Do an tong hop (1)

2,816 views

Published on

0 Comments
3 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
2,816
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
163
Comments
0
Likes
3
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Do an tong hop (1)

  1. 1. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Lời mở đầu Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật,ngành điện tử viễn thông đã có những bước phát triển vuợt bậc. Sản phẩm của nórất đa dạng và phong phú đã từng buớc đáp ứng đuợc như cầu ngày càng cao củacon nguời về thông tin liên lạc trong mọi lĩnh vực đời sống xã hội. Thông tin diđộng là một trong những dịch vụ đáp ứng đuợc nhu cầu ngày càng cao của conngười, nó cho phép con người liên lạc với nhau mọi lúc mợi nơi. Ngay từ khi rađời thông tin di động đã phát triển rất nhanh cả về quy mô và công nghệ. Tínhđến nay đã có hàng trăm triệu thuê bao trên thế giới. Sự tiến bộ của khoa học kỹthuật đã thúc đẩy nền công nghiệp viễn thông phát triển mạnh mẽ từ mạng điệnthoại tương tự sang mạng kỹ thuật số hoàn toàn. Các loại hình dịch vụ ngày càngphát triển vuợt bậc về số lượng cũng như chất lượng. Mạng điện thoại di độngngày càng đóng vai trò quan trọng trên mạng viên thông về tốc độ phát triển thuêbao cũng như doanh thu toàn mạng. Tại Việt Nam,các nhà cung cấp dịch vụ đang sử dụng hai công nghệ làGSM (Global System for Mobile Communication – Hệ thống thông tin di dộngtoàn cầu) với chuẩn TDMA (Time Division Multiple Access – đa truy nhập phânchia theo thời gian) và công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access – đatruy nhập phân chia theo mã ). Các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng hệ thống GSMgồm Mobilephone, Vinaphone, Viettel,.. và các nhà cung cấp dịch vụ di động sửdụng công nghệ CDMA là S-Fone, EVN,…GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 1
  2. 2. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Mạng GSM với những ưu điểm nổi bật : dung lượng lớn, chất lượng kếtnối tốt, tính bảo mật cao,… đã có một chỗ đứng vững chắc trên thị truờng viễnthông thế giới. Ở Việt Nam, khi chúng ta có những máy sử dụng công nghệGSM900 đầu tiên vào năm 1993 đã đánh dấu một bước phát triển vượt bậc vềcông nghệ viễn thông của đất nước. Nối tiếp với thành công đó, các nhà mạng đãđưa ra hàng loạt chương trình khuyến mại, các dịch vụ đi kèm như xem film, tảinhạc, video call,… trên điện thoại di động để tăng chất lượng dịch vụ và làm saođể tăng số lượng thuê bao. Chính vì điều đó đã xảy ra tình trạng nghẽn mạng,chất lượng cuộc gọi kém, sự đầu tư dàn trải không tập trung dẫn đến hao phí trênđường truyền sóng vô tuyến, thiệt hại về kinh tế,…mà nhiễu là một nguyên nhânảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cuộc gọi. Vì vậy việc xử lý nhiễu là thực sựcần thiết. Chính vì những lý do trên mà em chọn đề tài “Mạng thông tin di độngGSM về phương pháp xử lý nhiễu trạm BTS” . Vì trình độ hiểu biết của em có hạn nên bài báo cáo này không thể tránhkhỏi những sai xót, vậy mong thầy cô và các bạn giúp đỡ, đóng góp để em cóthêm những kiến thức bổ ích khi ra trường.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 2
  3. 3. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Bảng kí hiệu các từ viết tắt AUC Authentication Center Trung Tâm Nhận Thực AGCH Access Granted Channel Kênh điều khiển cho phép thâm nhập ARFCN Allocated Radio Frequence Channal Kênh tần số cấp cho sóng vô tuyến BER Bit Error Rate Tốc độ lỗi bit BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc BSC Base Station Center Bộ điều khiển trạm gốc BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BSIC Base Station Identity Code Mã nhận dạng Trạm gốc CEPT Confrence European Postal And Hội bưu chính và viễn Telecommunication Administration thông Châu Âu CDMA Code Division Multiple Accessing Đa truy nhập phân chia theo mã CSPDN Circuit Switching Pulic Mạng số liệu công cộng Data Network chuyển mạch kênh CGI Cell Global Identity Nhận dạng ô toàn cầu CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chungGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 3
  4. 4. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS CBCH Cell Broadcast Channel Kênh quảng bá tế bào CRC Cyclic Redundancy Check Mã kiểm tra theo chu kỳ DL Downlink Đường xuống DTX Discontinuous Tranmission Truyền dẫn không liên tục ETSI European Telecommunication Viện tiêu chuẩn viễn thông Standart Instute Châu Âu EIR Equipment Identification Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số FACCH Fast Associcated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động communication toàn cầu GMSC Gate Mobile Swiching Center Tổng đài cổng HLR Home Location Register Bộ đăng kí định vị thường trú HON Hand Over Number Số chuyển giaoGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 4
  5. 5. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS ISDN Intergrated Service Digital Network Mạng số liệu liên kết đa dịch vụ IMEI International Mobile Số nhận dạng thiết bị di Equipment Identity động quốc tế IMSI International Mobile Nhận dạng thuê bao Subcriber Identity di động quốc tế LAI Location Area Identity Số nhận dạng vùng định vị LMSI Location Mobile Subcriber Identity Số nhận dạng thuê bao cục bộ ME Mobile Equipment Thiết bị di động MS Mobile Station Trạm di động MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSISDNMobile Station ISDN Number Số nhận dạng ISDN máy di động MSRN Mobile Station Roaming Number Số chuyển vùng của thuê bao di động NSS Network Switching Subsystem Phân hệ chuyển mạch OSS Operation and Suport System Trung tâm khai thác và bảo dưỡngGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 5
  6. 6. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS PSPDN Packet Switched Pulic Mạng số liệu công cộng Data Network chuyển mạch gói PSTN Publich Switched Telephone Mạng điện thoại Network chuyển mạch công cộng PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động công cộng mặt đất SIM Subscriber Identity Module Modul nhận dạng thuê bao SCH Synchronzation Channel Kênh điều khiển đồng bộ SACCH Slow Associcated Control Channel Kênh điều khiển liên kết chậm TDMA Time Division Multiple Accessing Đa truy nhập phân chia theo thời gian TMSI Temporary Mobile Số nhận dạng thuê bao Subscriber Identity di động tạm thời TCH Trafic Channel Kênh logic lưu thông TRAU Transcode/Rate Adapter Unit Chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ VLR Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trúGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 6
  7. 7. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS MỤC LỤC Chương I: Tổng quan mạng thông tin di động GSM ........................ 11 I. Tổng quan .................................................................................. 11 II. Giới thiệu mạng thông tin di động GSM .................................. 11 1. Lịch sử mạng thông tin di động GSM ................................. 11 2. Mạng thông tin di động GSM .............................................. 13 III. Cấu trúc mạng thông tin di động GSM .................................... 16 1. Cấu trúc hệ thống ................................................................. 16 2. Chức năng các phần tử trong mạng .................................... 16 2.1 Phân hệ chuyển mạch NSS .......................................... 16 2.1.1.Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC ... 17 2.1.2.Bộ ghi định vị thường trú HLR ............................ 18 2.1.3.Bộ ghi định vị tạm trú VLR .................................. 19 2.1.4.Trung tâm nhận thực AuC.................................... 19 2.1.5.Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR .............................. 19 2.1.6.Trung tâm chuyển mạch cổng GMSC .................. 19 2.2. Phân hệ trạm gốc ......................................................... 20 2.2.1.Trạm thu phát gốc BTS ......................................... 20 2.2.2.Bộ điều khiển trạm gốc BSC ................................. 20 2.3. Hệ thống khai thác và hỗ trợ OSS .............................. 21 2.3.1.Trung tâm quản lý mạng NMC ............................ 21 2.3.2.Trung tâm quản lý và khai thác OMC ................. 22 2.4. Trạm di động MS ......................................................... 22 2.4.1.Thiết bị máy di động ME ...................................... 22GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 7
  8. 8. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS 2.4.2.Module nhận dạng thuê bao SIM ......................... 22 IV. Cấu trúc địa lý mạng của GSM ................................................ 23 1. Vùng phục vụ PLMN ........................................................... 24 2. Vùng phục vụ MSC/VRL ..................................................... 24 3. Vùng định vi LA ................................................................... 25 4. Cell (Tế bào).......................................................................... 25 V. Băng tần sử dụng trong mạng thông tin di động GSM ........... 26 VI. Các loại dịch vụ trong mạng GSM ........................................... 27 1. Dịch vụ thoại ......................................................................... 27 2. Dịch vụ số liệu ....................................................................... 27 3. Dịch vụ bản tin ngắn ............................................................ 28 4. Các dịch vụ phụ .................................................................... 28 VII. Giao thức báo hiệu mạng GSM................................................. 29 1. Giao thức báo hiệu................................................................ 29 1.1. Giao diện A ................................................................. 31 1.2. Giao diện Abis............................................................. 31 1.3. Giao diện Um .............................................................. 32 2. Quá trình thiết lập một cuộc gọi trong mạng GSM ............ 35 2.1. Trạm di động MS thực hiện cuộc gọi ........................ 35 2.2. Trạm di động MS nhận một cuộc gọi ........................ 37 VIII. Kết luận chương ........................................................................ 37 Chương II: Giao diện vô tuyến trong mạng thông tin di động GSM 41 I. Tổng quan ..................................................................................... 41 1. Kênh vật lý ............................................................................ 41GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 8
  9. 9. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS 2. Kênh logic ............................................................................. 44 2.1. Kênh lưu lượng ........................................................... 45 2.2. Kênh điều khiển quảng bá ......................................... 45 II. Các tham số trong mạng thông tin di động GSM ....................... 47 1. Mức chất lượng tín hiệu (RxQual) ....................................... 47 2. Mức thu cường độ tín hiệu (RxLev) .................................... 48 3. Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (C/I).............................................. 48 III. Kết luận chương II ....................................................................... 49 Chương III: Phương pháp xử lí nhiễu trạm BTS .............................. 50 I. Tổng quan .................................................................................. 50 II. Giới thiệu TEMS Investigation ................................................. 51 1. Cài đặt ................................................................................... 51 1.1. Yêu cầu cấu hình ........................................................ 52 1.2. Cài đặt ......................................................................... 52 2. Chạy chương trình ............................................................... 53 III. Kết nối ........................................................................................ 53 1. Giao diện của TEMS ............................................................ 53 2. Một số thao tác với bản ghi .................................................. 55 2.1. Bắt đầu ghi .................................................................. 55 2.2. Dừng bản ghi............................................................... 55 2.3. Một số thao tác với mở lại bản ghi ............................. 55 IV. Giao diện với người dùng .......................................................... 56 1. Chế độ người dùng ............................................................... 56 2. Toolbar .................................................................................. 56GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 9
  10. 10. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS 2.1. Equipment control toolbar ......................................... 56 2.2. Connections toolbar .................................................... 57 2.3. Record toolbar ............................................................ 58 2.4. Report toolbar ............................................................ 58 2.5. File anh view toolbar .................................................. 58 V. Một số cửa sổ mặc định của TEMS .......................................... 58 1. GSM ...................................................................................... 59 2. DATA .................................................................................... 60 3. SIGNALLING ...................................................................... 61 4. MAP ...................................................................................... 62 5. CONFIGURATION ............................................................. 63 5.1. Cellfile ......................................................................... 63 6. Control .................................................................................. 64 VI. Ảnh hưởng của nhiễu vào hệ thống GSM ................................ 65 1. Nhiễu trắng ........................................................................... 66 2. Nhiễu đồng kênh ................................................................... 67 3. Nhiễu kênh lân cận ............................................................... 68 VII. Phát hiện, xử lý nhiễu và mô phỏng thực tế ............................. 70 1. Phát hiện, xử lý nhiễu ........................................................... 70 2. Mô phỏng thực tế .................................................................. 73 VIII. Kết luận chương ........................................................................ 74 Kết luận và hướng phát triển đề tài .......................................... 75GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 10
  11. 11. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Chương I: TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM I. Tổng quan Hệ thống thông tin di động hiện nay là hệ thống thông tin di động số. Sự rađời của thông tin di động số thay thế cho thông tin di động tương tự là một bướcphát triển lớn, việc số hóa giúp cho các hệ thống có thể đưa ra các dịch vụ mớivới chất lượng cao, dung lượng lớn mà giá thành và kích thước giảm, đáp ứngđược việc tăng tốc tốc độ truyền và các dịch vụ trong mạng. Để tìm hiểu hướngphát triển của hệ thống thông tin di động hiện nay thì trước hết ta phải tìm hiểuvề kiến trúc của nó. Chương này trình bày một số vấn đề về: -Cấu trúc hệ thống thông tin di động GSM -Cấu trúc địa lý của mạng GSM -Băng tần sử dụng trong hệ thống thông tin di động GSM -Các dịch vụ trong mạng GSM -Giao thức báo hiệu mạng GSM II. Giới thiệu về mạng thông tin di động GSM 1. Lịch sử mạng thông tin di động GSM Mở đầu cho việc tìm hiểu tổng quan về mạng thông tin di động, chúng tacùng nhìn lại lịch sử phát triển của ngành thông tin liên lạc bằng vô tuyến. Năm 1873 sóng điện từ đã được Maxwell tìm ra nhưng mãi tới năm 1888mới được Hertz chứng minh bằng cơ sở thực tiễn. Sau đó ít lâu Marcony chứng tỏGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 11
  12. 12. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTSđược sóng vô tuyến là một hiện tượng bức xạ điện từ. Từ đó ước mơ lớn lao củacon người về một điều kỳ diệu trong thông tin liên lạc không dây có cơ sở để trởthành hiện thực. Trải qua thời kỳ phát triển lâu dài, tới nay viêc thông tin liên lạc giữa cácđối tượng với nhau bằng sóng vô tuyến đã được ứng dụng rộng rãi. Với kỹ thuậtliên lạc này, mọi đối tượng thông tin đều có khả năng liên lạc được với nhau ởbất cứ điều kiện hoàn cảnh, địa hình hay bất cứ điều kiện khách quan nào. Trêncơ sở những ưu điểm của kỹ thuật liên lạc không dây mà kỹ thuật thông tin rađời. Cùng với sự phát triển ngày càng cao của công nghệ điện tử và thông tin,mạng thông tin di động ngày càng phổ biến, giá cả phải chăng, độ tin cậy ngàycàng cao. Thế hệ thứ nhất: Xuất hiện sau năm 1946, Với kỹ thuật FM (điều chế tần số)ở băng sóng 150 MHz, AT  T được cấp giấy phép cho điện thoại di động thực sựở St.Louis. Năm 1948 một hệ thống điện thoại hoàn toàn tự động đầu tiên ra đời ởRichmond, Indiane. Là thế hệ thông tin di động tương tự sử dụng công nghệ truycập phân chia theo tần số (TDMA) Tuy nhiên, hệ thống này không đáp ứng đượcnhu cầu ngày càng tăng trước hết về dung lượng. Mặt khác các tiêu chuẩn hệ thốngkhông tương thích nhau làm cho sự chuyển giao không đủ rộng như mong muốn (rangoài quốc tế). Những vấn đề này đặt ra cho thế hệ thứ hai thông tin di độngcellular phải giải quyết. Thế hệ thứ hai: Cùng với sự phát triển của Microprocssor đã mở cửa chomột hệ thống phức tạp hơn. Thay cho mô hình quảng bá với máy phát công suấtlớn và anten cao là những cell có diện tích bé và công suất phát nhỏ hơn, đápGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 12
  13. 13. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTSứng được nhu cầu ngày càng tăng về dung lượng. Hệ thống sử dụng công nghệđa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) và phân chia theo mã (CDMA)mà đặc trưng là mạng GSM, EGSM, DS -1800. Thế hệ thứ ba: Bắt đầu những năm sau của thập kỷ 90 là kỹ thuật CDMAvà TDMA cải tiến, đáp ứng được việc tăng tốc tốc độ truyền và các dịch vụ trongmạng. 2. Mạng thông tin di động GSM Công nghệ GSM (Global System for Mobile communication) là công nghệthông tin di động số toàn cầu do Viện tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu (ETSI) đưara năm 1991, hoạt động ở dải tần 900, 1800, 1900 MHz. Hiện tại GSM đã đượcphát triển nhanh chóng và đã được tiêu chuẩn hoá, áp dụng công nghệ số đảmbảo chất lượng thoại và sử dụng hiệu quả tài nguyên hệ thống. Ngày nay, cácmạng điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM đã có mặt tại khoảng 135 nướctrên thế giới. Từ đầu những năm 1980, sau khi các hệ thống NMT đã hoạt động một cáchthành công thì nó biểu hiện một số hạn chế : - Vì dung lượng thiết kế có hạn mà số thuê bao không ngừng tăng. Do đóhệ thống này không còn đáp ứng được nữa . - Các hệ thống khác nhau đang hoạt động không thể phục vụ cho tất cả cácthuê bao ở Châu Âu, nghĩa là thiết bị mạng NMT không thể thâm nhập vào mạngTACS và ngược lại. - Nếu thiết kế một mạng lớn phục vụ cho toàn Châu Âu thì khó thực hiệnđược vì vốn đầu tư quá lớn.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 13
  14. 14. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu phạm vi sử dụng điện thoại di động được rộngrãi trên nhiều nước, cần phải có hệ thống chung. Tháng 12-1982, nhóm đặc biệtcho GSM (thông tin di động toàn cầu) được hội bưu chính và viễn thông ChâuÂu CEPT (Confrence European Postal And Telecommunication Administration)tổ chức, đồng nhất hệ thống thông tin di động cho Châu Âu lấy dải tần 900MHz.Cho đến năm 1989, nhóm đặc biệt GSM này đã trở thành một uỷ ban đặc biệtcủa viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu ETSI (European Telecommunicationstandart Instute) và các khuyến nghị GSM 900MHz ra đời. GSM là tiêu chuẩn cho mạng thông tin di động mặt đất công cộng PLMN(Public Land Mobile Network), với dải tần làm việc (890-960)MHz. Đây là mộttiêu chuẩn chung, điều đó có nghĩa là các thuê bao di động có thể sử dụng máyđiện thoại của mình trên toàn châu Âu. Giai đoạn một của tiêu chuẩn GSM được ETSI hoàn thành vào năm 1990.Nó liên quan tới các dịch vụ thông tin cơ bản (thoại, số liệu) và tốc độ thông tin “Toàn tốc- Full rate”, tín hiệu thoại tương tự đã được mã hoá với tốc độ 13 kb/s. Giai đoạn hai được hoàn thành vào năm 1994. Nó liên quan dến các dịchvụ viễn thông bổ sung vào tốc độ thông tin “ bán tốc - Half rate” tín hiệu thoạitương tự được mã hoá với tốc độ 6,5 kb/s.  Các chỉ tiêu phục vụ : - Hệ thống được thiết kế sao cho thuê bao di động có thể hoạt động ở tất cảcác nước có mạng GSM. - Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất chocác loại dịch vụ khác liên quan tới mạng đa dịch vụ ISDN.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 14
  15. 15. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS - Tạo một hệ thống có thể hoạt động cho các thuê bao trên tàu viễn dươngnhư một mạng mở rộng của các dịch vụ di động mặt đất. - Phải có chất lượng phục vụ ít nhất là tương đương với các hệ thống tươngtự đang hoạt động. - Hệ thống có khả năng mật mã thông tin người sử dụng để tránh sự canthiệp trái phép. - Kế hoạch đánh số dựa trên khuyến nghị của CCITT. - Hệ thống phải cho phép cấu trúc và tỷ lệ tính cước khác nhau khi đượcdùng ở các mạng khác nhau. - Dùng hệ thống báo hiệu được tiêu chuẩn hoá quốc tế. Nếu MS di chuyểnsang vùng định vị mới thì nó phải thông báo cho PLMN về vùng đinh vị mới mànó đang ở đó. Khi có cuộc gọi đến MS thì thông báo gọi sẽ được phát trong vùngđịnh vị mà MS đang ở đó.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 15
  16. 16. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS III. Cấu trúc hệ thống thông tin di động GSM 1. Cấu trúc hệ thống 2. Chức năng các phần tử trong mạng 2.1. Phân hệ chuyển mạch NSS Phân hệ chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính củaGSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý diGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 16
  17. 17. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTSđộng của thuê bao. Chức năng chính của hệ thống chuyển mạch là quản lý thôngtin giữa những người sử dụng mạng GSM và các mạng khác. 2.1.1. Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC Trong SS, chức năng chuyển mạch chính được MSC thực hiện, nhiệm vụchính của MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những người sử dụngmạng GSM. Một mặt MSC giao tiếp với hệ thống con BSS, mặt khác giao tiếpvới mạng ngoài. MSC làm nhiệm vụ giao tiếp với mạng ngoài được gọi là MSCcổng GMSC. Để kết nối MSC với các mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyềndẫn GSM với các mạng đó. Các thích ứng này được gọi là các chức năng tươngtác IWF (Interworking funtions ). IWF bao gồm một thiết bị để thích ứng giaothức và truyền dẫn. IWF cho phép kết nối với các mạng PSTN, ISDN, PSPDN,CSPDN và có thể được thực hiện kết hợp trong cùng các chức năng MSC haytrong thiết bị riêng.NSS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng các khảnăng truyền tải của các mạng này cho việc truyền tải số liệu của người sử dụnghoặc báo hiệu giữa các phần tử của mạng GSM. Để thiết lập một cuộc gọi đến người sử dụng GSM, truớc hết cuộc gọi phảiđược định tuyến dẫn đến một tổng đài cổng G-MSC mà không cần biết đến hiệnthời thuê bao đang ở đâu. Các tổng đài có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí củathuê bao và định tuyến cho cuộc gọi cho đến tổng đài đang quản lý thuê bao ởthời điểm hiện thời (MSC tạm trú ). Để vậy trước hết các tổng đài phải dựa trênsố thoại danh bạ của thuê bao. Để tìm đúng HLR cần thiết này tổng đài cổng cómột giao diện với các mạng bên ngoài GSM.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 17
  18. 18. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Hình 2.2 Sơ đồ kết nối mạng GSM 2.1.2. Bộ ghi định vị thường trú HLR Ngoài MSC, NSS còn bao gồm các cơ sở dữ liệu. Bất kể vị trí của thuêbao, mọi thông tin liên quan đến việc cung cấp các dịch vụ viễn thông đều đượclưu giữ trong HLR, kể cả vị trí hiện thời của MS. HLR thường là một máy tínhđứng riêng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao nhưng không có khảnăng chuyển mạch. Một chức năng nữa của HLR là nhận dạng thông tin nhậnthực AUC, mà nhiệm vụ của trung tâm này là quản lý số liệu bảo mật về tínhhợp pháp của thuê bao.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 18
  19. 19. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS 2.1.3. Bộ ghi định vị tạm trú VLR VLR là cơ sở dữ liệu thứ 2 trong GSM, trong đó chứa tất cả các thông tinthuê bao di động đang nằm trong vùng phủ sóng của MSC. Gán cho các thuê baotừ vùng phục vụ MSC/VLR khác với một số thuê bao tạm thời VLR còn thựchiện trao đổi thông tin về thuê bao Roaming giữa HLR. Nơi thuê bao đăng kí chỉcó thể MSC mới thiết lập được đường ghép nối vô tuyến với MS với các trườnghợp thông tin. Các chức năng VLR thường được liên kết với các chức năng MSC 2.1.4. Trung tâm nhận thực AuC AUC quản lý việc hoạt động đăng ký thuê bao như nhập hay xoá thuê baora khỏi mạng. Nó còn có một nhiệm vụ quan trọng khác nữa là tính cước cuộcgọi. Cước phí phải được tính và gửi tới thuê bao. AUC quản lý thuê bao thôngqua một khoá nhận dạng bí mật duy nhất được lưu trong HLR, AUC cũng đượcgiữ vĩnh cữu trong bộ nhớ SIM-CARD. 2.1.5. Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR EIR có chức năng quản lý thiết bị di động, là nơi lưu giữ tất cả dữ liệu liênquan đến trạm di động MS. EIR được nối với MSC qua đường báo hiệu để kiểmtra sự được phép của thiết bị, một thiết bị không được phép sẽ bị cấm. 2.1.6. Trung tâm chuyển mạch dịch vụ cổng GMSC Để thiết lập một cuộc gọi phải định tuyến đến tổng đài mà không cần biếtvị trí hiện thời của thuê bao. GMSC có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí của thuêbao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm hiệnthời. GMSC có giao diện báo hiệu số 7 để có thể tương tác với các phần tử kháccủa hệ thống chuyển mạch.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 19
  20. 20. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS 2.2. Phân hệ trạm gốc BSS BSS thực hiện kết nối các MS với các tổng đài, do đó liên kết người sửdụng máy di động với những người sử dụng dịch vụ viễn thông khác. BSS cũngphải được điều khiển nên được kết nối với OSS. 2.2.1. Trạm thu phát gốc BTS Một BTS bao gồm các thiết bị phát, thu, anten và khối xử lý tín hiệu đặcthù cho giao diện vô tuyến. Có thể coi BTS là các Modem vô tuyến phức tạp cóthêm một số chức năng khác. Một bộ phận quan trọng của BTS là khối chuyểnđổi mã và thích ứng tốc độ TRAU (Transcode/Rate Adapter Unit). TRAU thựchiện quá trình mã hóa và giải mã tiếng đặc thù cho GSM. Đồng thời ở đây cũngthực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu. TRAU là một bộphận của BTS nhưng cũng có thể được đặt xa BTS, chẳng hạn đặt giữa BSC vàMSC. BTS có chức năng sau + Quản lý lớp vật lý truyền dẫn vô tuyến . + Quản lý giao thức cho liên kết số liệu giữa MS và BSC . + Vận hành và bảo dưỡng trạm BTS. + Cung cấp các thiết bị truyền dẫn . 2.2.2. Bộ điều khiển trạm gốc BSC BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả các giao diện vô tuyến thông qua các lệnhđiều khiển từ xa của BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định, giảiphóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao. Một phía BSC được nối với BTSGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 20
  21. 21. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTScòn phía kia được nối với MSC của NSS. Trong thực tế, BSC là một tổng đàinhỏ có khả năng tính toán đáng kể. Vai trò chủ yếu của nó là quản lý các kênh ởgiao diện vô tuyến và chuyển giao. Một BSC trung bình có thể quản lý hàng chục BTS, tạo thành một trạmgốc. Tập hợp các trạm gốc trong mạng gọi là phân hệ trạm gốc. Giao diện quyđịnh giữa BSC và MSC là giao diện A, còn giao diện giữa BSC và BTS là giaodiện Abis. 2.3. Hệ thống khai thác và hỗ trợ OSS Hiện nay OSS được xây dựng theo nguyên lý của mạng quản lý viễn thôngTMN(Telecommunication Management Network). Lúc này, một mặt hệ thốngkhai thác và bảo dưỡng được nối đến các phần tử của mạng viễn thông (cácMSC, BSC, HLR và các phần tử mạng khác trừ BTS vì thâm nhập đến BTSđược thực hiện qua BSC). Mặt khác hệ thống khai thác và bảo dưỡng lại đượcnối đến một máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp người máy. OSS thực hiện bachức năng chính là : khai thác và bảo dưỡng mạng, quản lý thuê bao và tínhcước, quản lý thiết bị di động. Dưới đây ta xét tổng quát các chức năng nói trên: 2.3.1. Trung tâm quản lý mạng NMC NMC được đặt tại trung tâm của hệ thống, chịu trách nhiệm cung cấp chứcnăng quản lý cho toàn bộ mạng. - Giám sát các nút trong mạng. - Giám sát các trạng thái các bộ phận của mạng.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 21
  22. 22. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS - Giám sát trung tâm bảo dưỡng và khai thác OMC của các vùng và cungcấp thông tin đến các bộ phận OMC. 2.3.2. Trung tâm quản lý và khai thác OMC OMC cung cấp chức năng chính để điều khiển và giám sát các bộ phận trongmạng (các BTS, MSC, các cơ sở dữ liệu...). OMC có các chức năng: quản lý cảnhbáo, quản lý sự cố, quản lý chất lượng, quản lý cấu hình và quản lý bảo mật. 2.4. Trạm di động MS MS là thiết bị đầu cuối chứa các chức năng vô tuyến chung, xử lý giao diệnvô tuyến và cung cấp các giao diện với người dùng (màn hình, loa, bàn phím ...).Một trạm di động gồm hai phần chính: 2.4.1. Thiết bị máy di động ME ME có bộ phận đầy đủ phần cứng cần thiết để phối hợp với giao diện vôtuyến chung, cho phép MS có thể truy cập đến tất cả các mạng. ME có số nhậndạng là IMEI (International mobile Equipment Identity) nhờ kiểm tra IMEI nàymà ME bị mất cắp sẽ không được phục vụ. Thuê bao thường chỉ tiếp xúc với ME mà thôi, có 3 loại ME chính: - Loại gắn trên xe (lắp đặt trong xe, anten ngoài xe). - Loại xách tay (Anten không được gắn trực tiếp trên thiết bị). - Loại cầm tay (Anten được gắn trực tiếp trên thiết bị). 2.4.2. Modul nhận dạng thuê bao SIM SIM là một cái khoá cho phép MS được dùng. Nhưng đó là cái khoá vạnnăng. Dùng để nhận dạng thuê bao và tin tức về dịch vụ mà thuê bao đăng ký. SốGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 22
  23. 23. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTSnhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI là duy nhất và trong suốt quá trìnhngười dùng GSM thiết lập đường truyền và tính cước dựa vào IMSI. SIM cũng có phần cứng, phần mềm cần thiết với bộ nhớ lưu trữ 2 loại tintức: Tin tức có thể đọc hoặc thay đổi bởi người dùng và tin tức không thể vàkhông cần cho người sử dụng biết. Các thông số trong SIM được bảo vệ, Kikhông thể đọc, IMSI không thể sửa đổi. + Thông tin cố định: * Số nhận dạng thuê bao MSISDN, IMSI. Thuê bao sẽ được kiểm tra tínhhợp lệ trước khi truy nhập vào mạng thông qua số nhận dạng IMSI được thựchiện bởi trung tâm nhận thực AuC. * Mã khoá cá nhân Ki. + Thông tin thay đổi: * Số hiệu nhận dạng vùng định vị LAI. * Số nhận dạng thuê bao tạm thời TMSI. Một số TMSI sẽ tương ứng với một IMSI được cấp phát tạm thời để tăngtính bảo mật cho quá trình báo hiệu giữa MS và hệ thống.TMSI sẽ thay đổi khiMS cập nhật lại vị trí. IV. Cấu trúc địa lý của mạng GSM Mạng điện thoại cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi đếntổng đài cần thiết và cuối cùng tới thuê bao bị gọi ở một mạng di động. Cấu trúcnày rất quan trọng do tính lưu lượng của các thuê bao trong mạng. Trong hệthống GSM mạng được chia thành các vùng sau:GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 23
  24. 24. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Hình 2.3 Cấu trúc địa lý mạng GSM 1. Vùng phục vụ PLMN Tổng đài vô tuyến cổng( Gate Way _ MSC ) các đường tuyến GSM /PLMN và mạng PSTN / ISDN khác hay các mạng PLMN khác sẽ ở mức tổngđài trung kế quốc gia hay quốc tế. Tất cả các cuộc gọi vào GSM / PLMN sẽ đượcđịnh tuyến đến một hay nhiều tổng đài được gọi là tổng đài vô tuyến cổng(GMSC ). GSM làm việc như một tổng đài trung kế vào cho GSM / PLMN. Đâylà nơi thực hiện các chức năng định tuyến cuộc gọi cho các cuộc gọi kết cuối diđộng . 2. Vùng phục vụ MSC/VLR MSC( Mobile Service Switching Centre ) Trung tâm chuyển mạch cácnghiệp vụ di động gọi tắt là tổng đài di động. Vùng MSC là bộ phận của mạngGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 24
  25. 25. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTSđược một MSC quản lý. Để định tuyến cho một cuộc gọi đến thuê bao di động,đường truyền qua mạng sẽ nối đến MSC vùng phục vụ MSC nơi thuê bao đang ở. Vùng phục vụ là bộ phận của mạng được định nghĩa như một vùng mà ở đócó thể đặt được như một trạm di động. Nhờ việc trạm MS được ghi ở bộ định vịtạm trú ( VLR ). Một vùng mạng GSM / PLMN được chia thành một hay nhiều vùng phụcvụ MSC / VLR. 3. Vùng định vị LA Mỗi vùng phục vụ MSC / VLR được chia thành một số vùng định vị LA.Định vị là một phần của phục vụ MSC / VLR mà ở đó trạm di động có thểchuyển động tự do mà không cần phải nhận thông tin về vị trí cho tổng đài MSC/ VLR điều khiển vùng định vị này. Vùng định vị này là vùng thông báo tìm gọisẽ được phát quảng bá để tìm một số thuê bao di động bị gọi. Vùng định vị LAđược hệ thống sử dụng một thuê bao ở trạng thái hoạt động. 4. Cell( tế bào) Vùng định vị được chia thành một số ô mà khi MS di chuyển trong đó thìkhông cần cập nhật thông tin về vị trí với mạng. Cell là vùng đơn vị cơ sở củamạng, là một vùng được phủ sóng vô tuyến. Mỗi ô được quản lý bởi một trạm vôtuyến BTS. Mỗi ô vô tuyến có bán kính từ 350km phụ thuộc vào cấu tạo địa hình vàlưu lượng thông tin. Ở mỗi ô có cấu tạo như sau:GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 25
  26. 26. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Hình 2.4 Cấu trúc Cell Các cạnh của ô là những đường có cường độ trường bằng nhau (về mặt lýthuyết). Nhiễu không phụ thuộc vào khoảng cách tuyệt đối giữa các ô mà chỉ phụthuộc vào tỷ số giữa khoảng các ô và bán kính của ô (D/R). Điều nàycho phép co giãn ô một cách linh hoạt mà vẫn bảo đảm nhiễu cho phép, chỉcần đảm bảo tỷ số D/R . V. Băng tần sử dụng trong hệ thống thông tin di động GSM Hệ thống GSM làm việc trong băng tần 890 – 960MHz. Băng tần này đượcchia làm 2 phần: - Băng tần lên (Uplink band): 890 – 915 MHz cho các kênh vô tuyến từtrạm di động đến hệ thống trạm thu phát gốc. - Băng tần xuống (Downlink band): 935 – 960 MHz cho các kênh vô tuyếntừ trạm thu phát gốc đến trạm di động. Mỗi băng rộng 25MHz, được chia thành 124 sóng mang. Các sóng mangcạnh nhau cách nhau 200KHz. Mỗi kênh sử dụng 2 tần số riêng biệt, một choGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 26
  27. 27. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTSđường lên, một cho đường xuống. Các kênh này được gọi là kênh song công.Khoảng cách giữa hai tần số là không đổi và bằng 45MHz, được gọi là khoảngcách song công. Kênh vô tuyến này mang 8 khe thời gian mà mỗi khe thời gian làmột kênh vật lý để trao đổi thông tin giữa trạm thu phát và trạm di động. Ngoàibăng tần cơ sở như trên còn có băng tần GSM mở rộng và băng tần DCS (DigitalCellular System). VI. Các dịch vụ trong mạng GSM 1. Dịch vụ thoại Là dịch vụ quan trọng nhất của GSM. Nó cho phép các cuộc gọi hai hướngdiễn ra giữa người sử dụng GSM với thuê bao bất kỳ ở một mạng điện thoại nóichung nào. Dịch vụ cuộc gọi khẩn là một loại dịch vụ khác bắt nguồn từ dịch vụ thoại.Nó cho phép người dùng có thể liên lạc với các dịch vụ khẩn cấp như cảnh sáthay cứu hoả mà có thể có hoặc không SIM Card trong máy di động. Một dịch vụ khác nữa là VMS, cho phép các bản tin thoại có thể được lưutrữ rồi lấy ra ở thời điểm bất kỳ. 2. Dịch vụ số liệu GSM được thiết kế để đưa ra rất nhiều dịch vụ số liệu. Các dịch vụ số liệuđược phân biệt với nhau bởi người sử dụng phương tiện (người sử dụng điệnthoại PSTN, ISDN hoặc các mạng đặc biệt ...), bởi bản chất các luồng thông tinđầu cuối (dữ liệu thô, Fax, Videotex, Teletex ...), bởi phương tiện truyền dẫn (góihay mạch , đồng bộ hay không đồng bộ ...) và bởi bản chất thiết bị đầu cuối. Các dịch vụ này chưa thực sự thích hợp với môi trường di động.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 27
  28. 28. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Một trong các vấn đề đó là do yêu cầu thiết bị đầu cuối khá cồng kềnh, chỉphù hợp với mục đích bán cố định hoặc thiết bị đặt trên ô tô. 3. Dịch vụ bản tin ngắn Dịch vụ bản tin ngắn khá phù hợp với môi trường di động. Các bản tinngắn độ dài vài octet có thể được tiếp nhận bằng thiết bị đầu cuối rất nhỏ. Có hai loại dịch vụ bản tin ngắn: - Dịch vụ bản tin ngắn truyền điểm - điểm (giữa hai thuê bao). Loại nàycũng chia làm hai loại: + Dịch vụ bản tin ngắn kết cuối di động, điểm - điểm (SMS -MO/PP): chophép người sử dụng GSM nhận các bản tin ngắn. + Dịch vụ bản tin ngắn khởi đầu từ Mobile, điểm - điểm (SMSMI/PP): chophép người sử dụng GSM gửi bản tin đến người sử dụng GSM khác. - Dịch vụ bản tin ngắn phát quảng bá: cho phép bản tin ngắn gửi đến máydi động trong một vùng địa lý nhất định. 4. Các dịch vụ phụ Các dịch vụ sửa đổi và làm phong phú thêm các dịch vụ cơ bản, chủ yếu chophép người sử dụng lựa chọn cuộc gọi đến và đi sẽ được mạng xử lý như thế nàohoặc cung cấp cho người sử dụng các thông tin cho phép sử dụng dịch vụ hiệu quảhơn. Các dịch vụ thường là: - Chặn hướng cuộc gọi (CB).GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 28
  29. 29. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS - Giữ cuộc gọi (CH). - Chuyển cuộc gọi (CF). - Hiển thị số máy chủ gọi (CLIP). - Cấm hiển thị số máy chủ gọi (CLIR). - Đợi cuộc gọi (CW). - Tính cước cho thuê bao. - Hội nghị (MPTY). - Nhóm thuê (CUG). - Cho phép thuê bao chuyển vùng. - Cho phép thuê bao chuyển mạng. VII. Giao thức báo hiệu mạng GSM 1. Giao thức báo hiệu Nhiệm vụ chính của báo hiệu là để thiết lập và xoá kết nối cuộc gọi. Ngày naycác ứng dụng mới luôn luôn được thêm vào. Trong đó là việc tự động truy cập cơ sởdữ liệu hoặc Các dịch vụ được mở rộng trên một vùng rộng lớn của mạng viễnthông.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 29
  30. 30. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Hình 2.1: Giao thức báo hiệu trong mạng GSM Các giao thức thường được sử dụng trong mạng GSM: Abis: BSC – BTS Um (vô tuyến): MS-BTS A: BSC – MSC E: MSC – MSC B: MSC – VLR F: MSC – EIR C: MSC – HLR G: VLR – VLR D: VLR – HLR H: HLR – AuCGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 30
  31. 31. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS 1.1. Giao diện A Đây là giao diện giữa MSC và BSC của hệ thống trạm gốc BSS và nó đượcsử dụng để truyền các bản tin giữa MSC với BSC và MS. Các bản tin giữa MSCvà MS sử dụng các giao thức sau: - Giao thức quản lý nối thông CM: Giao thức này được sử dụng để điềukhiển thiết lập, giám sát và giải phóng các cuộc gọi. Đồng thời quản lý các dịchvụ bổ sung và các dịch vụ bản tin ngắn. - Giao thức quản lý di động MM: Được sử dụng để quản lý vị trí cũng nhưtính bảo mật của trạm di động. Giao thức CM và MM thuộc lớp 3 và được đặt bên trong MSC. Thay choviệc sử dụng các bản tin ISDN-UP và MAP thì nó được biến đổi và truyền đi cácbản tin CM và MM. Các bản tin điều khiển cuộc gọi như đăng ký các dịch vụ bổsung cũng được sắp xếp ở bản tin MAP trong MSC. Phần ứng dụng hệ thống trạm gốc BSSAP là giao thức được sử dụng đểtruyền các bản tin CM và MM, để điều khiển trực tiếp BSS như khi MSC yêucầu BSC ấn định kênh. BSSAP sử dụng các giao thức MTP và SCCP để truyềncác bản tin sau: Các bản tin liên quan đến MS giữa BSC và MSC, các bản tintới/từ MS ở chế độ định hướng theo nối thông và các bản tin phân phối dùng đểphân loại giữa các bản tin BSSAP và DTAP. 1.2. Giao diện Abis Đây là giao diện giữa BSC và BTS, các bản tin được trao đổi ở giao diệnnày có nhiều nguồn gốc và nơi nhận khác nhau như: Các bản tin điều khiển BTS,các bản tin đi từ MS và các bản tin tới MS từ nhiều nguồn khác nhau của mạng.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 31
  32. 32. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTSCác bản tin lớp 3 từ MS được truyền trong suốt (không bị xử lý) qua BTS vàgiao diện A-bis tới BSC. Giao thức quản lý tiềm năng vô tuyến RR nằm trongBSC dùng để thiết lập, duy trì và giải phóng nối thông các tiềm năng vô tuyến ởcác kênh điều khiển dành riêng. Hầu hết các bản tin ở giao thức RR được truyềnđi trong suốt, nhưng cũng có một số bản tin liên quan mật thiết với BTS thì sẽđược xử lý tại BTS bởi giao thức quản lý BTS (BTSM) như: Bản tin mật mã thìkhóa mật mã chỉ gửi đến BTS mà không gửi đến MS. Giao thức được sử dụng ở lớp 2 trên giao diện A-bis là các thủ tục thâmnhập đường truyền ở kênh D (LAPD). Kênh D là kênh báo hiệu dùng để phânbiệt với kênh B là kênh lưu lượng. Giao thức này có chức năng phát hiện lỗi, sửalỗi và định hạn khung bằng cách đưa vào các cờ ở đầu khung và cuối khung. 1.3. Giao diện Um Đây là giao diện rất quan trọng của hệ thống liên quan chặt chẽ tới tốc độđường truyền và chất lượng mạng, là giao diện giữa BTS và MS. Lớp báo hiệu 1: Đây là lớp vật lý trình bày các chức năng cần thiết đểtruyền các luồng bit trên các kênh vật lý ở môi trường vô tuyến. Ở giao diện nàycác bản tin được gửi đi liên quan đến ấn định kênh vật lý và các thông tin hệthống của lớp vật lý bao gồm: - Sắp xếp các kênh logic trên các kênh vật lý. - Mã hóa kênh để sửa lỗi trước FEC. - Mã hóa kênh để phát hiện lỗi CRC. - Mật mã hóa.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 32
  33. 33. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS - Chọn ô ở chế độ rỗi. - Thiết lập các kênh vật lý dành riêng. - Đo cường độ trường của các kênh dành riêng và cường độ trường của trạm gốc xung quanh. - Thiết lập định trước thời gian và công suất theo sự điều khiển của mạng. Các cổng mà qua đó lớp này cung cấp dịch vụ cho lớp 2 được gọi là cácđiểm thâm nhập dịch vụ SAP. Các cổng này tồn tại dưới dạng khác nhau cho cácbản tin ngắn và cho các bản tin của lớp đường truyền. Lớp báo hiệu 2: Lớp này sẽ ứng dụng các dịch vụ của lớp báo hiệu 1, vớimục đích là cung cấp đường truyền tin cậy thuê bao và mạng. Giao thức của lớpnày là LAPDm, được xây dựng trên cơ sở giao thức LAPD của ISDN. Tuy nhiênLAPDm có một vài thay đổi so với giao thức LAPD để phù hợp với môi trườngtruyền dẫn vô tuyến và đạt được hiệu suất lớn hơn trong việc tiết kiệm phổ tầnnhư: Trong lớp 2 không sử dụng phần kiểm tra tổng, vì mã hóa kênh ở lớp 1 đãthực hiện chức năng này rồi. Trong lớp 2 thì lại có một số khung điều khiểnmang thông tin về lớp 3 như: SABM và UA. Do đó tiết kiệm được thời giantruyền dẫn và phổ của tín hiệu. Lớp báo hiệu 3: Đây là lớp cao nhất của MS đảm bảo các thủ tục báo hiệugiữa MS và mạng và được chia thành 3 lớp con: Quản lý tiềm năng vô tuyến RR,quản lý di động MM và quản lý nối thông CM.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 33
  34. 34. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS - Quản lý tiềm năng vô tuyến RR: Các bản tin của lớp này được đặt bêntrong BSC và được truyền trong suốt qua BTS. Bao gồm các chức năng cần thiếtđể thiết lập, duy trì và giải phóng đấu nối các tiềm năng trên các kênh điều khiểndành riêng: + Thiết lập chế độ mật mã. + Thay đổi kênh dành riêng khi vẫn ở ô như cũ. + Chuyển giao từ một ô này đến một ô khác. + Định nghĩa lại tần số sử dụng cho nhảy tần. - Quản lý di động MM: Lớp con này chứa các chức năng liên quan đến tínhdi động của một thuê bao như: Nhận thực, ấn định lại IMSI và nhận dạng trạm diđộng bằng cách yêu cầu IMSI hay IMEI. - Quản lý nối thông CM: Lớp này gồm có 3 phần tử sau: Điều khiển cuộcgọi CC, đảm bảo các dịch vụ bổ sung SS và đảm bảo các dịch vụ bản tin ngắn. + Điều khiển cuộc gọi CC (Call Control): Cung cấp các chức năng và cácthủ tục để điều khiển cuộc gọi ISDN, các chức năng và các thủ tục này đã đượccải tiến để phù hợp với môi trường truyền dẫn vô tuyến. Việc thiết lập lại cuộcgọi hay thay đổi trong quá trình gọi các dịch vụ mạng như: Thay đổi từ tiếng tớisố liệu và ngược lại là hai thủ tục đặc biệt mới trong CC, hay báo hiệu giữa cácthuê bao. + Phần tử đảm bảo các dịch vụ bổ sung SS (Suppliment Service): Xử lý cácdịch vụ bổ sung không liên quan đến cuộc gọi như: Chuyển hướng cuộc gọi khikhông có trả lời, đợi gọi…GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 34
  35. 35. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS + Phần tử đảm bảo dịch vụ bản tin ngắn SMS (Short Message Service):Cung cấp các giao thức lớp để truyền tải các bản tin ngắn giữa mạng và thuê bao. 2. Quá trình thiết lập một cuộc gọi trong mạng GSM 2.1. Trạm di động MS thực hiện một cuộc gọi. MS yêu cầu ấn định kênh: Sau khi thực hiện việc quay số, MS yêu cầuđược ấn định kênh truy nhập ngẫu nhiên RACH. Khi nhận được yêu cầu nàytrạm thu phát gốc BTS sẽ giải mã bản tin. Phần mềm của BSS ấn định kênh điềukhiển dành riêng đứng riêng một mình SDCCH với bản tin ấn định kênh tức thờigửi trên kênh cho phép truy nhập ngẫu nhiên AGCH. MS trả lời: MS trả lời bản tin ấn định kênh tức thời trên kênh điều khiểndành riêng đứng riêng một mình SDCCH. MS sẽ truyền đi các bản tin SABM(kiểu cân bằng kênh không đồng bộ tổ hợp). Bên trong bản tin SABM bao gồmcác chỉ thị yêu cầu các dịch vụ khác nhau như bản tin yêu cầu thực hiện cuộc gọihay cập nhật vị trí. Các bản tin này được xử lý tại trạm gốc BSS và được chuyểntới trung tâm chuyển mạch MSC thông qua giao diện A-bis. Yêu cầu nhận thực: Sau khi nhận được các yêu cầu về dịch vụ, trung tâmchuyển mạch MSC sẽ gửi đi một yêu bản tin yêu cầu nhận thực đối với trạm diđộng MS. Các yêu cầu dịch vụ sẽ được gửi tới trạm gốc BSS thông qua đườngbáo hiệu CCSN7. Trạm thu phát gốc sẽ làm nhiệm vụ truyền các yêu cầu này tớiMS trên kênh điều khiển chuyên dụng độc lập SDCCH. MS trả lời nhận thực: Trạm di động MS trả lời yêu cầu nhận thực bằng mộtđáp ứng nhận thực. Đáp ứng trả lời nhận thực của MS sẽ được trạm thu phát gốcBTS chuyển tới trung tâm chuyển mạch MSC trên đường báo hiệu vô tuyến.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 35
  36. 36. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Yêu cầu mã hóa: Sau quá trình nhận thực được hoàn thành thì MSC sẽ gửiđến BSC một lệnh yêu cầu mã hóa quá trình trao đổi thông tin giữa MS và MSC. Quá trình này có được thiết lập hay không là phụ thuộc vào BSC, và MSCthiết lập chế độ mã hóa Cipherring Mode là ON hay OFF, nếu là ON thì cácthuật toán hay khóa bảo mật được sử dụng. Hoàn thành quá trình mã hóa: MS trả lời hoàn thành quá trình mã hóabằng cách gửi bản tin thực hiện xong quá trình mã hóa tới MSC. MS thiết lập cuộc gọi: Trạm di động MS gửi bản tin thiết lập cuộc gọi trênkênh điều khiển chuyên dụng độc lập SDCCH tới tổng đài di động MSC yêu cầudịch vụ thiết lập cuộc gọi. Yêu cầu ấn định kênh lưu lượng: Sau khi tổng đài MSC nhận được bản tinyêu cầu thiết lập cuộc gọi thì MSC sẽ gửi lại hệ thống BSS bản tin ấn định kênhlưu lượng, bản tin này chỉ thị loại kênh lưu lượng yêu cầu là kênh bán tốc haytoàn tốc hoặc là truyền số liệu. Trạm thu phát gốc BTS sẽ chỉ định và ấn địnhcho MS một kênh lưu lượng TCH bằng cách gửi một lệnh ấn định trên kênhSDCCH. MS hoàn thành việc ấn định kênh TCH: Để đáp ứng lệnh ấn định thì MSchiếm lấy kênh TCH và đồng thời gửi bản tin hoàn thành việc ấn định kênh trênkênh điều khiển liên kết nhanh FACCH. Bản tin đổ chuông: MSC gửi bản tin đổ chuông tới trạm di động MS gọi,bản tin này thông báo cho MS biết hoàn thành việc gọi và có tín hiệu hồi âmchuông được nghe thấy từ máy MS.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 36
  37. 37. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Bản tin kết nối: Khi MS bị gọi nhấc máy trả lời thì một bản tin kết nốiđược gửi tới thuê bao gọi, tín hiệu này là trong suốt đối với trạm BSS. Bản tinkết nối được truyền thông qua kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH. Để trả lờitín hiệu nối thì MS mở một đường tiếng và truyền đi thông qua kênh FACCH,bản tin kết nối với tổng đài di động MSC và cuộc gọi được thực hiện. 2.2. Trạm di động MS nhận một cuộc gọi. Nhắn tin tìm gọi: Khi thuê bao nhận được tín hiệu tìm gọi thì tổng đài di độngMSC sẽ gửi một bản tin “ yêu cầu nhắn tin” đến hệ thống điều khiển trạm gốc BSC.Khi có tin nhắn đến thì BSC sẽ xử lý bản tin này và truyền chúng trên kênh nhắn tinPCH. Thuê bao trả lời: Sau khi thu được bản tin Paging Request thì trạm di độngMS trả lời bằng cách gửi bản tin yêu cầu truyền trên kênh truy nhập ngẫu nhiênRACH. Ấn định kênh điều khiển chuyên dụng độc lập SDCCH: Khi nhận được bảntin ấn định kênh thì BSS sẽ xử lý bản tin và ngay lập tức ấn định một kênh điềukhiển SDCCH. Việc ấn định này sẽ được mã hóa và truyền trên kênh cho phéptruy nhập AGCH. Trạm di động MS được ấn định một kênh SDCCH và truyềnmột bản tin kiểu cân bằng không đồng bộ tổng hợp SABM để trả lời nhắn tin.Mạng sẽ trả lời trên đường lên để thiết lập kết nối vô tuyến lớp thứ hai. Sau khiđược xử lý tại phần BSS thì bản tin trả lời tìm gọi sẽ được gửi tới MSC. Yêu cầu nhận thực: Sau khi tổng đài di động MSC nhận được bản tin trảlời tìm gọi thì nó sẽ gửi đi một yêu cầu nhận thực đối với trạm di động MS tớiGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 37
  38. 38. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTStrạm gốc BSS. Tại đây BSS sẽ làm nhiệm vụ truyền các yêu cầu này tới trạm diđộng MS trên kênh điều khiển chuyên dụng độc lập SDCCH. MS trả lời nhận thực: Trạm di động MS trả lời yêu cầu nhận thực bằng mộtđáp ứng nhận thực tới trạm thu phát gốc BTS. Sau đó trạm thu phát gốc BTSchuyển tới trung tâm chuyển mạch MSC trên đường báo hiệu vô tuyến. Yêu cầu mã hóa: Sau khi quá trình nhận thực được hoàn thành thì MSC sẽgửi đến BSC một lệnh yêu cầu mã hóa quá trình trao đổi thông tin giữa MS vàMSC. Quá trình này được thiết lập phụ thuộc vào BSC và MSC đặt ở chế độ ONhay OFF. Hoàn thành quá trình mã hóa: MS trả lời hoàn thành quá trình mã hóabằng cách gửi đi bản tin “Hoàn thành chế độ mã hóa” tới MSC. Bản tin thiết lập: MSC gửi bản tin thiết lập tới MS yêu cầu các dịch vụ.BSS gửi bản tin thiết lập trên kênh điều khiển chuyên dụng độc lập SDCCH. MS xác nhận cuộc gọi: Khi MS nhận được bản tin thiết lập cuộc gọi, nó sẽgửi đi một bản tin xác nhận cuộc gọi và thông báo cho MSC có thể nhận đượccuộc gọi. Ấn định kênh: Khi nhận được bản tin xác nhận th. tổng đài di động MSCgửi đi một bản tin ấn định kênh. Hệ thống trạm gốc BSS nhận được bản tin này,ấn định kênh lưu lượng TCH và gửi đi bản tin ấn định kênh tới trạm di động MStrên kênh điều khiển chuyên dụng độc lập SDCCH. Hoàn thành ấn định kênh: Trạm di động MS chiếm lấy kênh TCH và gửi đibản tin hoàn thành việc ấn định kênh trên kênh điều khiển liên kết nhanhFACCH.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 38
  39. 39. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Hệ thống trạm gốc sau khi nhận được bản tin này thì gửi nó tới tổng đài diđộng MSC. Bản tin đổ chuông: MS gửi bản tin đổ chuông tới tổng đài di động MSCtrên kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH. Sau đó tổng đài di động MSC gửihồi âm chuông này cho máy chủ gọi. MS thực hiện kết nối: Khi trạm di động bị gọi trả lời thì nó sẽ gửi bản tinkết nối trên kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH tới MSC, và thiết lập mộtđường thoại đến MS gọi. Bản tin kết nối được truyền qua BSS tới tổng đài diđộng MSC trên đường báo hiệu. Bản tin xác nhận kết nối được gửi trả lại tổngđài di động MSC để tìm đến tổng đài của máy chủ gọi. Thiết lập cuộc gọi thành công: Kết nối cuộc gọi được thiết lập và cuộc gọiđược diễn ra. Kết luận chương I: Để đáp ứng được các dịch vụ mới về truyền thông đa phương tiện trênphạm vi toàn cầu đồng thời đảm bảo tính kinh tế, hệ thống GSM sẽ được nângcấp từng bước lên thế hệ ba. Thông tin di động thế hệ ba có khả năng cung cấpdịch vụ truyền thông multimedia băng rộng trên phạm vi toàn cầu với tốc độ caođồng thời cho phép người dùng sử dụng nhiều loại dịch vụ đa dạng. Việc nângcấp được thực hiện theo các tiêu chí sau:  Là mạng băng rộng và có khả năng truyền thông đa phương tiện trênphạm vi toàn cầu. Cho phép hợp nhất nhiều chủng loại hệ thống tương thích trêntoàn cầu.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 39
  40. 40. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS  Có khả năng cung cấp độ rộng băng thông theo yêu cầu nhằm hỗ trợmột dải rộng các dịch vụ từ bản tin nhắn tốc độ thấp thông qua thoại đến tốc độ dữliệu cao khi truyền video hoặc truyền file. Nghĩa là đảm bảo các kết nối chuyểnmạch cho thoại, các dịch vụ video và khả năng chuyển mạch gói cho dịch vụ sốliệu. Ngoài ra nó còn hỗ trợ đường truyền vô tuyến không đối xứng để tăng hiệusuất sử dụng mạng (chẳng hạn như tốc độ bit cao ở đường xuống và tốc độ bitthấp ở đường lên).  Khả năng thích nghi tối đa với các loại mạng khác nhau để đảm bảocác dịch vụ mới như đánh số cá nhân toàn cầu và điện thoại vệ tinh. Các tínhnăng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể vùng phủ sóng của các hệ thống di động.  Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để bảo đảmsự phát triển liên tục của thông tin di động. Tương thích với các dịch vụ trongnội bộ IMT-2000 và với các mạng viễn thông cố định như PSTN/ISDN. Có cấutrúc mở cho phép đưa vào dễ dàng các tiến bộ công nghệ, các ứng dụng khácnhau cũng như khả năng cùng tồn tại và làm việc với các hệ thống cũ.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 40
  41. 41. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Chương II: GIAO DIỆN VÔ TUYẾN TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM I. Tổng quan Giao diện vô tuyến là tên chung của bắt nối giữa trạm di động (MS) vàtrạm thu phát gốc(BTS). Giao diện sử dụng khái niệm TDMA với một khungTDMA cho một tần số song mang. Mỗi khung gồm 8 khe thời gian (TS-TimeSlot) hướng từ BTS đến MS được định nghĩa là đường xuống và hướng ngượclại. Tổ chức đa truy nhập bằng cách kết hợp giữa TDMA và FDMA: truyền dẫnvô tuyến ở GSM được chia thành các cụm (BURST) chứa hàng trăm bit đã đượcđiều chế. Mỗi cụm được phát đi trong một khe thời gian có đã lâu là 15/26 ms(577ms) ở một trong kênh tần số có độ rộng 200KHz. Mỗi một kênh tần số chophép tổ chức các khung truy nhập theo thời gian, mỗi khung bao gồm 8 khe thờigian từ 0 đến 7 (TS0, TS1,…, TS7). Giao diện vô tuyến bao gồm các kênh vật lý và các kênh logic. 1. Kênh vật lý - Kênh vật lý: được tổ chức theo quan điểm truyền dẫn. Đối với TDMAGSM kênh vật lý là một khe thời gian ở một sóng mang vô tuyến được chỉ định. Dải tần số: 890 -915MHz cho đường lên (từ MS đến BTS); 935-960MHzcho đường xuống (từ BTS đến MS). Dải thông tần một kênh vật lý là 200KHz, dải tần bảo vệ ở biên là 200KHz.Vậy GSM900 có 124 dải thông tần bắt đầu từ tần số 890,2 MHz. Mỗi dải thôngtần là một khung TDMA có 8 khe thời gian. Vậy số kênh của GSM là124*8=992 kênh. Mỗi khe thời gian có độ lâu lớn hơn 577ms. Một khungGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 41
  42. 42. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTSTDMA có độ lâu 4,62ms. Ở BTS các khung của TDMA ở tất cả các kênh tần sốđược đồng bộ.Đông bộ cũng được áp dụng như vậy ở đường lên, tuy nhiên khốiđầu ra của khung đương lên trễ 3 khung so với khung đường xuống. Nhờ trễ thếnày mà MS có thể sử dụng một khe thời gian có cùng số thứ tự ở cả đường lênlẫn đương xuống để truyền tin bán song công. Về mặt thời gian, các kênh vật lýở một dải thông tần vô tuyến được đánh số khung (Frame Number) từ 0 đến2715647 trong một siêu siêu khung (3h28ph53,76ms). Một siêu siêu khung có2048 siêu khung (6,12s). Mỗi siêu khung được chia thành các đa khung: Đa khung 26 khung (51siêu khung trên một siêu siêu khung) có độ lâu 120ms và chứa 26 khung. Các đakhung này được sử dung cho các kênh TCH, SACCH và FACCH. Đa khung 51khung (26 siêu khung trên một siêu siêu khung) có độ lâu 235,4ms và chứa 51khung TDMA. Đa khung này sử dụng cho các kênh BCCH, CCCH và SACCH. Cấu trúc một cụm (Burst): Một cụm là một khe thời gian có độ dài 577us. Trong hệ thống GSM tồntại 4 dạng cụm khác nhau. Nội dung các cụm (hình 1.8) như sau: - Cụm bình thường (NB: Normal Burst): cụm này được sử dụng đểmang thông tin về các kênh lưu lượng và các kênh kiểm tra. Đối với kênh lưalượng TCH cụm này chứa 144 bit được mã mật mã, 2 bit cờ lấy cắp (chỉ chokênh TCH) trong 58 bit thông tin, 2 cặp 3 bit đuôi 000 (tail bíts) để đảm bảo rằngbộ giải mã viterbi bắt đầu và kết thúc trong một trạng thái đã biết, 26 bit hướngdẫn (phản ánh tương đối đúng tình trạng truyền sóng cho máy thu từ đó bộ cânbằng viterbi có thể xây dựng mô hình kênh ở các thời điểm để loại bỏ ảnh hưởngGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 42
  43. 43. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTScủa nhiễu pha định đa tia) và khoảng bảo vệ 8,25 bit tránh ảnh hưởng của kênhlân cận. Tổng cộng có 156,25 bits. - Cụm hiệu chỉnh tần số (FB: Frequency Correction Bits): Cụm nàyđược sử dụng để đồng bộ tần số cho trạm di động. Cụm chứa 142 bit cố định bằng0 để tạo ra dịch tần số +67,7kHz trên tần số định danh, 2 cặp 3 bit đuôi 000 chuỗibít không này sau khi sau khi điều chế GMSK cho một sóng hình sin hoàn toànquanh tần số 68kHz cao hơn tần số sóng mang RF, 8.25 bit dùng cho khoảng bảovệ. - Cụm đồng bộ (SB: Synchronisation Burst): cụm này dùng để đồngbộ thời gian cho trạm di động. Cụm chứa 2*39 bit thông tin được mật mã hóa đểmang thông tin chi tiết về cấu trúc khung (về số khung (FN)) của khung TDMAvà BSIC (Base Station Identity Code), 2 căp 3 bit đuôi 000 để đảm báo bắt đầuvà kết thúc của khung mang thông tin cấn thiết, burst đồng bộ là burst đầu tiênmà MS giải điều chế vì lý do này mà chuỗi hướng dẫn kéo dài 64 bit và nó cũngcho phép lớn hơn độ rộng trễ đa đường, thêm khoảng bảo vệ 8,25 bit. - Cụm truy nhập (AB: Access Burst): cụm này được sử dụng bởi MSđể truy nhập ngẫu nhiên khởi tạo mạng và chuyển giao. Nó là burst đầu tiên củađường lên mà BTS sẽ 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, cụmchứa 36 bit thông tin, 8 bit đuôi đầu, 3 bit đuôi cuối và khoảng bảo vệ 68,25 bitđể bù trễ cho sự lan truyền giữa MS và BTS và cũng để phù hợp với cấu trúc mộtcụm cho một khe thời gian.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 43
  44. 44. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS - Cụm giả (DB: Dummy Burst): Cụm giả được phát đi từ BTS trongmột số trường hợp để lấp kín những khe thời gian không hoạt động trên kênhBCCH. Cụm không mang thông tin và có cấu trúc giống như NB nhưng các bítmật mã được thay thế bằng các bit hỗn hợp. 2. Kênh logic Kênh logic được tổ chức theo quan điểm nội dung tin tức, các kênh nàyđược đặt vào các kênh vật lý. Các kênh logic được đặc trưng bởi thông tin truyềngiữa BTS và MS. Có thể chia kênh logic thành hai loại tổng quát: các kênh lưu lượng TCHvà các kênh báo hiệu điều khiển CCH. Hình 2.5 Phân loại kênh logicGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 44
  45. 45. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS 2.1. Kênh lưu lượng TCH: Có hai loại kênh lưu lượng:  Bm hay kênh lưu lượng toàn tốc (TCH/F), kênh này mang thông tintiếng hay số liệu ở tốc độ 22,8 kbit/s.  Lm hay kênh lưu lượng bán tốc (TCH/H), kênh này mang thông tinở tốc độ 11,4 kbit/s. 2.2. Kênh báo hiệu điều khiển CCH (ký hiệu là Dm): bao gồm:  Kênh quảng bá BCH (Broadcast Channel).  Kênh điều khiển chung CCCH (Common Control Channel).  Kênh điều khiển riêng DCCH (Dedicate Control Channel). Kênh quảng bá BCH: BCH = BCCH + FCCH + SCH.  Kênh hiệu chỉnh tần số FCCH (Frequency Correction Channel): cung cấp tầnsố tham chiếu của hệ thống cho trạm MS. FCCH chỉ được dùng cho đường xuống.  Kênh đồng bộ (SCH- Synchronization Channel): mang thông tin để đòng bộkhung cho trạm di động MS và nhận dạng BTS. SCH chỉ sử dụng cho đường xuống.  Kênh điều khiển quảng bá BCCH (Broadcast Control Channel): phátquảng bá các thông tin chung về ô, cung cấp các tin tức sau: Mã vùng định vịLAC (Location Area Code), mã mạng di động MNC (Mobile Network Code), tintức về tần số của các cell lân cận. Kênh điều khiển chung CCCH: CCCH là kênh thiết lập sự truyền thônggiữa BTS và MS. Nó bao gồm: CCCH = RACH + PCH + AGCH.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 45
  46. 46. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS  Kênh truy nhập ngẫu nhiên RACH (Random Access Channel): đó làkênh hướng lên để MS đưa yêu cầu kênh dành riêng, yêu cầu này thể hiện trongbản tin đầu của MS gửi đến BTS trong quá trình một cuộc liên lạc.  Kênh tìm gọi PCH (Paging Channel): được BTS truyền xuống đểgọi trạm di động MS.  Kênh cho phép truy nhập AGCH (Access Grant Channel): kênhhướng xuống, mang tin tức phúc đáp của BTS đối với bản tin yêu cầu kênh củaMS để thực hiện một kênh lưu lượng TCH và kênh DCCH cho thuê bao. Kênh điều khiển riêng DCCH(DCCH- Dedicated Control Channel):DCCH là kênh dùng cả ở hướng lên và hướng xuống, dùng để trao đổi bản tinbáo hiệu, phục vụ cập nhật vị trí, đăng ký và thiết lập cuộc gọi, phục vụ bảodưỡng kênh. DCCH gồm có:  Kênh điều khiển dành riêng đứng một mình(SDCCH): kênh này chỉđược sử dụng dành riêng cho báo hiệu với một MS. SDCCH được sử dụng chocác thủ tục cập nhật và trong quá trình thiết lập cuộc gọi trước khi ấn định kênhTCH. SDCCH sử dụng cho cả đường xuống lẫn đường lên.  Kênh điều khiển liên kết chậm (SACCH): kênh này liên kết với mộtTCH hay một SDCCH. Đây là một kênh số liệu liên tục để mang các thông tinliên tục như: các bản tin báo cáo đo lường, định trước thời gian và điều khiểncông suất. SACCH sử dụng cho cả đường lên lẫn đường xuống.  Kênh điều khiển liên kết nhanh (FACCH): kênh này liên kết vớimột TCH. FACCH làm việc ở chế độ lấy cắp bằng cách thay đổi lưu lượng tiếnghay số liệu bằng báo hiệu.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 46
  47. 47. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS  Kênh quảng bá tế bào (CBCH- Cell Broadcast Channel): kênh nàychỉ được sử dụng ở đường xuống để phát quảng bá các bản tin ngắn (SMSCB)cho các tế bào ở CBCH sử dụng cung kênh vật lý như kênh SDCCH. II. Một số thông số trong mạng GSM. 1. Mức chất lượng tín hiệu RxQual: Giá trị: 0-7 * Mỗi giá trị tương ứng với số ước tính của lỗi bit trong số bursts. - RxQual càng lớn thì phản ánh chất lượng vô tuyến càng tồi và ngược lại. - Với tỷ lệ RxQual <=4 được coi là chấp nhận được; với RxQual >4 thìchất lượng cuộc thoại bị ảnh hưởng xấu.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 47
  48. 48. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS 2. Mức thu cường độ tín hiệu (ReLev): - Là mức cường độ tín hiệu thu được tại MS (đường xuống) hoặc BTS(đường lên). - Đơn vị: dBm hoặc W (watt). - ReLex càng lớn thể hiện mức thu càng tôt và ngược lại. - Khoảng giá trị: ReLex [từ -110 đến -47 dBm], tương ứng vớiRXLEV [từ 0 đến 63]. Với mức thu relex < -110 thì giá trị được quy đổi RXLEX=0, với mức thu rxlex >-47 thì giá trị được quy đổi RXLEX = 63. - Viettel định nghĩa relex outdoor < -80dBm (RELEX = 30) là sóngyếu. 3. Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (C/I) - Là tỷ số công suất sóng mang (RF) và công suất nhiễu trên một kênhtần số vô tuyến. - Đơn vị: dB. - Tỷ số C/I tỷ lệ thuận với chất lượng môi trường vô tuyến có chấtlượng tốt, C/I càng lớn thì môt trường truyền càng tốt và ngược lại.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 48
  49. 49. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS - Mạng GSM chấp nhận C/I >= 9 dB ( tiêu chuẩn Viettel là 12 dB) thìcho chất lượng tốt truyền vô tuyến. Tỷ lệ C/I thấp thường dẫn đến tỷ lệ lỗi bittăng cao (BER), gây ra chất lượng sóng vô tuyến tồi. Kết luận chương II Trong chương này, chúng ta đã tìm hiểu về giao diện vô tuyến trong mạngthông tin di động GSM, bao gồm cấu trúc các cụm, các kênh lưu lượng TCH vàcác kênh báo hiệu điều khiển; và một số thông số đánh giá chất lượng nhưRxQual, RxLev, C/I.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 49
  50. 50. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Chương III: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS I. Tổng quan Như các bạn đã biết, TEMS có khá nhiều dòng sản phẩm nhưng chủ yếusản phẩm phù hợp với đa số khách hàng hiện tại được dựa trên TEMSInvestigation và TEMS Pocket: - TEMS Investigation: phần mềm đo drive test, hỗ trợ các loại công nghệkhác nhau:GSM/GPRS/EDGE/WCDMA/HSDPA/HAUPA/cdma2000/EV-DO/LTE/Wimax, ... Hai chức năng chính của phần mềm này bao gồm: + Thu thập số liệu đo thực tế từ thiết bị ngoài (External Equipment, có thểlà máy di động, UE hoặc card dữ liệu); + Phân tích, phát hiện lỗi (troubleshooting) trong quá trình đo hoặc sau khiđo. Do TEMS ban đầu được Ericsson phát triển (hiện tại TEMS là một bộ phậncủa Ascom - Thụy Sỹ) nên phần mềm này có khá nhiều template hữu dụng khisử dụng trong mạng GSM/WCDMA. Đây cũng là một trong những nguyên nhânlàm TEMS trở nên rất thân thiện với hầu hết kĩ sư, cán bộ kĩ thuật làm về lĩnhvực này. - TEMS Pocket: phần mềm rút gọn được cài đặt trong máy di động cầm tay,rất tiện lợi để sử dụng trong điều kiện bị hạn chế về không gian đi lại. TEMSPocket có thể ghi được log-file có hầu hết các chỉ tiêu quan trọng của TEMSInvestigation. Tuy nhiên, do các hạn chế của thiết bị, TEMS Pocket gần như khônghỗ trợ về troubleshooting. Log-fle của TEMS Pocket có thể ghi vào bộ nhớ của máyhoặc thẻ nhớ.GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 50
  51. 51. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS II. Giới thiệu về TEMS Investigation  TEMS Investigation là một công cụ kiểm tra, phát hiện các bản tintrên giao diện vô tuyến theo thời gian thực. Nó cho phép bạn giám sát các kênhthoại cũng như truyền data trên GPRS, EDGE, chuyển mạch kênh (CSD) haycác kết nối chuyển mạch tốc độ cao (HSCSD). Các phiên data có thể được quảnlý từ trong TEMS Investigation.  TEMS Investigation được trang bị cùng với các chức năng kiểm traưu việt như các phân tích và xử lý.  Dữ liệu được xem xét trong thời gian thực. Điều này tạo cho TEMSInvestigation có thể có các buổi drive test cho khắc phục sự cố, đồng bộ trạngthái,.. Tất cả dữ liệu có thể được lưu trong logfile cho môc đích xử lý. 1. Cài đặt 1.1. Yêu cầu cấu hình • PC: Pentium III 800 MHz, 256 MB RAM • Ports: USB port for hardware key. USB port for Nokia mobile. Two serial ports for a TEMS mobile (one for TEMS Investigation and one for data services). One serial port for any other external device. • Graphics: 1024 _ 768 (SVGA) with at least 16 bit colors (High Color) • Sound card and loudspeakers for event audio indications Để đo cho nhiều MS thì cần máy cấu hình mạnh hơn. 2.0 GHz Pentium IIIwith 512 MB RAM..GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 51
  52. 52. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Windows XP, 512 MB RAM 1.2. Cài đặt  Cài TEMS Investigation: - Double-click the file TEMS Investigation GSM 5.0.msi. - Coppy các file trong folder Aladin vào thừ mục:C:WINDOWSsystem32Setupaladdin.  Cài HASP 1. Install HASPEmulPE-XP_2_33_a002W.EXE 2. Run HASPkey.exe, enter your name & click generate. haspemul.reg willbe created. 3. Double click haspemul.reg and confirm with "Yes". 4. Double click investigation50.reg and confirm with "Yes". Running TEMS Investigation 5 HASP Emulator 1. Double click "HASP Emulator" icon. 2. Click "HASP Emul" button (the top-left button inside HASP Emulatorswindow).  Cài USB driver  Update BIOS: chạy file setup với lưu ý trong quá trình updatekhông được rời để mất nguồn AC (có file gửi kèm theo).GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 52
  53. 53. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSMVÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS 2. Chạy chương trình  Chạy HASP: Start _Programs _ HASP Emulator PE V2.33_ HASP Emulator PE V2.33  Chạy TEMS Start _Programs _ TEMS Products _ TEMS Investigation GSM 5.0 III. Kết nối 1. Giao diện của TEMS InvestigationGVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸSVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 53

×