 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
MỤC LỤC
Ch ng iươ 2
T ng quan v thông tin di ngổ ề độ 2
1.1. t ng quan v các h th ng thông tin di ngổ ề ệ ố độ 2
1.1.1. L ch s phát tri n c a thông tin di ngị ử ể ủ độ 2
1.1.3. Gi i thi u chung xu th phát tri n c a m ng thông tin di ng.ớ ệ ế ể ủ ạ độ 6
1.2. c u trúc chung c a h th ng thông tin di ng.ấ ủ ệ ố độ 8
1.2.1. Mô hình tham kh o h th ng thông tin di ng.ả ệ ố độ 8
1.2.2. C u trúc a lý c a h th ng thông tin di ng.ấ đị ủ ệ ố độ 15
a. Phân chia theo vùng m ng.ạ 15
b. Phân chia theo vùng ph c v MSC/VLR.ụ ụ 16
c. Phân chia theo vùng nh v .đị ị 16
d. Phân chia theo « 17
1.3. Phân l p m t ph ng ch c n ng cho c u trúcớ ặ ẳ ứ ă ấ 17
2.1.Mang GSM 22
2.2.HÔ Th ng CDMA.ố 26
2.2.2. Các c i m c a h th ng CDMA.đặ đ ể ủ ệ ố 26
2.2.3.1.Các k thu t dùng trong tr i ph .ỹ ậ ả ổ 29
d. Khái ni m c a h th ng tr i ph : Theo lý thuy t dung l ng c a b t k kênh thông tin c nh ệ ủ ệ ố ả ổ ế ượ ủ ấ ỳ đượ đị
ngh a b i C. Theo công th c Shannonĩ ở ứ 31
2.2.4. H th ng DSSSệ ố 32
2.2.5. Các h th ng DSSS-QPSKệ ố 35
Chu i gi ng u nhiên.ỗ ả ẫ 35
2.2.6. Mã hoá tho i v mã hoá kênhạ à 36
1.4.2.6.1. Mã hoá tho iạ 36
2.2.6.2. Mã hoá kênh 38
2.2.7.Dung l ng c a h th ng CDMA.ượ ủ ệ ố 39
Tham số 41
CH NG IVƯƠ 53
quy ho ch m ng thông tin di ngạ ạ độ 53

T doự 65
B ng ph ngằ ẳ 65
Okomura 65
GD = 3 dB ⇒ PBT = 33 + 3 + 3 +(-102) - (-104) = 41 dBm = 12,6 W 69
4.3.Ph ng án t i u hóa truy n d nươ ố ư ề ẫ 77
Phading 91
4.4.3.S d ng m t c t a hìnhử ụ ặ ắ đị 93
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
Lời nói đầu
Sự phát triển hạ tầng cơ sở là yếu tố quan trọng thúc đẩy nền kinh tế phát triển
và góp phần nâng cao đời sống xã hội của con người, thừa kế những thành tựu
của các nghµnh công nghiệp điện tử , bán dẫn , quang học, tin học và công nghệ
thông tin nền công nghiệp viễn thông trong đó có thông tin di động đã có
những bước tiến nhẩy vọt kỳ diệu đưa xã hội loài người bước sang một kû nguyên
mới : Kû nguyên thông tin .
Tất cả chúng ta đều biết rằng, chúng ta đang sống trong một xã hội thông tin
mà trong đó chúng ta phải tiếp nhận sử dụng thông tin với giá trị cao về mặt thời
gian và chất lượng. Sức cạnh tranh của tất cả các ngành công nghiệp bắt nguồn từ
việc tạo ra các giá trị lớn hơn bằng cách tận dụng các ưu thế điều kiện và thời
hạn. Vì vậy thông tin liên lạc sẽ đóng vai trò cốt lõi cho việc phát triển tương lai
của xã hội thông tin này, nó cũng nh lực lượng lao động trong nông nghiệp và
nguồn vốn trong công nghiệp .
Ngành công nghiệp thông tin liên lạc được coi là ngành công nghiệp trí tuệ
hoặc là ngành công nghiệp của tương lai, là nền tảng để tăng cường sức mạnh của
một quốc gia cũng nh cạnh tranh trong công nghiệp. Ngành công nghiệp này phải
được phát triển trước một bước so với những ngành công nghiệp khác, bởi vì sự
phát triển của các ngành khác dựa trên cơ sở thông tin liên lạc, ngành mà sẽ chỉ
không đơn giản phục vụ như một phương tiện liên lạc mà sẽ đóng vai trò như một
nguồn vốn cho xã hội tiến bộ.

Dưới sự hướng dẫn, quan tâm nhiệt tình của thầy giáo Đỗ Huy Giác, em đã
hiểu thêm được nhiều điều về lĩnh vực thông tin liên lạc cũng như hướng phát
triển của hệ thống viễn thông tại Việt Nam. Do khuôn khổ của bài viết cũng nh
còn hạn chế về kiến thức cho nên không tránh khái thiếu sót cũng nh lầm lẫn, em
mong muốn nhận được những ý kiến đóng góp thêm để hoàn thiện hơn nữa về
kiến thức của mình. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy đã giúp đỡ em
hoàn thành đợt tốt nghiệp này.
Hà Nội, 20/02/2013.
Giáo viên hướng dẫn: Pgs.ts Đỗ Huy Giác.
Sinh viên thực hiện đồ án: Cao Xuân Dương.
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
1
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
Chương i
Tổng quan về thông tin di động
1.1. tổng quan về các hệ thống thông tin di động
1.1.1. Lịch sử phát triển của thông tin di động
Điện thoại di động ra đời từ những năm 1920, khi đó điện thoại di động
được sử dụng nh là các phương tiện thông tin giữa các đơn vị cảnh sát Mü. Mặc
dù các khái niệm tổ ong, các kỹ thuật trải phổ, điều chế số và các công nghệ vô
tuyến hiện đại khác đã được biết đến hơn 50 năm trước đây, dịch vụ điện thoại
di động mãi đến đầu những năm 1960 mới xuất hiện ở các dạng sử dụng được
và khi đó nó chỉ là các sửa đổi thích ứng của các hệ thống điều vận. Các hệ
thống điện thoại di động đầu tiên này ít tiện lợi và dung lượng rất thấp so với
các hệ thống hiện nay. Cuối cùng, các hệ thống điện thoại tổ ong điều tần song
công được sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) đã xuất
hiện vào những năm 1980. Cuối những năm 1980 người ta nhận thấy rằng các
hệ thống tổ ong tương tự không loại bỏ được nhu càu ngày càng tăng vào thỊ kû
sau nếu như không loại bỏ được các hạn chế cố hữu của các hệ thống này (1)
phân bổ tần số rất hạn chế, dung lượng thấp; (2) tiếng ồn khó chịu và nhiễu xảy

ra khi máy di động chuyển dịch trong môi trường pha đinh đa tia; (3) không cho
phép giảm đáng kể giá thành của thiết bị di động và cơ sở hạ tầng; (5) không
đảm bảo tính bí mật của các cuộc gọi; (6) không tương thích giữa các hệ thống
khác nhau, đặc biệt ở Châu Âu, làm cho thuê bao không thể sử dụng được máy
di động của mình ở nước khác.
Giải pháp duy nhất để loại bỏ các hạn chế trên là phải chuyển sang sử
dụng kỹ thuật thông tin số cho thông tin di động cùng với các kỹ thuật đa truy
nhập mới.
Hệ thống thông tin di động số sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia
theo thời gian (TDMA) đầu tiên trên thế giới được ra đời ở Châu Âu và có tên
gọi là GSM. Ban đầu hệ thống này được gọi là “Nhóm đặc trách di động”
(Group Special Mobile) the tên gọi của một nhóm được CEPT (Conference of
European Postal and Telecommunications Administrations – Hội nghị các cơ
quan quản lý viễn thông và bưu chính châu Âu) cô ra để nghiên cứu tiêu chuẩn.
Sau đó để tiện cho việc thương mại hoá GSM được gọi là “Hệ thống thông tin di
động toàn cầu” (GSM: Global System for Mobile communications). GSM được
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
2
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
phát triển từ năm 1982 khi các nước Bắc Âu gửi đề nghị đến CEPT để quy định
một dịch vụ viễn thong chung châu Âu ở băng tần 900MHz. Lúc đầu vào những
năm 1982 – 1985 người ta bàn luận về việc nên xây dựng một hệ thống số hay
tương tự. Năm 1985 hệ thống số được quyết định. Bước tiếp theo là chọn lựa
giải pháp băng rộng hay băng hẹp, năm 1986 một cuộc kiểm tra ngoài hiện
trường đã được tổ chức tại Paris, các hãng đã đua tài với các giải pháp của mình.
Tháng 5 năm 1986 giải pháp TDMA băng hẹp đã được lựa chọn. Đồng thời 13
nước (ở Anh hai hãng khai thác) đã ký vào biên bản ghi nhớ (MoU:
Memorandum of Understanding) thực hiện các quy định, nh vậy đã mở ra m«t
thị trường di động số có tiềm năng lớn. Tất cả các hãng khai thác ký MoU hứa
sẽ có một hệ thống GSM vận hành vào 01/7/1991. Một số nước đã công bố kết

quả phí sóng các vùng rộng lớn ngay từ đầu, trong khi đó một số nước khác sẽ
bắt đầu phục vụ ở bên trong và xung quanh thủ đô. ở Việt Nam hệ thống thông
tin di động số GSM được đưa vào từ năm 1993, hiện nay đang được công ty
VMS và GPC khai thác rất hiệu quả.
ở Mü khi hệ thống APMS tương tự sử dụng phương thức FDMA được
triển khai vào giữa những năm 1980, các vấn đề về dung lượng đã phát sinh ở
các thị trường di động chính thức như: New York, Los Angeles và Chicago, Mü
đã có chiến lược nâng cấp hệ thống này thành hệ thống số: chuyển tới hệ thống
TDMA được Liên hiệp công nghiệp viễn thông – TIA (TIA:
Telecommunications Industry Association) ký hiệu là IS-54. Cuối những năm
1980 mọi việc trở nên rõ ràng là IS-54 tốt hơn. Tất nhiều hãng của Mü lạnh nhạt
với TDMA. AT&T là hãng lớn duy nhất sử dụng TDMA. Hãng này đã phát
triển ra một phiên bản mới: IS-136, còn được gọi là AMPS số (d-AMPS).
Nhưng không giống nh IS-54, GSM đã đạt được các thành công. Có lẽ sự thành
công này là ở chỗ các nhà phát triển ra hệ thống GSM đã dám thực hiện một hy
sinh lớn để tìm kiếm các thị trường ở Châu Âu và châu ¸ họ không thực hiện
tương thích giao diện vô tuyến giữa GSM và AMPS. Nhờ vậy các hãng
Ericssion và Nokia trở thành các hãng dẫn đầu ở cơ sở hạ tầng vô tuyến số và bỏ
lại sau các hãng Motorola và Lucent.
Tình trạng trên đã tạo cơ hội cho các nhà nghiên cứu ở Mü tìm ra một
phương án thông tin di động số mới. Để tìm kiếm hệ thống thông tin di động số
mới người ta nghiên cứu công nghệ đa truy nhập theo mã (CDMA). Công nghệ
này sử dụng kỹ thuật trải phổ trước đó đã có các ứng dụng chủ yếu trong quân
sự được thành lập vào năm 1985. Qualcom, sau đó được gọi là “thông tin
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
3
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
Qualcom” (Qualcom Communication) đã phát triển công nghệ CDMA cho
thông tin di động và đã nhận được nhiều bằng phát minh trong lĩnh vực này. Lúc
đầu công nghệ này được đón nhận một cách dè dặt do quan niệm truyền thông

vô tuyến là mỗi cuộc thoại đòi một kênh vô tuyến riêng. Đến nay công nghệ này
đã trở thành công nghệ thống trị ở bắc Mü, Qualcom đưa ra phiên bản CDMA
đầu tiên được gọi là IS-95A.
Các mạng CDMA thương mại đã được đưa vào khai thác tại Hàn Quốc và
Hồng K«ng, CDMA cũng đã được mua hoặc đưa vào thư nghÖm ở ác hentina,
Braxin, Chile, Trung Quốc, Đức, Ixraen, Pªru, Philippin, Thái Lan và mới đây
tại Nhật Bản, Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam cũng đã có kế
hoạch thử nghiệm CDMA.
ở Nhật Bản vào năm 1993, NTT đưa ra tiêu chuẩn thông tin di động số
đầu tiên của nước này: JPS (Japaness Personal Digital Cellular System – Hệ
thống tổ ong số của Nhật Bản).
Để tăng thêm dung lượng cho các hệ thống thông tin di động, tần số của
các hệ thống này đang được chuyển từ vùng 800 – 900 MHz vào vùng 1,8 – 1,9
GHz. Một số nước đã đưa vào sử dụng cả hai tần số (Dual Band).
Song song với sự phát triển của các hệ thống thông tin di động tổ ong nói
trên, các hệ thống thông tin di động hạn chế cho mang nội hạt sử dụng máy cầm
tay không dây số (Digital Cordless Phone) cũng được nghiên cứu pht. Hai hệ
thống điển hình cho loại thông tin này là DECI (Digital Enhanced Cordless
Telecommunication – Viễn thông không dây số tăng cường) của châu Âu và
PHS (Personal Handyphone System – Hệ thống máy điện thoại cầm tay cá nhân)
của Nhật Bản cũng đã được đưa vào thương mại.
Ngoài các hệ thống trồng trọt di động mặt đất, các hệ thống thông tin di
động vệ tinh: Global Star và Iridum cũng được đưa vào thương mại trong năm
1998.
Như vậy sự kết hợp giữa các hệ thống thông tin di động nói trên sẽ tạo
nên một hệ thống thông tin di động cá nhân (PCS: Personal Communication
System) cho phép mỗi cá nhân có thể thông tin ở mọi thời điểm và ở bất cứ nơi
nào mà họ cần thông tin.
Hiện nay để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các khách hàng viễn
thông về các dịch vụ viễn thông mới các hệ thống thông tin di động đang tiến tới

thế hệ ba (thế hệ một: thông tin di động tương tự; thế hệ thứ hai: thông tin di
động có xu thế hoà nhập thành một tiêu chuẩn duy nhất và có khả năng phục vụ
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
4
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
ở tốc độ bit lên đến 2Mpbs. Để phân biệt với các hệ thống thông tin di động
băng hẹp hiện nay các hệ thống thông tin di động thỊ hệ ba được gọ là cá hệ
thống thông tin di động băng rộng.
Như vậy sự kết hợp giữa các hệ thống thông tin di động nói trên sẽ tạo
nên một hệ thống thông tin di động cá nhân (PCS: Personal Communication
System) cho phép mỗi cá nhân có thể thông tin ở mọi thời điểm và ở bất cứ nơi
nào mà họ cần thông tin.
Hiện nay để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các khách hàng viễn
thông về các dịch vụ viễn thông mới các hệ thống thông tin di động đang tiến tới
thế hệ ba (thế hệ một: thông tin di động tương tự; thế hệ thứ hai: thông tin di
động có xu thế hoà nhập thành một tiêu chuẩn duy nhất và có khả năng phục vụ
ở tốc độ bit lên đến 2Mpbs. Để phân biệt với các hệ thống thông tin di động
băng hẹp hiện nay các hệ thống thông tin di động thỊ hệ ba được gọ là cá hệ
thống thông tin di động băng rộng.
ở Việt Nam, GPC và VMS hiện đang khai thác hai mạng thông tin di
động số Vinaphone và MobiFone theo tiêu chuẩn GSM. Công ty SPT liên doanh
với công ty SLD dự kiến sẽ đưa vào khai thác hệ thống thông tin di động theo
tiêu chuẩn IS-2000 1x (pha 1 của CDMA 2000) vào cuối năm 2001. Hiện nay số
thuê bao di động ở Việt Nam đã chiếm hơn 20% tổng số thuê bao toàn quốc. Sự
gia tăng nhanh chóng số lượng thuê bao di động đã dẫn đến nảy sinh vấn đề về
dung lượng hệ thống. Để giải quyết vấn đề này cần có các giải pháp sau:
− Quy hoạch tối ưu cho mạng hiện có: quy hoạch hợp lý vùng phí sóng,
thu nhỏ «, sử dụng biện pháp nhảy tần (cho GSM), tăng dung lượng tổng đài
− Chuyển sang sử dụng băng tần cao hơn (1800 MHz).
Ngoài ra đê đáp ứng các dịch vụ mới nhất là các dịch vụ truyền số liệu,

các hãng khai thác dịch vụ thông tin di động ở Việt Nam đang nghiên cứu
chuyển dần sang thông tin di động thế hệ ba. Trø¬c mắt các công nghệ thông tin
di động thế hệ 2,5 được đưa vào sử dụng. Hai nhà khai thác mạng Vinaphone và
MobileFone đã đưa vào mạng của họ công nghệ WAP và GPRS, còn SPT sử
dụng ngay từ đầu tiêu chuẩn IS-20001x. Các công nghệ này cho phép tăng dung
lượng truy nhập lên đến 144 kbps và truy nhập trực tiếp vào mạng Internet.
1.1.2. Các đặc tính cơ bản của hệ thống thông tin di động.
Ngoài nhiệm vụ phải cung cấp các dịch vụ nh mạng điện thoại cố định thông
thường, các mạng thông tin di động phải cung cấp các dịch vụ đặc thù cho mạng
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
5
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
thông tin được để đảm bảo thông tin mọi nơi mọi lúc.
Để đảm bảo được các chức năng nói trên các mạng thông tin di động phải đảm
bảo một số đặc tính cơ bản chung sau đây:
 Sử dụng hiệu quả băng tần được cấp phát để đạt được dung lượng cao do
sự hạn chế của dải tần vô tuyến sử dụng cho thông tin di động.Đảm bảo chất
lượng truyền dẫn yêu cầu. Do truyền dẫn được thực hiện bằng vô tuyến là môi
trường truyền dẫn hở, nên tín hiệu dễ bị ảnh hưởng của nhiễu và phadinh. Các hệ
thống thông tin di động phải có khả năng hạn chế tối đa các ảnh hưởng này.
Ngoài ra để tiết kiệm băng tần ở mạng thông tin di động số chỉ có thể sử dụng các
Codec tốc độ thấp. Nên phải thiết kế các Codec này theo công nghệ đặc biệt để
được chất lượng truyền dẫn cao.
 Đảm bảo an toàn thông tin tốt nhất. Môi trường truyền dẫn vô tuyến là
môi trường rất dễ bị nghe trém và sử dụng trém đường truyền nên cần phải có
biện pháp đặc biệt để đảm bảo an toàn thông tin. Để đảm bảo quyền lợi của người
thuê bao cần giữ bí mật số nhân dạng thuê bao và kiểm tra tính hợp lệ của mỗi
người sử dụng khi họ truy nhập mạng. Để chống nghe trộm cần mật mã hoá thông
tin của người sử dụng. ở các hệ thống thông tin di động mỗi người sử dụng có
một khoá nhận dạng bí mật riêng được lưu giữ ở bộ nhớ an toàn. ở hệ thống GSM

SIM-CARD được sử dụng SIM-CARD có kích thước như một thể tín dụng.
Người thuê bao có thể cắm thể này vào máy di động của mình và chỉ có người
này có thể sử dụng nó. Các thông tin lưu giữ ở SIM-CARD cho phép thực hiện
các thủ tục an toàn thông tin.
 Giảm tối đa rít cuộc gọi khi thuê bao di động chuyển từ vùng phí sóng
này sang vùng phí sóng khác.
 Cho phép phát triển các dịch vụ mới, nhất là dịch vụ phi thoại
 Để mang tính toàn cầu phải cho phép chuyển mạng quốc tế (International
Roaming).
 Các thiết bị cầm tay phải gọn nhẹ và tiêu thụ ít năng lượng.
1.1.3. Giới thiệu chung xu thế phát triển của mạng thông tin di động.
Tổng kết quá trình và xu thế phát triển của các hệ thống thông tin di động trên
thế giới được cho ở hình 1.1. Hình vẽ cho thấy sự phát triển của hệ thống điện
thoại di động tổ ong (CMTS: Cellular Mobile Telephone System) và nhắn tin (PS:
Paging System) tiến tới một hệ thống chung toàn cầu tương lai. Để đại diện cho
các hệ thống thông tin di động hình vẽ 1.1 chỉ đưa ra các hệ thống điển hình nhất.
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
6
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
Các hệ thống thông tin di động tổ ong tương tự thế hệ một được đưa ra trên
hình vẽ bao gồm:
Amps Advanced Mobile Phone Service – dịch vụ điện thoại di
động tiên tiến
Namps Narrow AMPS – AMPS băng hẹp
Tacs Total Access Communication
System
- Hệ thống thông tin truy nhập toàn bộ
Etacs Extended TACS - TACS mở rộng
Nmt 450 Nordic Mobile Telephone 450 - Hệ thống điện thoại đông Bắc Âu băng tần
450MHz

Nmt 900 - Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu băng tần 900MHz
Ntt Nippon Telegraph and
Telephone
- Hệ thống do NTT phát triển
Jtacs Japanese TACS
Ntacs Narrow TACS
Các hệ thống thông tin di động tổ ong số thế hệ hai được đưa ra trên hình vẽ bao gồm
Is – 54b tdma
Is – 136 tdma
Is – 95 cdma
Gsm Global System for Mobile - Hệ thống thông tin di động toàn cầu
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
7
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
Communications
Pcn Personal Communication
Network
- Mạng thông tin cá nhân
Ct – 2 Cordless Phone - 2 - Điện tho¹ không dây 2
Dect Digital Enhaced Cordless
Telecommunication
- Viễn thông không dây số tăng cường
Pdc Personal Digital Cellular - Hệ thống tổ ong cá nhân
Các hệ thống nhắn tin trên hình vẽ bao gồm:
Pocsag Post Office Code Standarization
Advisory Group
- Nhóm cố vấn tiêu chuẩn hoá mã bưu điện
ermes European Radio Message
System
- Hệ thống nhắn tin vô tuyến châu Âu

Các hệ thống thông tin di động số hiện nay đang ở giai đoạn thế hệ hai cộng và
chuyển dần lên 3G. Để đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ thông
tin di động ngay từ các năm đầu của những năm 1990 người ta đã tiến hành
nghiên cứu hoạch định hệ thống thông tin di động thế hệ ba. ITU-R đang tiến
hành công tác tiêu chuẩn hoá cho hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000
(trước đây là FPLMTS). ở châu Âu, ETSI đang tiến hành tiêu chuẩn hoá phiên
bản của hệ thống này với tên gọi là UMTS (Universal Mobile Telecommunication
System – Hệ thống viễn thông di động toàn cầu). Hệ thống mới này sẽ làm việc ở
dải tần 2GHz. Nó sẽ cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ bao gồm từ các dịch vụ
thoại và số liệu thấp hiện nay cho đến các dịch vụ số liệu cao, video và truyền
thanh. Tốc độ cực đại của người sử dụng sẽ đến 2Mpbs. Tốc độ cực đại này sẽ chỉ
có ở các « pico trong nhà, còn các dịch vụ mới tốc độ 14,4 Kbps sẽ được đảm bảo
cho di động thông thường ở các « m¶cco. Người ta cũng đang tiến hành nghiên
cứu các hệ thống vô tuyến thỊ hệ bốn có tốc độ cho người sử dụng lớn hơn
2Mbps. ở hệ thống di động băng rộng MBS (Mobile Broadband System) dự kiến
nâng tốc độ của người sử dụng đến STM-1. Đối với MBS các sóng mang được sử
dụng ở các bước sóng mm và độ rộng băng tần 64GHz.
1.2. cấu trúc chung của hệ thống thông tin di động.
1.2.1. Mô hình tham khảo hệ thống thông tin di động.
Một hệ thống di động bao gồm nhiều phần tử vật lý, chóng có thể là các bộ phận
riêng rẽ hay đặt cùng với các phần tử logic khác. Tuy nhiên các phần tử này phải
tương tác với nhau để kết hợp hoạt động. Để tương tác, các bản tin phải được
phát đi trên các giao diện giữa hai phần tử. Nếu hai bộ phận chức năng tách biệt
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
8
ỏn tt nghip - ĐHDL ụng ụ.
v nu giao din c chun hoỏ thỡ nh cung cp dch v cú th m bo hot
ng tt vỡ tiờu chun liờn kt ny cú th khụng bao hm c tt c cỏc khớa
cnh khai thỏc. Phn ny s trỡnh by cỏc b phn chc nng v cỏc giao din ó
c chun hoỏ gia cỏc b phn ny.

Mụ hỡnh tham kho h thng thụng tin di ng c cho hiình 1.2
Hỡnh.1.2 Mụ hỡnh tham kho h thng thụng tin di ng
Cỏc phn t ca mụ hỡnh tham kho nh sau:
* Trm di ng, MS
MS (Mobile Station) l thit b duy nht m ngi s dng cú th
thng xuyờn nhỡn thy h thng. MS cú th l thit b t trong ô tụ hay thit b
xỏch tay hoc thit b cm tay. Loi thit b nh cm tay s l thit b trm di
ng ph bin nht. Ngoi vic cha cỏc chc nng v tuyn chung v x lý cho
giao din vụ tuyn MS cũn phi cung cp cỏc giao din vi ngi s dng (nh:
micro, loa, mn hin th, bn phớm qun lý cuc gi) hoc giao din vi mt s
thit b khỏc (nh: giao din vi mỏy tớnh cỏ nhõn, FAX). Hin nay ngi ta
ang c gng sn xut cỏc thit b u cui gn nh u ni vi trm di ng.
Vic la chn cỏc thit b u cui hin m cho cỏc nh sn xut. Chc nng
chớnh ca cỏc thit b u cui gm:
Thit b u cui (TE) thc hin cỏc chc nng khụng liờn quan n
mng di ng: FAX, mỏy tớnh
Kt cui trm di ng (MT) thc hin cỏc chc nng liờn quan n
truyn dn giao din vụ tuyn.
B thớch ng u cui (TAF) lm vic nh mt ca núi thụng thit b
u cui vi kt cui di ng. Cn s dng b thớch ng u cui khi giao din
ngoi trm di ng tuõn theo tiờu chun ISDN u ni u cui cũn thit b
Sinh viờn: Cao Xuõn Dng Lp DT14 Khúa 14 Khoa: ĐTVT.
9
MTO
MTO
TEL
S_
R_
MTO
TEL

R_
MTO
TEL
M3
U_
MSC
X
AUX
O
O
S
E
F
C
HLR
D
2
D
1
A
B
L
I
W
F
MSC
DMH
I
AUCAUC
VLF

BSCBTS
BTS
A
R
PSTN
TE2
DCE
TE2
R
PLMN
S
ISDN
PSPDN
TA
R
TE2
DCE
Các mạng ngoài
Các VLR khác
G
Các bộ quản lý di động
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
đầu cuối lại có giao diện đầu cuối – modem.
* Trạm thu phát gốc, BTS
Một BTS (Base Transceiver Station) bao gồm các thiết bị phát thu và anten và
xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vô tuyến. Có thể coi BTS là các modem vô
tuyến phức tạp có thêm một số các chức năng khác. một bộ phận quan trọng của
BTS là TRAU (Transcoder/Adapter Rate Unit – Khối chuyển đổi mã và tốc độ).
TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải mã tiếng đặc thù riêng cho hệ
thống di động được tiến hành, ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường

hợp truyền số liệu. TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể đặt nó
cách xa BTS và thậm chí trong nhiều trường hợp nó được đặt giữa BSC và MSC.
*Bé điều khiển trạm gốc, BSC
BSC (Base Station Controller) có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến
thông qua các lệnh điều khiển từ xa của BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các
lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao (Handover). Một
phía BSC được nối với BTS còn phái kia nối với MSC. Trong thực tế BSC là một
tổng đài nhỏ có khả năng tính toán đáng kể. Vai trò chủ yếu của nó là quản lý các
kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển giao. Một BSC trung bình có thể quản lý tới
vài chục BTS phụ thuộc vào lưu lượng của các BTS này. BTS cũng có thể kết
hợp chung với BSC vào một trạm gốc.
* Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động, MSC
ở hệ thống thông tin di động chức năng chuyển mạch chính được thực hiện bởi
MSC (Mobile Services Switching Center), nhiệm vụ chính của MSC là điều phối
việc thiết lập cuộc gọi đến các người sử dụng mạng thông tin di động. Một mặt
MSC giao diện với BSC, mặt khác nó giao diện với mạng ngoài. MSC làm nhiệm
vụ giao diện với mạng ngoài được gọi là MSC cổng (GMSC: Gate MSC). Việc
giao diện với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho các người sử dụng mạng
thông tin di động đòi hỏi cổng thích ứng IWF (IWF – InterWorking Function –
Các chức năng tong tác). Mạng thông tin di động cũng cần giao diện với mạng
ngoài để sử dụng các khả năng truyền tải của các mạng này cho việc truyền tải số
liệu của người sử dụng hoặc báo hiệu giữa các phần tư của mạng. Chẳng hạn
mạng thông tin di động có thể sử dụng mạng báo hiệu kênh chung số 7 (CCS
No7), mạng này đảm bảo hoạt động tương tác giữa các phần tử trong một hay
nhiều mạng thông tin di động. MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và
quản lý một số các bé điều khiển trạm gốc (BSC). Một tổng đài MSC thích hợp
cho một vùng đô thị và ngoại « có dân cư vào khoảng một triệu người (với mật độ
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
10
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.

thuê bao trung bình).
Để kết nối MSC với một số trạm khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyền
dẫn của mạng thông tin di động với các mạng này. Các thích ứng này được gọi là
các chức năng tương tác (IWF: IterWorking Function). IWF bao gồm một thiết bị
để thích ứng giao thức và truyền dẫn. Nó cho phép kết nối với các mạng: PSPDN
(Packet Switched Public Data Network – Mạng số liệu công cộng chuyển mạch
gói) hay CSPDN (Circuit Switched Public Data Network – Mạng số liệu công
cộng chuyển mạch kênh), nó cũng tồn tại khi các mạng khác chỉ đơn thÇun là
PSTN (Public Switched Telephone Network – mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng) hay ISDN (Intergrated Serivces Digital Network – Mạng số liên kết
đa dịch vụ). IWF có thể được thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở
thiết bị riêng. ở trường h¬p hai giao tiếp giữa MSC và IWF được để mở.
* Bộ ghi định vị thường trú, HLR.
Ngoài MSC mạng thông tin di động bao gồm cả các cơ sở dung lượng. Các
thông tin liên quan đến việc cung cấp các dịch vụ viễn thông được lưu giữ ở HLR
(Home Location Register) không phụ thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao.
HLR cũng chứa các thông tin liên quan đến vị trí hiện thời của thuê bao. Thường
HLR là một máy tính đứng riêng không có khả năng chuyển mạch và có khả năng
quản lý hàng trăm ngàn thuê bao. Một chức năng con của HLR là nhận dạng
trung tâm nhận thực AUC, nhiệm vụ của trung tâm này quản lý an toàn số liệu
của các thuê bao được phép.
* Bộ ghi định vị trạm trú, VLR.
VLR (Visitor Loaction Register) là cơ sở dung lượng thứ hai trong mạng
thông tin di động. Nó được nối với một hay nhiều MSC và có nhiệm vụ lưu giữ
tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiện đang nằm trong vùng phục vụ của
MSC tương ứng và đồng thời lưu giữ số liệu về vị trí của các thuê bao nói trên ở
mức độ chính xác hơn HLR. Các chức năng VLR thường được liên kết với các
chức năng MSC.
* MSC cổng, GMSC.
Mạng thông tin di động có thể chứa nhiều MSC, VLR, HLR. Để thiết lập một

cuộc gọi từ mạng ngoài đến người sử dụng thông tin di động, trước hết cuộc gọi
phải được định tuyến đến một tổng đài cổng được gọi là GMSC mà không cần
biết đến hiện thời thuê bao vào ở đâu. Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thông
tin về vị trí của thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê
bao ở thời điểm hiện thời (MSC tạm trú). Để vậy trước hết các tổng đài cổng phải
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
11
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
dựa trên số thoại danh bạ của thuê bao để tìm đúng HLR cần thiết và hỏi HLR
này. Tổng đài cổng có một giao tiếp với các mạng bên ngoài, thông qua giao tiếp
này nó làm nhiệm vụ cổng để kết nối các mạng bên goµi với mạng thông tin di
động. Ngoài ra tổng đài này cũng có giao diện báo hiệu số 7 (CCS No7) để có thể
tương tác với các phần tử khác của mạng thông tin di động. Về phương diện kinh
tế không phải bao giờ tổng đài cổng cũng đứng riêng mà nó thường được kết hợp
với MSC.
* Khai thác và bảo dưỡng mạng
Hệ thống khai thác OS (Operation System) thực hiện khai thác và bảo dưỡng
tập trung cho mạng thông tin di động.
Khai thác là các hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của
mạng như: tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao (handover) giữa
hai « nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sta được toàn bộ chất lượng của dịch vụ
mà họ cung cấp cho khách hàng và kịp thời xử lý các sự cố. Khai thác cũng bao
gồm việc thay đổi cấu hình để giảm những vấn đề xuất hiện ở thời điểm hiện thời,
để chuẩn bị tăng lưu lượng trong tương lai, tăng vùng phí. Việc thay đổi mạng có
thể thực hiện “mềm” qua báo hiệu (chẳng hạn thay đổi thông số chuyển giao để
thay đổi biên giới tương đối giữa hai «), hoặc thực hiện cứng đòi hỏi sự can thiệp
tại hiện trường (chẳng hạn bổ sung thêm dung lượng truyền dẫn hay lắp đặt một
trạm mới). ở hệ thống viễn thông hiện đại khai thác được thực hiện bằng máy tính
và được tập trung ở một trạm.
Bảo dưỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố, hỏng hóc.

Nó có một số quan hệ với khai thác. Các thiết bị ở mạng viễn thông hiện đại có
khả năng tự phát hiện một số sự cố hay dự báo sự cố thông qua tự kiểm tra. Trong
nhiều trường hợp người ta dự phòng cho thiết bị để thiết bị sự cố có thể thay thế
bằng thiết bị dự phòng. Sự thay thế này có thể được thực hiện tự động. Ngoài ra
việc giảm nhẹ sự cố có thể được thực hiện bởi người khai thác bằng điều khiển từ
xa. Bảo dưỡng cũng bao gồm cả các hoạt động tại hiện trường nhằm thay thế thiết
bị sự cố.
Hệ thống khai thác và bảo dưỡng có thể được xây dựng trên nguyên lý TMS
(Telecommunication Management Network – Mạng quản lý viễn thông). Khi này
một hệ thống khai thác và bảo dưỡng được nối đến các phần tử của mạng viễn
thông (các MSC, BSC, HLR và các phần tử mạng khác trị BTS, vì truy nhập đến
BTS được thực hiện qua BSC). Mặt khác hệ thống khai thác và bảo dưỡng lại
được nối đến một máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp người máy. Hệ thống này
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
12
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
thường được gọi là OMC (Operation and Maintenance Center – Trung tâm khai
thác và bảo dưỡng).
* AUX: Thiết bị bổ trợ.
* Quản lý thuê bao và trung tâm nhận thực, AUC
Quản lý thuê bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao. Nhiệm vụ đầu
tiên là nhập và xoá thuê bao khái mạng. Đăng ký thuê bao cũng có thể rất phức
tạp, bao gồm nhiều dịch vụ và các tính năng bổ sung. Nhà khai thác phải truy
nhập được tất cả các thông số nói trên. Một nhiệm vụ quan trọng khác của khai
thác là tính cước các cuộc goi. Cước phí phải được tính và gửi đến thuê bao.
Quản lý thuê bao ở mạng thông tin di động chỉ liên quan đến HLR và một số thiết
bị OS riêng chẳng hạn mạng nối HLR với các thiết bị giao tiếp người máy ở các
trung tâm giao dịch với thuê bao. Việc quản lý thuê bao được thiết bị thông qua
một khoá nhận dạng bí mật duy nhất cho từng thuê bao. AUC (Authentication
Center) quản lý các thông tin nhận thực và mật mã liên quan đến từng cá nhân

thuê bao dựa trên kháo bí mật này. AUC có thể được đặt trong HLR hay MSC
hay độc lập với cả hai. Khoá này cũng được lưu giữ vĩnh cửu và bí mật trong bộ
nhớ ở MS, ở GSM bộ nhớ này có dạng SIM – Card có thể rót ra và cắm lại được.
* Quản lý thiết bị di động, EIR.
Quản lý thiết bị di động được thực hiện bởi bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR
(Equipment Identify Register). EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến trạm
di động MS, EIR được nối đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra sự được
phép của thiết bị. Một thiết bị không được phép sẽ bị cấm. (Lưu ý khác với thiết
bị sự được phép của thuê bao được xác nhận bởi AUC).
* Bộ xử lý bản tin số lượng, DMH.
DMH (Data Message Handler) được sử dụng để thu thập các dữ liệu tính cước.
* Các mạng ngoài.
Các mạng thông tin này bao gồm mạng điện thoại chuyển mạch công cộng
PSTN (Public Switched Telephone Network), mạng số liệu liên kết đa dịch vụ
ISDN (Intergrated Services Digital Network), mạng di động công cộng mặt đất
PLMN (Public Land Mobile Network) và mạng số liệu công cộng chuyển mạch
gói PSPDN (Packet Switched Public Data Networ).
Các giao diện sau đây được định nghĩa giữa các phần tử khác nhau của hệ
thống.
* BS đến MSC (giao diện A)
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
13
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
Giao diện giữa trạm gốc và MSC để bảo đảm báo hiệu và lưu lượng (cả số liệu
lẫn tiếng).
* Giao diện BTS đến BSC (A-bis)
Nếu trạm gốc được chia thành BTS và BSC thì giao diện này được định nghĩa.
* Giao diện MSC với PSTN (A)
Giao diện này được định nghĩa nh giao diện tương tự sử dụng hoặc báo hiệu
đa tần hai tông (DTMF) hay báo hiệu đa tần (MF).

* MSC với VLR (giao diện B)
Giao diện này được định nghĩa ở tiêu chuẩn giao thức GSM hoặc TIA IS-41.
* MSC với HLR (giao diện C)
Giao diện này được định nghĩa ở tiêu chuẩn giao thức GSM hoặc IS-41.
* HLR với VLR (giao diện D)
Đây là giao diện báo hiệu giữa HLR và VLR được xây dựng trên cơ sở sinh
hoạt số 7.
Hiện nay nó được định nghĩa ở tiêu chuẩn giao thức GSM hoặc TIA IS – 41.
* MSC với ISDN (giao diện D)
Đây là giao diện số với ISDN.
* MSC với MSC (giao diện E)
Đây là giao diện lưu lượng và báo hiệu giữa các tổng đài của mạng di động.
* Giữa MSC và EIR (giao diện F)
Vì EIR chưa được định nghĩa nên giao diện này cũng chưa được định nghĩa.
* Giữa VLR với VLR (giao diện G)
Giao diện này được sử dụng khi cần thông tin giữa các VLR.
* HLR với AUC (giao diện H)
Đây là giao diện giữa bộ xử lý bản tin được với MSC
* DMH với MSC (giao diện I)
Đây là giao diện giữa bộ xử lý bản tin ới MSC
* MSC với IWF (giao diện F)
Giao diện này được định nghĩa bởi chức năng tương tác
* MSC với PLMN (giao diện M
i
)
Đây là giao diện thông tin di động khác
* MSC với OS (giao diện O)
Đây là giao diện với hệ thống khai thác. hiện đang được định nghĩa
* MSC với PSPDN (giao diện P
i

)
Đây là giao diện giữa MSC với mạng chuyển mạch gói
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
14
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
* Bộ thích ứng đầu cuối TA (Terminal Adapter) với thiết bị đầu cuối TE
(Terminal Equipment) (giao diện R)
Đây là giao diện đặc thù cho từng loại đầu cuối được kết nối với MS.
* ISDN với TE (giao diện S)
Đây là giao diện được định nghĩa ở hệ thống ISDN
* BS với MS (giao diện U
m
)
Đây là giao diện vô tuyến
* PSTN với DCE (giao diện W)
Giao diện này được định nghĩa ở hệ thống PSTN
* MSC với AUX (giao diện X)
Giao diện này phụ thuộc vào thiết bị bổ sung kết nối với MSC.
Tổng quát hệ thống thông tin di động thường được chia thành các hệ thống
con sau đây.
Hệ thống con chuyển mạch SS bao gồm các khối chức năng: MSC, VLR,
HLR, AUC, EIR, GMSC.
Hệ thống con khai thác OSS thực hiện chức năng: khai thác, bảo dưỡng và
quản lý cho toàn bộ hệ thống.
Trạm di động MS thực hiện chức năng sau:
 Thiết bị vật lý để giao tiếp giữa thuê bao di động với mạng qua đường vô
tuyến
 Đăng ký thuê bao, ở chức năng thứ hai này mỗi thuê bao phải có một bố
nhớ để lưu giữ số nhận dạng bí mật (ở GSM bộ nhớ này là sim – card)
1.2.2. Cấu trúc địa lý của hệ thống thông tin di động.

Do tính chất di động của thuê bao di động nên mạng thông tin di động phải
được tổ chức theo một cấu trúc địa lý nhất định sao cho có thể theo dõi được vị trí
của thuê bao.
a. Phân chia theo vùng mạng.
Trong một quốc gia có thể có nhiều vùng mạng viễn thông, việc gọi vào một
vùng mạng nào đó hải được thực hiện thông qua tổng đài cổng. Các vùng mạng di
động được đại diện bằng tổng đài cổng GMSC. Tất cả các cuộc gọi đến một mạng
di động từ một mạng khác đều được định tuyến đến GMSC. Tổng đài này làm
việc nh một tổng đài trung kế vào cho mạng GSM/PLMN. Đây là nơi thực hiện
chức năng hỏi để định tuyến cuộc gọi kết cuối ở trạm di động. GMSC cho phép
hệ thống định tuyến các cuộc gọi vào từ mạng ngoài đến nơi nhận cuối cùng: các
trạm đi động bị gọi.
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
15
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
Hình 1.3: Phân chia theo vùng mạng.
b. Phân chia theo vùng phục vụ MSC/VLR.
Một mạng thông tin di động được phân chia thành nhiều vùng nhỏ, hơn nữa,
mỗi vùng nhỏ này được phục vụ bởi một MSC/VLR (hình 1.3). Ta gọi đây là
vùng phục vụ của MSC/VLR. Để định tuyến một cuộc gọi đến một thuê bao di
động, đường truyền qua mạng sẽ được nối đến MSC dang phục vụ thuê bao di
động cần gọi. ở mỗi vùng phục vụ MSC.VLR thông tin về thuê bao được ghi lại
tạm thời ở VLR. Thông tin này bao gồm hai loại:
 Thông tin về đăng ký các dịch vụ của thuê bao
 Thông tin về vị trí của thuê bao (thuê bao đang ở vùng định vị nào)
c. Phân chia theo vùng định vị.
Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị LA
(Location Area) (hình 1.4). Vùng định vị là một phần củ vùng phục vụ MSC/VLR
mà ở đó một trạm di động có thể chuyển động tự do và không cần cập nhật thông
tin về vị trí MSC/VLR quản lý vị trí này. Có thể nói vùng định vị là vị trí cụ thể

nhất của trạm di động mà mạng cần biết để định tuyến cho một cuộc gọi đến nó. ở
vùng định vị này thông báo tìm sẽ được phát quảng bá để tìm thuê bao di động bị
gọi. Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng vùng
định vị (LAI: Location Area Identify). Vùng định vị có thể bao gồm một số « và
thuộc một hay nhiều BSC, nhưng chỉ thuộc một MSC.
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
16
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
Hình 1.4: Phân chia vùng MSC/VLR thành các vùng định vị LA.
d. Phân chia theo «.
Vùng định vị được chia thành một số « (hình 1.5). ¤ là một vùng phí vô tuyến
được mạng nhận dạng bằng nhận dạng « toàn cầu (CCI: Cell Global Identify).
Trạm di động nhận dạng « bằng mã nhận dạng trạm gốc (BSIC:
Base Station Identify Code). Vùng phí của các « thường được mô phỏng bàng
hình lục giác để tiện cho việc tính toán thiết kế.

Hình 1.5. Phân chia vùng thành các «.
1.3. Phân lớp mặt phẳng chức năng cho cấu trúc
Thường cấu trúc của một hệ thống có thể được trình bảy ở dạng phân lớp
mặt phẳng như ở hình 1.6, trong đó mỗi mặt phẳng thể hiện các chức năng mà
các thiết bị phải thực hiện. Trục thẳng đứng thể hiện mức độ trừu tượng tăng
dần, còn trục ngang thể hiện phân bố theo không gian. Khối thẳng đứng thể hiện
thiết bị.
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
17
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
ở lĩnh vực viễn thông phương pháp tốt nhất để phân nhóm các chức năng
là sử dụng mô hình kết nối hệ thống mở (OSI: Open System Interconnection).
Các chức năng được nhóm thành các mặt phẳng chức năng xếp thành các tầng.
Mặt phẳng thấp nhất để truyền dẫn thông tin giữa các phần tử cách xa nhau dựa

trên môi trường vật lý cứng,trong khi đó mạt phẳng cao nhất thể hiện cảnh nhìn
từ người sử dụng bên ngoài. Mỗi mặt phẳng (hay lớp) cung cấp dịch vụ cho lớp
cao hơn tiếp theo, các dịch vụ này bản thân lại là sự tăng cường của các dịch vụ
cung cấp bởi lớp ngay dưới thấp hơn. Các thiết bị hay các phần tư hệ thống được
tình bày theo phương thẳng đứng còn mặt cắt giữa thiết bị và mặt phẳng lớp
tương ứng với các chức năng mà thiết bị này phải thực hiện theo các mục tiêu
của lớp. Ngoài tổ chức phân lớp nói trên (dựa trên khái niệm cung cấp dịch vụ
của lớp này cho lớp khác) còn có tổ chức theo gt. Nói chung các lớp thấp hơn
tương ứng với phạm vi thời gian ngắn hơn, trong khi đó các lớp cao hơn sẽ
nhóm các chức năng có phạm vi thời gian lâu hơn. ở mỗi lớp các phần tử cộng
tác với nhau để cung cấp dịch vụ cần thiết qua việc trao đổi thông tin. Các quy
tắc của các trao đổi nói trên được xác định bởi các điểm chuẩn nơi mà dòng
thông tin cắt ngang một giao diện giữa hai phần tử khác nhau. Các quy tắc này
được gọi là các giao thức báo hiệu. Không nên nhầm giữa giao diện và giao
thức. Giao diện là nơi tiếp xúc giữa hai phần tử lân cận và vì thế nó có thể mang
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
Nhóm vật lý
thiết bị
Tăng mức
Trừu tượng
bố chức năng
Mặt phẳng phân
Phân bố không gian
Hình 1.6. Phân lớp mặt phẳng chức năng.
18
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
các dòng thông tin thuộc nhiều cặp phần tử khác nhau: nhiều giao thức khác
nhau. Chẳng hạn giao diện vô tuyến ở thông tin di động là điểm quá giang cho
các bản tin thuộc nhiều giao tiếp: giữa MS và BTS (truyền dẫn), giữa MS và
MSC (để quản lý truyền dẫn ở giao diện vô tuyến), giữa MS và MSC (để quản

lý di động của người sử dụng và quản lý thông tin) hoặc thậm chí cả giữa MS và
HLR để thiết lập các dịch vụ bổ sung (hình 1.7).
Hình 1.7
Ký hiệu:
SS: Supplªmonitorary Services - Dịch vụ bổ sung
CM: Connect Managªmonitor - Quản lý nối thông
MM: Mobility Management - Quản lý di động
RR: Radio Resource Management - Quản lý tài nguyên vô tuyến
Hình 1.7. Cho thấy việc phân tích một giao diện thành một ngăn xếp các
giao thức,trong đó mỗi phần tử của ngăn xếp (giao thức) liên quan đến mặt cắt
giữa mặt phẳng chức năng và giao diện. Ngoài ra ta có thể theo đường truyền
của chúng, nếu các phần tử đồng cấp với nhau không nằm cách nhau. Tuy nhiên
sự khác nhau về hai khái niệm nói trên thường không được phân biệt ở các tiêu
chuẩn. Vì vậy tiêu chuẩn ‘giao diện” thực chất là tiêu chuẩn “giao thức”.
Để lập tiêu chuẩn cho các giao thức, các chức năng ở các mặt phẳng lại
được cắt mảnh thành mảng hở để đảm bảo tính ổn định của các mảnh và tránh
được sự quá phức tạp của các giao thức. Hình 1.8 cho thấy cấu trúc tổng quát
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
19
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
các mặt phẳng chức năng của hệ thống thông tin di động. Mặt phẳng dưới cùng
là cơ sở của hệ thống viễn thông: mặt phẳng truyền dẫn, nó cung cấp các
phương tiện truyền dẫn cho các nhu cầu thông tin của các người sử dụng cũng
như trao đổi thông tin giữa các phần tử cộng tác. Truyền dẫn là lĩnh vực của các
sự kiện có phạm vi thời gian rất ngắn, từ vài micro giây (điều chế bit) đến vài
giây (truyền dẫn bản tin).
Mặt cao hơn tiếp theo là mặt quản lý tài nguyên truyền dẫn. ở các mạng
viễn thông mặt này thường được nhóm chung với các chức năng quản lý thông
tin vì quản lý cố định thể hiện một bộ phận nhỏ của vấn đề này. Tuy nhiên ở một
hệ thống tổ ong như thông tin di động việc quản lý các tài nguyên truyền dẫn là

một vấn đề phức tạp và vì thỊ cần một mặt phẳng chức năng riêng. Mặt phẳng
này được gọi là lớp quản lý tài nguyên vô tuyến hay lớp RR (Radio Resuore
Management). Lớp RR đảm bảo các kết nối ổn định giữa các trạm di động MS
và các MSC để đảm bảo sự di động của người sử dụng trong quá trình gọi
(chuyển giao). Về quan điểm thời gian mặt phẳng này và hai mặt phẳng tiếp
theo xử lý các sự kiện ở phạm vi cuộc gọi từ vài giây đến vài phút. Tiếp theo là
một mặt phẳng nhỏ, mặt phẳng này không được nhóm chung với mặt quản lý
thông tin vì nó mang đặc thù của mạng thông tin di động. Lớp quản lý di động
hay lớp MM (Mobility Management) có nhiệm vụ quản lý các cơ sở dung lượng
về thuê bao và đặc biệt là dữ liệu về vị trí của thuê bao. Một nhiệm vụ bổ sung
nữa của lớp này là quản lý tính bảo mật của thuê bao: nhận thực, sim – card,
HLR và AUC là thí dụ về các phần tử tham gia vào các hoạt động MM. Lớp
MM bổ sung vào các chức năng truyền dẫn do các lớp dưới cung cấp phương
tiện để theo dõi thuê bao khi nó không bận thông tin và các chức năng liên quan
đến an toàn. Mặt phẳng tiếp theo ít đặc trưng hơn cho thông tin di động. Nó sử
dụng cơ sở ổn định doc¸c lớp RR và MM cung cấp để đảm bảo các dịch vụ viễn
thông cho người sử dụng. Ta gọi nó là lớp quản lý thông tin hay lớp CM
(Connection Management).
Nó bao gồm một số các phần tử độc lập với nhau phụ thuộc vào kiểu dịch
vụ, HLR, VLR, nhất là MSC tham gia rất lớn vào lớp này. Các lớp RR, MM,
CM đảm bảo chất lượng phục vụ cao cho người sử dụng. Tuy nhiên để có một
bức tranh hoàn thiện cần phải bổ sung thêm một mặt phẳng khác: mặt phẳng
khai thác, quản lý và bảo dưỡng (OAM: Operation Adminstration and
Maintenance), mặt phẳng này cung cấp phương tiện cho các hoạt động của nhà
khai thác. Về mặt dịch vụ lớp này thực ra không cao hơn các lớp khác, vì nó
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
20
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
không trực tiếp tăng cường các dịch vụ mà các lớp khác cung cấp cho người sử
dụng. Lớp này được đặc trưng bởi phạm vi thời gian lâu hơn các lớp khác,

thường từ vài giờ hay vài ngày đến vài năm. Tất nhiên nó quan hệ với OS.
BTS
BSC
MSC/VLR
GMSCHLR
MS
CM
MM
RR
TruyÒn
MS
dÉn
BTS BSC MSC/VLR
Hình 1.8: Cấu trúc giao thức của hệ thống thông tin di động.
Ký hiệu:
GMSC: Gate Mobile Services Switching Center - Trung tâm chuyển mạch
các dịch vụ di động cổng.
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
21
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
CHƯƠNG II
Công Nghệ & Các Chỉ Tiêu Của Hệ Thống Thông Tin
Di Động
2.1.Mang GSM
2 .1.1 . C á c ® ặ c t í n h c ủ a m ¹ n g t h ô n g t i n d i đ ộ n g G S M
Tị các khuyÕn nghÞ của GSM ta có các ®ặc điểm sau ®©y:
- Có nhiÒu loại hình dịch vĩ chÊt lưîng cao và tiện Ých cả trong thông tin
thoại và truyÌn số liệu.
- Sự tương thích của các dịch vơ trong GSM víi các dịch vơ của m¹ng có
s½n (PSTN, ISDN) bởi các giao diÖn tiêu chuẩn chung.

- Tự động ®Þnh vị và cập nhËt vị trí cho mọi thuê bao di động.
- Độ linh hoạt cao nhờ sô dĩng các loại máy ®ầu cuối thông tin di
động khác nhau nh: cầm tay, trên ô tô
- NhËn thùc thuª bao và bảo mËt số liệu của ngời sô dơng ( mËt mã ho¸)
sÊ tăng cờng bảo vÔ chèng lại việc sô dĩng thuª bao trái phép và nghe trộm ở
đờng truyÒn vô tuyến.
- Sô dĩng băng tần ở 900MHz víi hiƯu qủa cao bởi sự kỊt hîp giữa hai
phương pháp TDMA và FDMA.
- Giảm tối đa rớt cuéc gọi khi thuª bao chuyỈn động tị vêng phí sãng này
sang vêng phí sóng khác
- Cho phép phát triÓn các dịch vĩ mới nhÊt là các dịch vĩ phi thoại .
- Cho phép chuyỈn mạng quốc tỊ ( International Roaming).
- Các thiết bị cầm tay gọn nhÍ và tiêu thĩ ít năng lượng.
2.1.2. Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng GSM
Hệ thống thông tin di động GSM cho phép chuyển vùng tự do của các thuê
bao trong châu Âu, có nghĩa là một thuê bao có thể thâm nhập sang mạng của
nước khác khi di chuyển qua biên giới. Trạm di động GSM – MS (GSM Mobile
Station) phải có khả năng trao đổi thông tin tại bất cứ nơi nào trong vùng phủ
sóng quốc tế.
 Về khả năng phục vụ :
- Hệ thống được thiết kế sao cho MS có thể dùng được trong tất cả các
nước có mạng.
- Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất cho
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
22
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
các loại dịch vụ khác liên quan tới mạng số liên kết đa dịch vụ (ISDN).
- Tạo một hệ thống có thể phục vụ cho các MS trên các tầu viễn dương như
một mạng mở rộng cho các dịch vụ di động mặt đất.
 Về chất lượng phục vụ và an toàn bảo mật:

- Chất lượng của thoại trong GSM phải ít nhất có chất lượng như các hệ
thống di động tương tự trước đó trong điều kiện vân hành thực tế.
- Hệ thống có khả năng mật mã hoá thông tin người dùng mà không ảnh
hưởng gì đến hệ thống cũng như không ảnh hưởng đến các thuê bao khác không
dùng đến khả năng này.
 Về sử dụng tần số:
- Hệ thống cho phép mức độ cao về hiệu quả của dải tần mà có thể phục vụ
ở vùng thành thị và nông thôn cũng như các dịch vụ mới phát triển.
- Dải tần số hoạt động là 890-915 và 935-960 Mhz.
- Hệ thống GSM 900Mhz phải có thể cùng tồn tại với các hệ thống dựng
900Mhz trước đây.
 Về mạng:
- Kế hoạch nhận dạng dựa trên khuyến nghị của CCITT.
- 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 được
dùng trong các mạng khác nhau.
- Trung tâm chuyển mạch và các thanh ghi định vị phải dựng hệ thống báo
hiệu được tiêu chuẩn hoá quốc tế.
- Chức năng bảo vệ thông tin báo hiệu và thông tin điều khiển mạng phải
được cung cấp trong hệ thống.
2.1.3 Cấu trúc hệ thống GSM
Một hệ thống GSM có thể được chia thành nhiều phân hệ sau đây:
- Phân hệ chuyển mạch (SS: Switching Subsystem)
- Phân hệ trạm gốc (BSS: Base Station Subsystem)
- Phân hệ khai thác (OSS: Operation Subsystem)
- Trạm di động (MS: Mobile Station)
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
23
 Đồ án tốt nghiệp - §HDL Đông Đô.
Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống GSM

2.1.4.Các Dịch Vụ Của Mạng GSM
 Dịch vụ thoại
Là dịch vụ quan trọng nhất của GSM. Nó cho phép các cuộc gọi hai hướng
diễn ra giữa người sử dụng GSM với thuê bao bất kỳ ở một mạng điện thoại nói
chung nào. Tốc độ truyền thoại trong GSM là 13kbps.
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 sát
hay cứu hoả mà có thể có hay không có SIM card trong máy di động.
 Dịch vụ số liệu
GSM được thiết kế để đưa ra rất nhiều dịch vụ số liệu. Các dịch vụ số liệu
được phân biệt với nhau bởi người sử dụng phương tiện (người sử dụng các
mạng điện thoại PSTN, ISDN,…), bởi bản chất các luồng thông tin đầu cuối (dữ
liệu thụ, fax, videotex, teletex…), bởi phương tiện truyền dẫn (gói hay mạch,
đồng bộ hay không đồng bộ…) và bởi bản chất thiết bị đầu cuối.
Tốc độ truyền số liệu trên mạng GSM là 9,6kbps.
 Dịch vụ nhắn tin ngắn SMS
Là một loại dịch vụ số liệu. Dịch vụ nhắn tin ngắn SMS cho phép các thuê
bao GSM gửi cho nhau các bản tin chữ dài không quá 160 kí tự.
Có thể sử dụng một trung tâm dịch vụ để một thuê bao đọc bản tin đến
Sinh viên: Cao Xuân Dương – Lớp DT14 – Khóa 14 – Khoa: §TVT.
24