©n cËn . Tuy nhiªn dông l­îng nhá h¬n . VÝ dô : mÉu « 3/9 cho ë (h×nh 2-5) MÉu « 3/9 gåm 3 site, mçi site phñ sãng 3 «. B¶ng 2.1 VÝ dô ph©n bè 24 tÇn sè cho s¬ ®å 3/9 C¸c nhãm tÇn sè A1 B1 C1 A2 B2 C2 A3 B3 C3 C¸c kªnh 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Nh×n vµo h×nh vÏ vµ b¶ng ph©n bè tÇn sè ta thÊy 2 « gÇn nhau c¸ch nhau Ýt nhÊt lµ 1 kªnh . VÝ dô « C2 vµ « B3. C¸c kªnh trong cïng mét « c¸ch nhau 9 kªnh . MÉu 3/9 cã tÇn sè trong cïng 1 « lín , kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tÇn sè nhá h¬n so víi viÖc sö dông mÉu 4/12. Kh¶ n¨ng nhiÔu ®ång kªnh vµ nhiÔu l©n cËn cao . MÉu nµy ®­îc ¸p dông cho vïng mËt ®é thuª bao cao , kÝch th­íc « nhá. TÇn sè sãng mang ®­îc sö dông l¹i ë tÊt c¶ c¸c « . Tuy nhiªn do nhiÔu ®ång kªnh ®Ó sö dông l¹i tÇn sè mµ vÉn ®¶m b¶o tû lÖ C/I ®ßi hái ph¶i cã mét kho¶ng c¸ch nhÊt ®Þnh nh­ (h×nh 2-4) KÝch th­íc « nhá cã ®iÓm thuËn lîi lµ sè sãng mang lín tÇn sè sãng mang ®­îc sö dông l¹i nhiÒu do ®ã dông l­îng cña hÖ thèng cao . Tuy nhiªn tû lÖ C/I thÊp. Ng­îc l¹i kÝch th­íc « lín th× sè sãng mang l¹i nhá , sö dông l¹i tÇn sè Ýt, dung l­îng cña hÖ thèng thÊp nh­ng tû lÖ C/I cao. * ChØ ®Þnh kªnh cho mÉu sö dông l¹i tÇn sè: Nguyªn t¾c chØ ®Þnh kªnh cho c¸c mÉu sö dông l¹i tÇn sè lµ c¸c tÇn sè sãng mang trong cïng 1 BTS ph¶i c¸ch nhau M sãng mang vµ c¸c tÇn sè trong cïng 1 tr¹m (site) hay cïng vÞ trÝ ph¶i c¸ch nhau N sãng mang. Do b¨ng tÇn cña GSM lµ h¹n chÕ do ®ã c¸c nguyªn t¾c trªn dÉn ®Õn sè sãng mang trong 1 Cell lµ h¹n chÕ lµm gi¶m kh¶ n¨ng phôc vô cña Cell. D­íi ®©y lµ b¶ng chØ ®Þnh cho mÉu 4/12. Nhãm c¸c tÇn sè A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2 A3 B3 C3 D3 C¸c kªnh 1 13 25 2 14 26 3 15 27 4 16 28 5 17 29 6 18 . 7 19 . 8 20 . 9 21 10 22 11 23 12 24 B¶ng 2-2: ChØ ®Þnh tÇn sè cho c¸c kªnh NhËn xÐt: MÉu 4/12 dïng nhãm 12 tÇn sè: A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3, D1, D2, D3. Trong ®ã ®­îc phÐp sö dông l¹i 4 ®µi (Site): A, B, C, D. VÝ dô: TÇn sè 1 vµ 13 ë cell A1 c¸ch nhau 12 sãng mang. TÇn sè 1 vµ 5 ë Site A c¸ch nhau 4 sãng mang. * Kh¶ n¨ng ¸p dông: - M« h×nh 3/9: Sè sãng mang trong cïng 1 Cell lµ t­¬ng ®èi lín, tuy nhiªn kho¶ng c¸ch d¶i tÇn gi÷a c¸c sãng mang lµ nhá do ®ã cã nhiÒu kh¶ n¨ng g©y nhiÔu ®ång kªnh C/I vµ nhiÔu kªnh l©n cËn C/A. Kh¶ n¨ng ¸p dông cho nh÷ng vïng mËt ®é m¸y di ®éng cao, kÝch th­íc Cell nhá nh­ng vïng phñ sãng ph¶i dÔ dµng ®Ó tr¸nh c¸c nhiÔu pha ®inh. M« h×nh nµy phï hîp phôc vô Indoor cho c¸c khu nhµ cao tÇng. - M« h×nh 4/12: Sè kªnh trong 1 Cell nhá h¬n do ®ã sö dông cho c¸c vïng mËt ®é trung b×nh. C¸c vÊn ®Ò nhiÔu ®ång kªnh ë ®©y kh«ng ®¸ng ng¹i. M« h×nh nµy cã thÓ cho phÐp më réng kÝch th­íc cell phï hîp víi mËt ®é trung b×nh vµ Ýt nhµ cao tÇng. Cã thÓ phôc vô Indoor vµ Incar. 3.4. Ph©n bè tÇn sè GSM. Trong th«ng tin di ®éng GSM sù ph©n bè tÇn sè ®­îc quy ®Þnh n»m trong d¶i tÇn 890 ®Õn 960 MHz víi bè trÝ c¸c kªnh tÇn sè nh­ sau: fL = 890MHz + (0,2MHz).n n = 0,1,2,3,...,124 fU = fL + 45MHz Bao gåm 125 kªnh ®¸nh sè tõ 0 ®Õn 124, kªnh 0 dµnh cho kho¶ng b¶o vÖ nªn kh«ng sö dông. Trong ®ã fL lµ tÇn sè ë b¸n b¨ng tÇn thÊp dµnh cho ®­êng lªn (tõ tr¹m di ®éng ®Õn tr¹m BTS), fU lµ tÇn sè ë b¸n b¨ng tÇn cao dµnh cho ®­êng xuèng (tõ BTS ®Õn tr¹m di ®éng ). Nh­ vËy ta thÊy d¶i tÇn sè cña m¹ng GSM lµ cã h¹n . Muèn t¨ng dung l­îng trong m¹ng nµy hay nãi c¸ch kh¸c lµ më réng dung l­îng trong m¹ng ta ph¶i cã c¸c gi¶i ph¸p thÝch hîp vµ thùc tÕ. §Ó ®¶m b¶o sao cho phï hîp víi t×nh thùc tiÔn , ®¶m b¶o vÒ mÆt kü thuËt , chÊt l­îng th«ng tin ...®¹t ®­îc hiÖu qu¶ sö dung cao nhÊt víi b¨ng tÇn ®­îc cÊp ph¸t . §iÒu nµy trë thµnh mét yÕu tè quan träng ¶nh h­ëng ®Õn gi¸ thµnh dÞch vô . 3.5. C¸c tr­êng hîp vµ thñ tôc th«ng tin 3.5.1. Tæng quan Tr­íc khi kh¶o s¸t c¸c thñ tôc th«ng tin kh¸c nhau, h·y kh¶o s¸t c¸c t×nh huèng ®Æc biÖt cña 1 PLMN cã tÊt c¶ c¸c thuª bao di ®éng, v× thÕ ta quan s¸t MS ë mét sè t×nh huèng sau: - T¾t m¸y: M¹ng sÏ kh«ng thÓ tiÕp cËn ®Õn m¸y v× MS kh«ng tr¶ lêi th«ng b¸o t×m gäi. Nã sÏ kh«ng b¸o cho hÖ thèng vÒ vïng ®Þnh vÞ (nÕu cã) vµ MS sÏ ®­îc coi lµ rêi m¹ng. - MS bËt m¸y, tr¹ng th¸i rçi: HÖ thèng cã thÓ t×m gäi MS thµnh c«ng, MS ®­îc coi lµ nhËp m¹ng. Trong khi chuyÓn ®éng, MS lu«n kiÓm tra r»ng nã ®­îc nèi ®Õn mét kªnh qu¶ng b¸ ®­îc thu ph¸t tèt nhÊt. Qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ l­u ®éng(Roaming). MS cÇn th«ng b¸o cho hÖ thèng vÒ c¸c thay ®æi vïng ®Þnh vÞ, qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ cËp nhËt vÞ trÝ. - MS bËn: M¹ng v« tuyÕn cã mét kªnh th«ng tin (kªnh tiÕng) dµnh cho luång sè liÖu tíi vµ tõ MS trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng MS ph¶i cã kh¶ n¨ng chuyÓn ®Õn mét kªnh th«ng tin kh¸c. Qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ chuyÓn giao (Handover). §Ó quyÕt ®Þnh chuyÓn giao hÖ thèng ph¶i diÔn gi¶i th«ng tin nhËn ®uîc tõ MS vµ BTS. Qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ ®Þnh vÞ. 3.5.2. L­u ®éng vµ cËp nhËt vÞ trÝ: Coi r»ng MS ë tr¹ng th¸i tÝch cùc, rçi vµ ®ang chuyÓn ®éng theo mét ph­¬ng liªn tôc MS ®­îc kho¸ ®Õn mét tÇn sè v« tuyÕn nhÊt ®Þnh cã CCCH vµ BCH ë TSo. Khi MS rêi xa BTS nèi víi nã c­êng ®é tÝn hiÖu sÏ gi¶m. ë mét thêi ®iÓm nµo ®ã kh«ng xa biªn giíi lý thuyÕt gi÷a hai « l©n cËn nhau c­êng ®é tíi møc mµ MS quyÕt ®Þnh chuyÓn ®Õn mét tÇn sè míi thuéc mét trong c¸c « l©n cËn nã. §Ó chän tÇn sè tèt nhÊt nã liªn tôc ®o c­êng ®é tÝn hiÖu cña tõng tÇn sè trong sè tÇn sè nhÊt ®Þnh cña « l©n cËn. Th­êng MS ph¶i t×m ®­îc tÇn sè BCH/CCCH tõ BTS cã c­êng ®é tÝn hiÖu tèt h¬n tÇn sè cò. Sau khi tù kho¸ ®Õn tÇn sè míi nµy, MS tiÕp tôc nhËn th«ng bao t×m gäi c¸c th«ng b¸o qu¶ng b¸ chõng nµo tÝn hiÖu cña tÇn sè míi vÉn ®ñ tèt. QuyÕt ®Þnh viÖc thay ®æi tÇn sè BCH/CCCH sÏ ®­îc thùc hiÖn mµ kh«ng cÇn th«ng b¸o cho m¹ng. NghÜa lµ m¹ng mÆt ®Êt kh«ng tham gia vµ qu¸ tr×nh nµy. Kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng v« ®Þnh ®ång thêi víi viÖc thay ®æi nèi th«ng MS ë giao tiÕp v« tuyÕn t¹i thêi ®iÓm cÇn thiÕt ®Ó ®¶m b¶o chÊt l­îng thu ®­îc gäi lµ l­u ®éng “Roaming”.  - Khi MS chuyÓn ®éng ®Õn gi÷a hai cell thuéc 2 BTS kh¸c nhau: Ta biÕt r»ng MS kh«ng hÒ biÕt cÊu h×nh cña m¹ng chøa nã. §Ó göi cho MS th«ng tin vÒ vÞ trÝ chÝnh x¸c cña nã hÖ thèng göi ®i nhËn d¹ng vïng ®Þnh vÞ (LAI) liªn tôc ë giao tiÕp v« tuyÕn b»ng BCCH. Khi ®i vµo cell thuéc BSC kh¸c MS sÏ nhËn thÊy vïng míi b»ng c¸ch thu BCCH. V× th«ng tin vÒ vÞ trÝ cã tÇm quan träng lín nªn m¹ng ph¶i th«ng b¸o vÒ sù thay ®æi nµy, ë ®iÖn tho¹i di ®éng qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ “ ®¨ng ký c­ìng bøc”. MS kh«ng cßn c¸ch nµo kh¸c lµ ph¶i cè g¾ng th©m nhËp vµo m¹ng ®Ó cËp nhËt vÞ trÝ cña m×nh ë MSC/VLR. Qu¸ tr×nh nµy ®­îc gäi lµ cËp nhËt vÞ trÝ. Sau khi ®· ph¸t vÞ trÝ míi cña m×nh lªn m¹ng, MS tiÕp tôc chuyÓn ®éng ë trong vïng míi nh­ ®· m« t¶ ë trªn. - Khi MS chuyÓn ®éng gi÷a hai vïng phôc vô kh¸c nhau: Trong tr­êng hîp cã mét cuéc gäi vµo cho MS, viÖc chuyÓn tõ mét vïng phôc vô MSC/VLR nµy sang mét vïng phôc vô MSC/VLR kh¸c cã nghÜa lµ tuyÕn th«ng tin ®i qua m¹ng còng sÏ kh¸c. §Ó t×m ®­îc ®Þnh tuyÕn ®óng, hÖ thèng ph¶i tham kh¶o bé ghi ®Þnh vÞ th­êng tró HLR v× thÕ MSC/VLR sÏ ph¶i cËp nhËt HLR vÒ vÞ trÝ cña MSC/VLR cho MS cña chóng ta. Qu¸ tr×nh cËp nhËt vÞ trÝ nh­ sau: MSC HLR VLR MSC VLR (5) xo¸ vÞ trÝ (6) tiÕp nhËn xo¸ (2) Yªu cÇu cËp nhËt vÞ trÝ (3) tiÕp nhËn vÞ trÝ (1) Yªu cÇu nhËt vÞ trÝ (4) C«ng nhËn cËp nhËt vÞ trÝ Sau khi cËp nhËt vÞ trÝ thµnh c«ng ë HLR hÖ thèng sÏ huû bá vÞ trÝ cò, HLR th«ng b¸o huû bá vÞ trÝ cho tæng ®µi MSC/VLR cò ®Ó xo¸ vÞ trÝ cò cña MS cã liªn quan. 3.5.3. Thñ tôc nhËp m¹ng ®¨ng ký lÇn ®Çu Khi MS bËt m¸y nã sÏ quÐt giao tiÕp v« tuyÕn ®Ó t×m ra tÇn sè ®óng, tÇn sè mµ MS t×m kiÕm sÏ chøa th«ng tin qu¶ng b¸ còng nh­ BCH/CCCH cã thÓ cã. MS tù kho¸ ®Õn tÇn sè ®óng nhê viÖc hiÖu chØnh tÇn sè thu vµ th«ng tin ®ång bé. V× ®©y lµ lÇn ®Çu MS sö dông nªn phÇn m¹ng chÞu tr¸ch nhiÖm xö lý th«ng tin tíi tõ MS hoµn toµn kh«ng cã th«ng tin vÒ MS nµy, MS kh«ng cã chØ thÞ nµo vÒ nhËn d¹ng vïng ®Þnh vÞ míi. Khi MS cè g¾ng th©m nhËp tíi m¹ng vµ th«ng b¸o víi hÖ thèng r»ng nã lµ MS míi ë vïng ®Þnh vÞ nµy b»ng c¸ch göi ®i mét th«ng b¸o “ CËp nhËt vÞ trÝ m¹ng” ®Õn MSC/VLR. Tõ giê trë ®i MSC/VLR sÏ coi r»ng MS ho¹t ®éng vµ ®¸nh dÊu tr­êng d÷ liÖu cña MS nµy b»ng 1 cê “nhËp m¹ng” cê nµy liªn quan ®Õn IMSI. 3.5.4. Thñ tôc rêi m¹ng Thñ tôc rêi m¹ng liªn quan ®Õn IMSI. Thñ tôc rêi m¹ng cña IMSI cho phÐp th«ng b¸o víi m¹ng r»ng thuª bao di ®éng sÏ t¾t nguån, lóc nµy t×m gäi MS b»ng th«ng b¸o t×m gäi sÏ kh«ng x¶y ra. Mét MS ë tr¹ng th¸i ho¹t ®éng ®­îc ®¸nh dÊu lµ “®· nhËp m¹ng”. Khi t¾t nguån MS göi th«ng b¸o cuèi cïng ®Õn m¹ng, th«ng b¸o nµy chøa yªu cÇu thñ tôc rêi m¹ng. Khi thu ®­îc th«ng b¸o rêi m¹ng MSC/VLR ®¸nh dÊu cê IMSI ®· rêi m¹ng t­¬ng øng. 3.5.5. T×m gäi Cuéc gäi ®Õn MS ®­îc ®Þnh tuyÕn ®Õn MSC/VLR n¬i MS ®¨ng ký. Khi ®ã MSC/VLR sÏ göi ®i mét th«ng b¸o t×m gäi ®Õn MS, th«ng b¸o nµy ®­îc ph¸t qu¶ng b¸ trªn toµn bé vïng ®Þnh vÞ LA nghÜa lµ tÊt c¶ c¸c BTS trong LA sÏ göi th«ng b¸o t×m gäi MS. Khi chuyÓn ®éng ë LA vµ “nghe” th«ng tin CCCH MS sÏ “nghe thÊy” th«ng b¸o t×m gäi vµ tr¶ lêi ngay lËp tøc. 3.5.6. Gäi tõ MS Gi¶ sö MS rçi vµ muèn thiÕt lËp mét cuéc gäi, thuª bao nµy sÏ quay tÊt c¶ c¸c ch÷ sè cña thuª bao bÞ gäi vµ b¾t ®Çu thñ tôc nµy b»ng c¸ch Ên phÝm “ph¸t” . Khi nµy MS göi ®i mét th«ng b¸o ®Çu tiªn ®Õn m¹ng b»ng CCCH ®Ó yªu cÇu th©m nhËp . Tr­íc hÕt MSC/VLR sÏ giµnh riªng cho MS mét kªnh riªng, kiÓm tra thÓ lo¹i cña thuª bao bÞ gäi vµ ®¸nh dÊu thuª bao nµy ë tr¹ng th¸i bËn. NÕu thuª bao gäi ®­îc phÐp sö dông m¹ng MSC/VLR sÏ c«ng nhËn yªu cÇu th©m nhËp. B©y giê MS sÏ göi ®i mét th«ng b¸o ®Ó thiÕt lËp cuéc gäi, tuú theo thuª bao bÞ gäi lµ cè ®Þnh hay di ®éng sè cña nã sÏ ®­îc ph©n tÝch trùc tiÕp ë MSC/VLR hoÆc göi ®Õn mét tæng ®µi chuyÓn tiÕp cña m¹ng PSTN cè ®Þnh. Ngay khi ®­êng nèi ®Õn thuª bao bÞ gäi ®· s½n sµng th«ng b¸o thiÕt lËp cuéc gäi sÏ ®­îc c«ng nhËn, MS còng sÏ ®­îc chuyÓn ®Õn mét kªnh th«ng tin riªng. B©y giê tÝn hiÖu cuèi._.