..

NGUYỄN ĐÌNH DUY

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN ĐÌNH DUY

KỸ THUẬT TRUYỀN THƠNG

QUY HOẠCH MẠNG LÕI TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI
ĐỘNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT MSC IN POOL

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT TRUYỀN THƠNG

KHỐ 2011B
Hà Nội – Năm 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------NGUYỄN ĐÌNH DUY

QUY HOẠCH MẠNG LÕI TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
SỬ DỤNG KỸ THUẬT MSC IN POOL

Chuyên ngành : KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. PHẠM HẢI ĐĂNG

Hà Nội – Năm 2014


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những kết quả trong luận văn này là kết quả thực hiện của tôi,
không sao chép và cơng bố ở bất kì tài liệu nào khác.

Học viên: Nguyễn Đình Duy

1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

LỜI CẢM ƠN

Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật được nghiên cứu và hoàn thành tại Viện đào tạo sau
đại học thuộc Đại học Bách Khoa Hà Nội

Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Phạm Hải Đăng đã trực tiếp hướng dẫn, tạo mọi
điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện báo cáo luận
văn. Thầy đã thường xuyên kiểm tra, động viên, khích lệ và định hướng nghiên cứu
giúp tơi hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp này.
Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp tại Đại học Bách Khoa
Hà Nội, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong viện đào tạo sau đại học, các thầy
cô đã trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ tơi hồn thành tốt chương trình học tập và luận văn
tốt nghiệp.
Tơi xin cảm ơn toàn thể các anh chị học viên lớp cao học kỹ thuật truyền thơng
khóa 2011B, cùng gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh giúp đỡ và động viên tôi trong quá
trình học tập cũng như nghiên cứu đề tài luận văn thạc sỹ kỹ thuật này.
Hà nội, ngày 28 tháng 2 năm 2014
Học Viên: Nguyễn Đình Duy

2


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .....................................................................................................................................1
LỜI CẢM ƠN ...........................................................................................................................................2
MỤC LỤC.................................................................................................................................................3
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................................................6
DANH MỤC BẢNG ...............................................................................................................................10
DANH MỤC HÌNH VẼ ..........................................................................................................................11
PHẦN MỞ ĐẦU .......................................................................................................................................1

Chương 1...................................................................................................................................................3
CẤU TRÚC MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG .........................................................................................3
1.1.

Mạng truy nhập vô tuyến BSS ..................................................................................................5

1.1.1.

Bộ điều khiển trạm gốc 2G BSC (Base Station Controller) ..............................................5

1.1.2.

Bộ điều khiển mạng vô tuyến 3G RNC (Radio Network Controller) ................................5

1.1.3.

Trạm thu phát gốc BTS (Base Transceiver Station) ..........................................................6

1.1.4.

Trạm thu phát gốc Node B ................................................................................................6

1.1.5.

Thuê bao di động MS (Mobile Subscriber) .......................................................................7

1.1.6.

Đầu cuối người dùng UE (User Equipment).....................................................................7


1.2.

Mạng lõi di động Core Network ...............................................................................................8

1.2.1.

Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC (Mobile service switching Centre) ..........8

1.2.2.

Tổng đài chuyển mạch mềm MSS (Mobile Soft Switch) ....................................................8

1.2.3.

Tổng đài di động cổng GMSC (Gateway MSC) ................................................................9

1.2.4.

Điểm truyền tải báo hiệu STP (Signalling Transfer Point) ...............................................9

1.2.5.

Bộ đăng ký vị trí thường trú HLR (Home Location Register) ...........................................9

1.2.6.

Mạng lõi chuyển mạch gói PS (Packet Switching) ...........................................................9

1.3.


Một sơ call follow trong mạng ................................................................................................10

1.3.1.

Call follow cuộc gọi của thuê bao trả trước đến thuê bao trả trước nội mạng cùng vùng
11

3


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

1.3.2.

Call follow cuộc gọi của thuê bao trả trước đến thuê bao trả trước nội mạng liên vùng
13

1.3.3.

Call follow cuộc gọi của thuê bao trả trước đến thuê bao trả trước nội mạng liên vùng
15

1.4.

Kết luận chương ......................................................................................................................17

Chương 2.................................................................................................................................................18
CẤU TRÚC TỔNG ĐÀI ERICSSON ....................................................................................................18

2.1.

Cấu trúc phần cứng tổng đài AXE 810 ...................................................................................19

2.1.1.

Bộ xử lý phụ trợ APG 40/C4 (Adjunct Processor Group)...............................................20

2.1.2.

Phần ứng dụng điều khiển APZ (Aplication Part Control) .............................................21

2.1.3.

Phần ứng dụng chuyển mạch ( APT - Aplication Part Telephony) .................................23

2.2.

Cấu trúc MSS Ericsson ...........................................................................................................25

2.2.1.

MSC-Server (MSC-S) ......................................................................................................27

2.2.2.

Media Gateway MGw .....................................................................................................27

2.3.


Kết luận chương ......................................................................................................................28

Chương 3.................................................................................................................................................30
CÁC VẤN ĐỀ ĐỐI VỚI HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG ...........................................................30
3.1.

Sự di chuyển của các thuê bao di động ...................................................................................31

3.2.

Sử dụng thiếu hiệu quả tài nguyên giữa các MSS...................................................................31

3.3.

Gián đoạn dịch vụ ...................................................................................................................32

3.4.

Kết luận chương ......................................................................................................................34

Chương 4.................................................................................................................................................35
ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN KHAI KỸ THUẬT MiP TRONG MẠNG VIETTEL ..................................35
4.1.

Các khái niệm trong MiP ........................................................................................................36

4.1.1.

Anchor MSC (MSC neo)..................................................................................................36


4.1.2.

Proxy MSC ......................................................................................................................36

4.1.3.

Cooperating VLR (chức năng VLR kết hợp) ...................................................................37

4.1.4.

NB – LAI (Nonbroadcast Location Area Indentifier).....................................................38

4.1.5.

Neighbouring MSC Group (nhóm MSC hàng xóm) ........................................................38

4.1.6.

Số nhận dạng tài nguyên mạng NRI (Network Resource Identifier) ...............................38

4.1.7.

CAP của các MSS trong pool (capacity).........................................................................41

4


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy


4.2.

Cơ chế hoạt động của MiP ......................................................................................................42

4.3.

Ưu điểm và nhược điểm của MiP ...........................................................................................45

4.4.

Triển khai thử nghiệm MiP trong mạng viễn thông Viettel ....................................................46

4.4.1.

Pool A – Pool thử nghiệm: ..............................................................................................47

4.4.2.

Các yêu cầu của hệ thống khi triển khai MiP .................................................................48

4.4.3.

Các bước thực hiện trong quá trình triển khai MiP........................................................49

4.4.4.

Đánh giá KPi hệ thống sau khi triển khai MiP ................................................................72

4.5.


Kết luận chương ......................................................................................................................76

PHẦN KẾT LUẬN .................................................................................................................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................................78

5


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

APG

Adjuntion Processor Group

Bộ xử lý phụ trợ

APT

Application Part Telephony

Bộ ứng dụng thoại

APZ

Application Part Controll


Bộ ứng dụng điều khiển

ATM

Asynchronous Transfer Mode

Truyền dẫn dị bộ

BHCA

Busy Hour Call Attempts

Số cuộc gọi trong giờ bận

BSC

Base Station Controller

Bộ điều khiển trạm gốc

BTS

Base Transceiver Station

Trạm thu phát gốc

CGI

Cell Global Identity


Số nhận dạng ô toàn cầu

CN

Core Network

Mạng lõi

CP

Center Processor

Bộ xử lý trung tâm

CS

Circuit Switch

Chuyển mạch kênh

ETC

Exchange Terminal Circuit

Mạch đầu cuối tổng đài

GARP

Generic Application Resource

Processor

Mạch xử lý các ứng dụng cơ bản

GCP

Gateway Controller Protocol

Giao thức điều khiển cổng

GEM

Generic Ericsson Magazine

6


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

GGSN

Gateway GPRS Support Node

Nút hỗ trợ cổng GPRS

GMSC

Gateway MSC


MSC cổng

GPRS

General Packet Radio System

Hệ thống vơ tuyến gói chung

GS

Group Switch

Bộ chuyển mạch

GSM

Global System for Mobile
telecommunication

Hệ thống di động toàn cầu

HLR

Home Location Register

Bộ đăng ký vị trí thường trú
HLR

HOSR


Hand Over Success Rate

Tỉ lệ chuyển giao thành công

High Speed Downlink Packet
Access
High Speed Uplink Packet
Access

Truy cập gói đường xuống tốc
độ cao
Truy nhập gói đường lên tốc độ
cao

IWF

Interworking Function

Tương tác mạng IWF

KPI

Key Performance Indicator

Chỉ tiêu đánh giá chất lượng

LAC

Location Area Code


Mã vùng định vị

LAI

Location Area Identity

Số nhận dạng vùng định vị

LUSR

Location Update Succes Rate

Tỉ lệ cập nhật vị trí thành cơng

M3UA

MTP3 User Adaptation Layer

Lớp thích ứng MTP3

MAU

Maintainance Unit

Bộ phận duy trì

ME

Mobile Equipment


Thiết bị di động

HSDPA
HSUPA

7


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

Cổng phương tiện

MGW

Media Gateway

MiP

Mobile In Pool

MSC

Mobile Switching Center

Trung tâm chuyển mạch di động

MSRN


Mobile Station Roaming
Number

Số thuê bao di động tạm thời

MSS

Mobile Solfswitch Solution

Tổng đài chuyển mạch mềm

MTP3

Message Transfer Part layer 3

Phần truyền bản tin lớp 3

NB-LAI

Non Broadcast LAI

LAI không quảng bá

NRI

Network Resource Identifier

Số nhận dạng tài nguyên mạng


OCS

Online charging system

PCRF

Policy Control and Charging
Rules function

Hệ thống thanh toán cước trực
tuyến
Hệ thống quản lý chính sách
cước

PS

Packet Switching

Chuyển mạch gói

PSR

Paging Succes Rate

Tỉ lệ tìm gọi thành công

QoS

Quality of Service


Chất lượng dịch vụ

RNC

Radio Network Controller

Bộ điều khiển mạng vô tuyến 3G

RP

Regional Processor

Bộ xử lý vùng

SG

Signalling Gateway

Cổng báo hiệu

SGSN

Serving GPRS Support Node

Node hỗ trợ dịch vụ GPRS

8


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật


Học viên: Nguyễn Đình Duy

SMS

Short Message Service

Dịch vụ tin nhắn

STEB

Signalling Terminal Enhanced
Board

Mạch xử lý đầu cuối báo hiệu cải
tiến

STP

Signalling Transfer Point

Điểm truyền tải báo hiệu

TDM

Time-division multiplexing

Ghép kênh phân chia theo thời
gian


TMSI

Temporary Mobile Subscriber
Identity

Số nhận dạng thuê bao tạm thời

TRA

Transcoder

Bộ chuyển đổi tốc độ

UE

User Equipment

Đầu cuối người dùng UE

UTRAN

UMTS Terrestrial Radio Access
Network

Mạng truy nhập mặt đất UMTS

VLR

Visitor Location Registor


Bộ ghị định vị tạm trú

WCDMA

Wide Band Code Division
Multiple Access

Đa truy nhập theo mã trên nền
băng thông rộng

XDB

Switching Distribution Board

Bo mạch phân phối chuyển mạch

9


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

DANH MỤC BẢNG
Bảng 4. 1 Quy hoạch giá trị NRI trong mạng Viettel............................................................................ 41
Bảng 4. 2 Giá trị CAP của một số version AXE..................................................................................... 41
Bảng 4. 3 Các thông số giả lập trong Pool ........................................................................................... 45
Bảng 4. 4 Tải CP load của các MSS ...................................................................................................... 48
Bảng 4. 5 Các yêu cầu hệ thống khi triển khai MiP............................................................................ 49
Bảng 4. 6 Các bước triển khai MiP ...................................................................................................... 50

Bảng 4. 7 MGw - MSC-S ....................................................................................................................... 57
Bảng 4. 8 Bảng số liệu phân bố thuê bao theo LAI............................................................................... 70
Bảng 4. 9 Target các KPi trên mạng Viettel ......................................................................................... 75
Bảng 4. 10 KPi PSR của các MSS trong MiP ....................................................................................... 75
Bảng 4. 11 KPi LUSR của các MSS trong MiP ..................................................................................... 75
Bảng 4. 12 KPi HOSR của các MSS trong MiP ..................................................................................... 76

10


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1. 1 Sơ đồ cấu trúc mạng viễn thơng ................................................................................................4
Hình 1. 2 Call follow cuộc gọi nội mạng cùng vùng .............................................................................. 12
Hình 1. 3 Call follow cuộc gọi nội mạng liên vùng................................................................................ 13
Hình 1. 4 Call follow cuộc gọi di động liên mạng ................................................................................. 15

Hình 2. 1 Cấu trúc mạng di động sử dụng thiết bị Ericsson .................................................................. 19
Hình 2. 2 Cấu trúc vận hành và khai thác tổng đài AXE 810 ................................................................ 20
Hình 2. 3 APG40/C4 ............................................................................................................................. 20
Hình 2. 4 Sơ đồ kết nối CP qua MAU .................................................................................................... 22
Hình 2. 5 Cấu trúc GEM của Ericsson .................................................................................................. 23
Hình 2. 6 Card XDB và phân bố port .................................................................................................... 24
Hình 2. 7 Bộ ghép kênh trong XDB........................................................................................................ 25
Hình 2. 8 Cấu trúc của MSS Ericsson.................................................................................................... 25
Hình 2. 9 Mơ hình mạng phân lớp ......................................................................................................... 27

Hình 2. 10 Các giao thức của MSS ........................................................................................................ 28

Hình 3. 1 Tải CP load của các MSS...................................................................................................... 32
Hình 3. 2 Phương thức xử lý khi MSS lỗi .............................................................................................. 33

Hình 4. 1 Mơ hình đấu nối MiP ............................................................................................................. 36
Hình 4. 2 Proxy MSC ............................................................................................................................ 37
Hình 4. 3 Neighbouring MSC Group ..................................................................................................... 38
Hình 4. 4 Cấu trúc NRI .......................................................................................................................... 39
Hình 4. 5 Quy hoạch NRIL.................................................................................................................... 40
Hình 4. 6 Ý nghĩa CAP trong pool ......................................................................................................... 42
Hình 4. 7 MS attack vào mạng khơng có MiP........................................................................................ 43
Hình 4. 8 MS attach vào mạng với MiP ............................................................................................... 44
Hình 4. 9 Pool A- Pool thử nghiệm ........................................................................................................ 48
Hình 4. 10 Mơ hình đấu nối triển khai MiP ........................................................................................... 52
Hình 4. 11 Khai báo báo hiệu, traffic trên MGw Ericsson .................................................................... 53
Hình 4. 12 Mơ hình khai báo signaling kiểu cũ ..................................................................................... 54
Hình 4. 13 Mơ hình khai báo signaling trong MiP ................................................................................ 55

11


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

Hình 4. 14 Khai báo route, linkset, link trên MGw Ericsson ................................................................. 56
Hình 4. 15 Khai báo TDM termination Group trỏ MSPD01,MSPD03.................................................. 57
Hình 4. 16 Khai báo TDM termination Group trỏ MSPD07,MSPD13................................................. 58
Hình 4. 17 Thuê bao attach tại cùng vị trí trong mạng khơng có MiP .................................................. 67

Hình 4. 18 Th bao attach tại cùng vị trí trong mạng có MiP ............................................................. 68
Hình 4. 19 Thuê bao attach tại cùng vị trí trong pool ........................................................................... 69
Hình 4. 20 Tải của MSS tại một thời điểm bất kỳ ................................................................................. 71

12


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

PHẦN MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, thơng tin di động cũng có những
bước biến đổi khơng ngừng. Sự chuyển đổi cơng nghệ nhanh chóng từ 2G-GSM lên
3G-WCDMA và 4G-LTE đã mang lại cho thông tin di động rất nhiều các dịch vụ, tiện
ích phục vụ cho cuộc sống con người. Điều này dẫn đến sự bùng nổ của các thuê bao di
động. Tuy nhiên một thực tế khó khăn, thách thức với các nhà cung cấp dịch vụ hiện
nay là mật độ thuê bao phân bố khơng đồng đều, có sự chênh lệch rất lớn giữa thành thị
và nông thôn. Việc này sẽ dẫn đến lưu lượng có sự biến thiên lớn khi có dịp lễ tết, sự
kiện. Khi đó mọi người sẽ di chuyển từ thành thị về nông thôn, hay tập trung rất đông
tại các sự kiện lễ hội. Sự tăng cao lưu lượng đột xuất này khiến các tổng đài mạng lõi
bị quá tải gây gián đoạn dịch vụ ảnh hưởng đến khách hàng.
Bài toán sử dụng tài nguyên hiện tại của mạng lưới một cách tối ưu nhằm giảm
chi phí đầu tư, tăng doanh thu đã và đang là bài toán đặt ra cho các nhà cung cấp dịch
vụ viễn thông trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng.
Một trong những giải pháp đang được Tổng Công ty mạng lưới Viettel áp dụng là
triển khai công nghệ MSC In Pool (MiP) trên các MSS Ericsson tại Khu vực I. Với kỹ
thuật này, một BSC sẽ kết nối đến nhiều MSS thay vì chỉ một MSS như trong mơ hình
mạng truyền thống, các MSS trong pool sẽ có cơ chế chạy loadsharing tải với nhau,

điều này làm giảm chênh lệch tải giữa các MSS. Đồng thời khi một MSS bị lỗi thì lưu
lượng của MSS lỗi đó sẽ chuyển sang tồn bộ MSS cịn lại trong pool, đảm bảo được
an toàn mạng lưới.
Trên cơ sở nghiên cứu triển khai thử nghiệm thực tế cùng với sự hướng dẫn của
thầy Phạm Hải Đăng. Tơi đã tìm hiểu, nghiên cứu và hồn thành luận văn tốt nghiệp:
“Quy hoạch mạng lõi trong hệ thống thông tin di động sử dụng kỹ thuật MSC In Pool”.

1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

Luận văn gồm 4 chương:
Chương I: Cấu trúc mạng thông tin di động
Chương II: Cấu trúc tổng đài Ericsson
Chương III: Các vấn đề đối với hệ thống thông tin di động
Chương IV: Ứng dụng và triển khai kỹ thuật MiP trong mạng Viettel

2


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

Chương 1
CẤU TRÚC MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG


Chương này sẽ tập trung giới thiệu về kiến trúc mạng viễn thông di động 2G-3G,
các thành phần cấu tạo, chức năng phân cấp của mạng. Nội dung chương sẽ tập trung
vào phần mạng lõi chuyển mạch kênh phục vụ cho việc phân tích tối ưu CS Core
network. Kiến trúc mạng đưa ra trong chương dựa trên việc triển khai thực tế tại mạng
viễn thông Viettel.
Mạng GSM R10/ WCDMA CN 3.0 là mạng đa dịch vụ, nó phù hợp với số lượng
phát triển các kết nối giữa các mạng bao gồm cả chuyển mạch kênh – chuyển mạch
gói, băng rộng – băng hẹp, thoại – dữ liệu, cố định và di động. Về phía nhà cung cấp
dịch vụ, GSM/ WCDMA có nghĩa là sự kế thừa các dịch vụ, nền tảng sẵn có; tối ưu
hóa các danh mục ứng dụng người dùng, giảm giá thành trong các bước chuyển đổi,
trong đầu tư truyền dẫn, vận hành và bảo dưỡng. Hình 1.1 đưa ra mơ hình cấu trúc
mạng GSM/ WCDMA hiện hành.

3


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

IP connection

Other PSTN

Other PLMN

TDM connection
APPLICATION LAYER

Cell phone

NodeB(FE)

MPBN

SMSC
MPBN

MSC Server
(MSS)

Iu_PS
If

NodeB (E1)

WCDMA RAN

MPBN

Router

MPBN

MPBN

D If

STP
MPBN


METRO

MGW(MSS)

GSM BSS

MPBN
NETWORK

RNC

Laptop

Mc
If

METRO
+
MPBN

SDH

Smart phone

MPBN

Iu-CS
If

Iub

If

Uu

MPBN

MGW(GSS)

METRO

MSC Server
(GSS)

OCS

Firewall

Gr If

TDM

BILLING

Gn If

Um
A If

BTS


Gb If

SDH

Abis
If

Cell phone

CORE NETWORK

Switch

SDH

IP Network

BSC
BTS

CRBT
Network management System

Hình 1. 1 Sơ đồ cấu trúc mạng viễn thông
Mạng được chia thành các phân lớp bao gồm: Mạng truy nhập vô tuyến (GSM
BSS, WCDMA), mạng lõi chuyển mạch (CS Core, PS Core), phân hệ ứng dụng như
application layer, Network management System…các phần tử được kết nối với nhau
thông qua mạng truyền dẫn (SDH/IP).

4



Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

1.1. Mạng truy nhập vô tuyến BSS
Mạng viễn thông di dộng chia diện tích địa lý ra thành các ơ, mỗi ô sẽ do một
trạm vô tuyến (BTS, NodeB) phủ sóng. Các trạm gốc này sẽ có chức năng thu phát
sóng và được quản lý bởi BSC/RNC thông qua giao diện A-Bis/IuB. Một BSC/RNC
sẽ quản lý nhiều trạm phát sóng, và nó được quản lý bởi tổng đài chuyển mạch di
động MSC thông qua giao diện A/Iu-CS.
1.1.1.

Bộ điều khiển trạm gốc 2G BSC (Base Station Controller)

Có chức năng điều khiển, giám sát các BTS, quản lý tài nguyên vô tuyến trên
hệ thống:
- Quản lý trạm BTS: Thiết lập cấu hình cho trạm, tần số, neighbor...
- Quản lý mạng vô tuyến: Xử lý các bản tin điều khiển, báo hiệu.
- Quản lý kênh vơ tuyến: Khởi tạo, ấn định, giải phóng kênh vơ tuyến.
- Thiết lập và giải phóng q trình chuyển giao cho MS di chuyển từ vùng phủ
của trạm BTS này sang trạm BTS khác trong cùng BSC.
- Thực hiện chức năng chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU: Chuyển đổi từ
tốc độ 16Kbs trên giao diện Abis lên tốc độ 64Kbs để đưa lên hệ thống core
network qua giao diện A….
1.1.2.

Bộ điều khiển mạng vô tuyến 3G RNC (Radio Network Controller)


Có chức năng điều khiển, giám sát các node B, quản lý tài nguyên vô tuyến
trên hệ thống:
- Quản lý trạm NodeB: Thiết lập cấu hình cho trạm, tần số, neighbor...

5


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

- Quản lý mạng vô tuyến: Xử lý các bản tin điều khiển, báo hiệu.
- Quản lý kênh vô tuyến: Khởi tạo, ấn định, giải phóng kênh vơ tuyến.
- Thiết lập và giải phóng q trình chuyển giao cho MS di chuyển từ vùng phủ
của trạm NodeB này sang trạm NodeB khác trong cùng RNC.
- Tập trung lưu lượng của các thuê bao đang kết nối.
- Bảo mật và toàn vẹn dữ liệu. Sau thủ tục nhận thực và thỏa thuận khóa, các
khóa bảo mật và tồn vẹn dữ liệu được đặt vào RNC.
- Kết nối truyền dẫn đến MSS/SGSN và node B qua các giao diện Iu-CS, Iu-PS,
Iu-B.
1.1.3.

Trạm thu phát gốc BTS (Base Transceiver Station)

BTS là phần tử kết nối giữa thuê bao di động (MS) và mạng (thông qua BSC).
BTS có các chức năng sau:
- Quản lý thu/phát báo hiệu và thông tin trên kênh vật lý.
- Dưới sự quản lý của BSC, phát quảng bá các thông tin hệ thống trên kênh
BCCH, phát các thơng tin tìm gọi trên kênh PCH, ấn định các kênh dành riêng.
- Thực hiện các chức năng mã hóa, giải mã, ghép kênh.

- Kết nối với máy thuê bao MS qua giao diện Um, kết nối đến BSC qua giao
diện Abis.
- Đối với băng tần 2G, Viettel được cấp phát và sử dụng băng tần 900 Mhz và
1800 MHz, trong đó:
 Băng tần 900 MHz: Viettel được cấp 41 kênh, mỗi kênh có độ rộng 200
KHz, thứ tự kênh từ 43 đến 83.
 Băng tần 1800 MHz: Viettel được cấp 100 kênh, mỗi kênh có độ rộng
200 KHz, thứ tự kênh từ 712 đến 811.
1.1.4.

Trạm thu phát gốc Node B

6


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

Node B là phần tử kết nối giữa các thiết bị di động UE và mạng. Nó cịn có các
chức năng cơ bản như điều phối đa truy nhập cho nhiều thiết bị người dùng, cấp
phát tài nguyên vô tuyến, tập trung lưu lượng người dùng vào kênh truyền dẫn.
- Node B Viettel hoạt động trên dải tần 2110 – 2170 MHz.
- Node B kết nối đến máy thuê bao qua giao diện Uu, kết nối đến RNC qua giao
diện Iu-B
- Khả năng phục vụ của cell 3G của Viettel: Đối với trạm cấu hình 1/1/1 nếu
thuê bao chỉ sử dụng data thì tốc độ phục vụ trung bình:
 Trạm Inbuilding: 8 Mbps/Cell.
 KV thành phố: 5 Mbps/Cell.
 KV nông thôn: 7 Mbps/Cell.

- Với cuộc gọi thoại một cell 3G có thể hỗ trợ ~ 49 kết nối thoại đồng thời,
tương ứng với traffic offer là ~ 40 Erl (với offer của data đang sử dụng trong
mạng Viettel là 1800 MB/giờ  quy đổi 1 Erl =1800MB/40Erl= 45MB.
1.1.5.

Thuê bao di động MS (Mobile Subscriber)

MS bao gồm thiết bị di động ME (Mobile Equipment) và khối nhận dạng thuê
bao SIM (Subscriber Identifier Module) trong đó:
- ME: là máy điện thoại di động.
- SIM: là thẻ nhớ thông minh được gắn trên ME, có lưu trữ thơng tin về số th
bao, mã số mạng di động, các mã số phục vụ cho việc nhận thực thuê bao.
- MS kết nối với mạng di động thông qua BTS trên giao diện Um.
1.1.6.

Đầu cuối người dùng UE (User Equipment)
UE bao gồm đầu cuối người dùng (UE) và khối nhận dạng thuê bao

(USIM):

7


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

- UE: Bao gồm điện thoại di động hoặc các thiết bị đầu cuối truy nhập internet
như moderm (Dcom 3G, Homegateway) kết nối tới node B qua giao diện vô
tuyến Uu.

- USIM: Là thẻ nhớ thông minh, được gắn trên UE, lưu trữ những thông tin về
số thuê bao, mã số mạng di động, các mã số phục vụ cho việc nhận thực thuê
bao.
1.2. Mạng lõi di động Core Network
1.2.1.

Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC (Mobile service

switching Centre)
Thực hiện chức năng điều khiển (thiết lập, định tuyến, giải phóng cuộc gọi),
chức năng chuyển mạch và quản lý di động. MSC được tích hợp thêm chức năng
VLR (Visitor Location Register) phục vụ việc quản lý thông tin thuê bao tạm thời
trong vùng phục vụ của MSC tương ứng.
Một mặt MSC giao tiếp với phân hệ BSS, một mặt giao tiếp với mạng qua tổng
đài cổng GMSC (Gateway MSC).
Chức năng chính của MSC:
 Xử lý cuộc gọi (Call Processing).
 Điều khiển chuyển giao (Handover Control).
 Quản lý di động (Mobility Management).
 Tương tác mạng IWF (Interworking Function).
1.2.2.

Tổng đài chuyển mạch mềm MSS (Mobile Soft Switch)

MSS có chức năng chính giống MSC nhưng MSS có kiến trúc khác với tổng
đài MSC truyền thống là tách biệt phần xử lý/điều khiển (control plane) và phần
truyền tải lưu lượng (user plane). MSS xử lý được các gói tin IP cái mà MSC khơng
xử lý được, MSS là thành phần quan trọng không thể thiếu trong việc xây dựng
8



Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

mạng 3G. MSS gồm hai thành phần: MSC-Server và MGW (Media Gateway).
Trong đó MSC-Server là phần điều khiển cịn MGW là phần truyền tải lưu lượng.
1.2.3.

Tổng đài di động cổng GMSC (Gateway MSC)

Là node mạng trung chuyển lưu lượng thoại di động, gồm lưu lượng thoại di
động giữa các MSC; giữa mạng di động với mạng cố định hay với mạng của nhà
cung cấp khác; MSC kết nối đến các dịch vụ giá trị gia tăng trên nền di động VAS:
Nhạc chuông chờ CRBT, báo cuộc gọi nhỡ MCA……….
1.2.4.

Điểm truyền tải báo hiệu STP (Signalling Transfer Point)

Chức năng chính của STP là tập trung và chuyển tiếp các bản tin báo hiệu từ
node mạng này sang node mạng khác trong mạng. STP thực hiện định tuyến các bản
tin thông qua việc kiểm tra thông tin định tuyến được gắn kèm với mỗi bản tin báo
hiệu và gửi chúng đến điểm báo hiệu cần thiết.
1.2.5.

Bộ đăng ký vị trí thường trú HLR (Home Location Register)

HLR chứa tất cả các thông tin về th bao, các thơng tin liên quan đến vị trí
hiện tại của thuê bao. HLR có thêm trung tâm nhận thực AUC (Authentication
Centrer) và thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR (Equipment Identity Register) hỗ trợ

cho việc bảo mật dữ liệu nhận thực thuê bao cũng như quản lý số liệu phần cứng
thiết bị. Dữ liệu thuê bao trên HLR được cập nhật có chọn lọc xuống các node VLR
(nằm trên MSC/MSS) và SGSN trong các thủ tục cập nhật vị trí th bao.
1.2.6.

Mạng lõi chuyển mạch gói PS (Packet Switching)

Nội dung đồ án đi vào quy hoạch mạng lõi chuyển mạch kênh, mạng lõi
chuyển mạch gói được giới thiệu sơ lược với mục đích có cái nhìn đầy đủ về cấu
trúc mạng hiện tại.

9


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

SGSN (Serving GPRS Support Node): Node hỗ trợ dịch vụ GPRS.
SGSN có chức năng chính quản lý tính di động của thuê bao, quản lý các
phiên kết nối PDP (Packet Data Protocol) của thuê bao. Quản lý truy nhập mạng,
tính cước thuê bao, thực hiện chức năng chuyển mạch gói từ BSC, RNC lên
GGSN và ngược lại.
GGSN (Gateway GPRS Support Node): Nút hỗ trợ cổng GPRS.
Thực hiện chức năng quản lý các phiên kết nối PDP của thuê bao. Quản lý
thông tin dịch vụ thuê bao, áp dụng chính sách liên quan của thuê bao. Tích cước
online của thuê bao, sinh ra file cước SDR. Thực hiện chức năng chuyển mạch
gói từ SGSN ra mạng IP và ngược lại.
PCRF (Policy Control and Charging Rules function): Hệ thống quản lý chính
sách cước.

Nó có chức năng điều khiển chính sách, điều khiển tính cước dựa trên tập
hợp các gói tin IP truyền qua một điểm giám sát trong mạng trong một thời gian
xác định.
1.3. Một sô call follow trong mạng
Trong phần này của đồ án sẽ đưa ra một số call follow cuộc gọi cơ bản từ đó
giúp nắm bắt vai trị trong việc xử lý, truyền tải của các node mạng.
Lưu ý:
OCS: Online charging system. Hệ thống quản lý thông tin thuê bao trả trước,
thực hiện kiểm tra điều kiện gọi đi của th bao, tính cước online trong q
trình th bao sử dụng dịch vụ (thoại, SMS, data,…).

10


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên: Nguyễn Đình Duy

MSRN: Mobile Station Roaming Number. Là số thuê bao di động tạm thời do
MSC đích gán với th bao khi có yêu cầu cuộc gọi tới thuê bao MSC này
đang quản lý.
Đối với thuê bao trả trước sẽ thực hiện các hành động:
-

Kiểm tra tài khoản online khi sử dụng dịch vụ.

-

Dữ liệu thuê bao lưu trữ trong hệ thống OCS (Online Charging System).


Đối với thuê bao trả sau:
-

Không kiểm tra tài khoản online.

-

Tổng đài quản lý thuê bao MSS/MSC sẽ sinh ra file cước SDR và đẩy
sang Billing để thực hiện tính cước offline.

1.3.1.

Call follow cuộc gọi của thuê bao trả trước đến thuê bao trả trước nội

mạng cùng vùng

11