2. Nội
dung
môn
học
• Tổng
quan
về
hệ
thống
TTDD
• Hệ
thống
GSM
• Sử
dụng
lại
tần
số
-‐
hoạch
định
mạng
• Trải
phổ
và
chống
nhiễu
trong
3G
3. Tài
liệu
tham
khảo
• Thông
tin
di
động
số,
Ericsson,
1996
• GSM
System
Survey
–
Ericsson
• Tính
toán
mạng
thông
tin
di
động
số
cellular,
Thầy
Vũ
Đức
Thọ
• GSM,
CdmaOne
and
3G
Systems,
Raymond
Steele,
Chin-‐Chun
Lee,
Peter
Gould
• GSM,
Switching,
Services
and
Protocols,
John
Wiley
&
Sons
• Website
của
tạp
chí
bưu
chính
viễn
thông,
địa
chỉ:
http://
www.tapchibcvt.gov.vn/
• http://www.google.com
• http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_mobile_phones
5. Giới
thiệu
• Hệ
thống
thông
tin
di
động
tế
bào
số
(Digital
Cellular
mobile
communication
systems)
hay
còn
gọi
là
hệ
thống
thông
tin
di
động
(mobile
systems)
là
hệ
thống
liên
lạc
với
nhiều
điểm
truy
nhập
khác
nhau
(access
points,
or
base
stations)
trên
một
vùng
địa
lý
hay
còn
goi
là
các
cell.
• Nguời
sử
dụng
có
thể
di
chuyển
trong
vùng
phủ
sóng
của
các
trạm
(base
station).
6. Khái
niệm
tế
bào
– Cell
–
tế
bào
hay
ô:
là
đơn
vị
cơ
sở
của
mạng,
tại
đó
trạm
di
động
MS
tiến
hành
trao
đổi
thông
tin
với
mạng
qua
trạm
thu
phát
gốc
BTS
(BS).
– Trong
đó:
– MS:
Mobile
Station
-‐
trạm
di
động.
– BTS
(BS):
Base
Tranceiver
Station
(Base
Station)
7. Trạm
thu
phát
gốc
BTS
–
Base
Transceiver
Sta=on
(BS
–
Base
Sta=on)
9. Khái
niệm
tế
bào
Độ
nhạy
thu
-‐
Receive
Sensitivity:
– Mức
công
suất
tối
thiểu
mà
tại
đó
máy
thu
vẫn
nhận
được
tín
hiệu
với
một
chất
lượng
xác
định.
– Đơn
vị:
[dBm]
– VD:
Card
mạng
WLAN
theo
chuẩn
802.11
có
độ
nhạy
thu
là
-‐96
dBm
10. Đơn
vị
công
suất
P
à
W
<=>
dB;
mW
<=>
dBm
P(mW)
P(dBm)
10
10
1
0
10-‐1
-‐10
10-‐2
-‐20
P(dBm) = P(dB) + 30
P
(dBm)
=
10
log10
[
P
(mW)]
11. Hình
dạng
và
kích
thước
cell
Cell
lớn
Celln
hỏ
(Macrocell)
(Microcell)
12. Macro
Cell
Vị
trí
thiết
kế:
-‐ Sóng
vô
tuyến
ít
bị
che
khuất
(
vùng
nông
thông,
ven
biển
.
.
.
).
-‐ Mật
độ
thuê
bao
thấp.
-‐ Yêu
cầu
công
suất
phát
thấp.
Bán
kính
phủ
sóng
~
n
km
÷
n
*
10
km
(
GSM:
<=
35
Km)
13. Micro
Cell
Vị
trí
thiết
kế
:
-‐ Sóng
vô
tuyến
bị
che
khuất
.
-‐ Mật
độ
thuê
bao
cao.
-‐ Yêu
cầu
công
suất
phát
lớn.
Bán
kính
phủ
sóng
~
n
*
100
m
(
GSM:
<=
2
Km)
14. Phương
thức
phủ
sóng
Vô
hướng
Anten
vô
hướng
hay
3600
bức
xạ
năng
lượng
đều
theo
mọi
hướng.
1
Site
=
1
cell
3600
15. Phương
thức
phủ
sóng
Định
hướng
Anten
có
hướng
tính,
tập
trung
năng
lượng
trong
một
không
gian
nhỏ
hơn.
Cải
thiện
chất
lượng
tín
hiệu.
Tăng
dung
lượng
thuê
bao.
1
Site
=
3
Cell
1200
18. Phương
thức
phủ
sóng
Quy
hoạch
vùng
phủ
sóng:
q
Mật
độ
thuê
bao
q
Yếu
tố
địa
hình
Số
lượng
BTS
Kích
thước
Cell
Phương
thức
phủ
sóng
19. Phương
thức
phủ
sóng
Satellite
Macrocell
Microcell
Urban
In-Building
Picocell
Global
Suburban
20. Lịch
sử
phát
triển
• 1st
generation
– Analog
circuit
switched
systems
(AMPS)
• 2nd
generation
– Digital
circuit
switched
systems
(GSM,
IS-‐95)
• 2.5
generation
– Digital
packet
switched
systems
(GPRS)
• 3rd
generation
– Digital
packet
switched
systems
(UMTS,
cdma2000)
• 4th
generation:
LTE
Long
Term
Evolution
21. 1G
-‐
First
Genera=on
q Hệ
thống
thông
tin
di
động
tương
tự
sử
dụng
phương
thức
đa
truy
nhập
phân
chia
theo
tần
số
FDMA
và
điều
chế
tần
số
FM.
q Đặc
điểm
chính:
– Đơn
thuần
hỗ
trợ
dịch
vụ
thoại.
– Chất
lượng
thấp.
– Tính
bảo
mật
kém.
23. q
Một
số
hệ
thống
điển
hình:
– NMT:
Nordic
Mobile
Telephone
sử
dụng
băng
tần
450
MHz.
Triển
khai
tại
các
nước
Bắc
Âu
vào
năm
1981
(Scandinavia).
– TACS:
Total
Access
Communication
System
triển
khai
tại
Anh
vào
năm
1985.
– AMPS:
Advanced
Mobile
Phone
System
triển
khai
tại
Bắc
Mỹ
vào
năm
1978
tại
băng
tần
800
MHz.
1G
-‐
First
Genera=on
24. q
Các
hệ
thống
thông
tin
di
động
số
tế
bào:
– Dung
lượng
tăng.
– Chất
lượng
thoại
tốt
hơn.
– Hỗ
trợ
một
số
dịch
vụ
số
liệu
đơn
giản.
q
Phương
thức
đa
truy
nhập:
– TDMA
– CDMA
(Băng
hẹp)
q
Phương
thức
chuyển
mạch:
chuyển
mạch
kênh
-‐
Circuit
Switching.
Second
Genera=on
(2G)
25. Second
Genera=on
(2G)
Một
số
hệ
thống
điển
hình:
• GSM:
(
Global
System
for
Mobile
Phone
)-‐
TDMA.
Triển
khai
tại
Châu
Âu
vào
năm
1991.
• D-‐AMPS
(
IS-‐136
-‐
Digital
Advanced
Mobile
Phone
System)
–
TDMA.
Triển
khai
tại
Mỹ
• IS-‐95
(CDMA
one)
-‐
CDMA.
Triển
khai
tại
Mỹ
và
Hàn
Quốc.
• PDC
(Personal
Digital
Cellular
)
–
TDMA,
Triển
khai
tại
Nhật
Bản
vào
năm
1991.
26. 2.5G
-‐
Evolved
Second
Genera=on
– Các
dịch
vụ
số
liệu
cải
tiến
:
• Tốc
độ
bit
cao
hơn.
• Hỗ
trợ
kết
nối
Internet.
– Phương
thức
chuyển
mạch:
• Chuyển
mạch
gói
-‐
Packet
Switching
Ví
dụ:
– GPRS
-‐
General
Packet
Radio
Services:
Nâng
cấp
từ
mạng
GSM
nhằm
hỗ
trợ
chuyển
mạch
gói
(172
kbps).
– EDGE
-‐
Enhance
Data
rate
for
GSM
Evolution
– Hỗ
trợ
tốc
độ
bit
cao
hơn
GPRS
trên
nền
GSM
(384
kbps)
27. q
Hỗ
trợ
các
dịch
vụ
số
liệu
gói
tốc
độ
cao:
• Di
chuyển
trên
các
phương
Yện
(Vehicles):
144
kbps
-‐
Macro
Cell
• Đi
bộ,
di
chuyển
chậm
(Pedestrians):
384
kbps
–
Micro
cell
• Văn
phòng
(
Indoor,
staYonary
users)
2
Mbps
-‐
Pico
cell
q
Dịch
vụ
đa
phương
Yện,
kết
nối
qua
Internet:
Video
Streaming,
video
conference,
web
browsing,
email,
navigaYonal
maps
.
.
3G
-‐
Third
Genera=on
28. – Hai
hướng
tiêu
chuẩn
cho
mạng
3G:
• W-‐CDMA:
UTMS:
– Phát
triển
từ
hệ
thống
GSM,
GPRS.
• CDMA
2000
1xEVDO:
– Phát
triển
từ
hệ
thống
CDMA
IS-‐95.
3G
-‐
Third
Genera=on
29. 4G
-‐
Fourth
Genera=on
– Tốc
độ
cao
(
n
*
10
Mbps
)
– Tăng
cường
khả
năng
tích
hợp
theo
xu
hướng
hội
tụ
theo
các
phương
diện:
thiết
bị
đầu
cuối,
ứng
dụng
và
hạ
tầng
mạng
trên
nền
giao
thức
IP.
.
.
– Xu
hướng
kết
hợp:
mạng
lõi
IP
+
mạng
truy
nhập
di
động
(
3G
)
và
truy
nhập
vô
tuyến
Wimax
&
Wi-‐Fi
!
30.
31.
32. IMT-‐2000
Vision
Includes
LAN,
WAN
and
Satellite
Services
Satellite
Macrocell
Microcell
Urban
In-Building
Picocell
Global
Suburban
Basic Terminal
PDA Terminal
Audio/Visual Terminal
33. ξ1.
Lịch
sử
phát
triển
• Fourth
Genera=on
(4G)
– Hiện
nay
đang
xây
dựng
chuẩn.
– Cải
Yến
về
dịch
vụ
dữ
liệu:
• Tốc
độ
bit:
20
–
100
Mb/s.
– Phương
thức
điều
chế:
• OFDM,
MC-‐CDMA
– Xu
hướng
kết
hợp:
mạng
lõi
IP
+
mạng
truy
nhập
di
động
(3G)
và
truy
nhập
vô
tuyến
Wimax
&
Wi-‐Fi
!
34. Băng
tần
của
hệ
thống
• Mỗi hệ thống thông tin di động được cấp phát
một hoặc nhiều băng tần xác định.
• Trong mỗi băng tần, các kênh vô tuyến của hệ
thống sẽ được ấn định.
• Ví dụ: Băng tần GSM 900 được cấp phát là
- UL: 890 MHz – 915 MHz
- DL: 935 MHz – 960 MHz
36. Nội
dung
• Cấu
trúc
hệ
thống
• Phân
cấp
vùng
phục
vụ
• Các
giao
diện
• Các
Kênh
• Vấn
đề
sử
dụng
lại
tần
số
• Chia
phân
cung
• Tính
SIR
tại
MS
• Chu
trình
cuộc
gọi
và
chuyển
giao
37. Cấu
trúc
hệ
thống
GSM
• Mạng
thông
Yn
di
động
mặt
đất
công
cộng
PLMN
(Public
Land
Mobile
Network)
theo
chuẩn
GSM
được
chia
thành
3
(4)
phân
hệ
chính
sau:
– Phân
hệ
chuyển
mạch
-‐
NSS
• Network
Switching
Subsystem.
– Phân
hệ
vô
tuyến
-‐
RSS
=
BSS
+
MS
• Radio
SubSystem
– Phân
hệ
vận
hành
và
bảo
dưỡng
-‐
OMS
• OperaYon
and
Maintenance
Subsystem
38. Cấu
trúc
hệ
thống
GSM
msc
iwf
ec
eir
vlr
auc hlr
NSS
bsc
bts bts bts
SIEMENS
NIXDORF
trau
BSS
omc
Data
NetwoRK
pstn
ms!
Me! sim!
Kết nối mang thông tin báo hiệu /điều khiển Kết nối mang thông tin người sử dụng và báo
hiệu
IWF: InterWorking Function - Khối tương tác mạng EC: Echo Canceler - Khối triệt tiếng vọng
Omc- s!
Omc- r!
39. Trạm
di
động
MS
-‐
Mobile
StaYon
• Trạm
di
động
MS
=
ME
+
SIM
– ME
:
Mobile
Equipment
-‐
thiết
bị
di
động
– SIM:
Subscriber
IndenYty
Module
Module
nhận
dạng
thuê
bao.
• ME
=
hardware
+
so”ware
• ME
ó
IMEI
=
Assigned
at
the
factory
Serial Number
Final Assembly
Code
Type Approval
Code
6 digits 2 digits
IMEI
6 digits
Sp
1 digit
40. Trạm
di
động
MS
-‐
Mobile
Sta•on
• SIM:
lưu
giữ
các
thông
Yn
nhận
thực
thuê
bao
và
mật
mã
hóa/
giải
mật
mã
hóa.
• Các
thông
Yn
lưu
giữ
trong
SIM:
– Các
số
nhận
dạng
IMSI,
TMSI
– Khóa
nhận
thực
Ki
– Số
hiệu
nhận
dạng
vùng
định
vị
LAI:
(LocaYon
Area
ID)
– Khóa
mật
mã
Kc
– Danh
sách
các
tần
số
lân
cận
41. 1.
Phân
hệ
trạm
gốc
BSS
q
BSS:
Base
StaYon
Subsystem
q
BSS
=
TRAU
+
BSC
+
BTS
– TRAU
(XCDR):
Bộ
chuyển
đổi
mã
và
phối
hợp
tốc
độ.
– BSC:
Bộ
điều
khiển
trạm
gốc.
– BTS:
trạm
thu
phát
gốc.
q
BSS
kết
nối
với
NSS
qua
luồng
PCM
cơ
sở
2
Mbps.
42. Bộ
điều
khiển
trạm
gốc
BSC
q BSC:
Base
StaYon
Controller
q Bộ
điều
khiển
trạm
gốc
BSC
thực
hịên
các
chức
năng
sau:
– Điều
khiển
một
số
trạm
BTS:
xử
lý
các
bản
Yn
báo
hiệu,
điều
khiển,vận
hành
&
bảo
dưỡng
đi/đến
BTS.
– Khởi
tạo
kết
nối.
– Điều
khiển
chuyển
giao:Intra
&
Inter
BTS
HO
– Kết
nối
đến
MSC,
BTS
và
OMC.
44. Trạm
thu
phát
gốc
BTS
q BTS:
Base
Tranceiver
StaYon
hoặc
BS:
Base
StaYon
q Trạm
thu
phát
gốc
BTS
thực
hịên
các
chức
năng
sau:
– Thu
phát
vô
tuyến
(Radio
Carrier
Tx
and
Rx)
– Ánh
xạ
kênh
logic
vào
kênh
vật
lý
(
Logical
to
physical
Ch
Mapping
)
– Mã
hóa/giải
mã
hóa
(Coding/Decoding)
– Mật
mã
hóa/giải
mật
mã
hóa(Ciphering/Deciphering)
– Điều
chế
/
giải
điều
chế
(ModulaYng/
DemodulaYng)
45. Cấu
hình
BSS
BTS
BTS
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
1
2
3
4
6
7
BTS
5
BTS đặt gần: co-located BTS: 1
BTS ở xa: remote BTS: 2 ÷ 7
* Vị trí của BTS so với BSC:
* Cấu hình kết nối các BTS:
Hình sao: star - 1,2,3
Hình chuỗi: chain - 1,2,4,5
Mạch vòng: loop - 1,2, 4,6,7 ,3, 1
46. Bộ
TRAU
(XCDR)
TRAU:
Transcoding
and
Rate
AdapYon
Unit
hoặc
XCDR
:
TransCoDeR
chuyển
đổi
mã
MSC
PCM: 64 Kbps
LPC: 13 Kbps
BSC
MUX
+ header: 3 Kbps
Ghép kênh:
4*(3+13) = 64 Kbps
Tốc độ 1 kênh
thoại: 16 Kbps
1
2
3
4
1 TS ó 1 kênh
thoại: 64 kbps
1 TS (64kbps)
ó 4 kênh (16kbps)
48. Tổng
đài
di
động
MSC
Chức năng:
• Xử lý cuộc gọi (call procesing).
• Điều khiển chuyển giao (Handover control).
• Quản lý di động (mobility management).
• Xử lý tính cước (billing).
• Tương tác mạng (interworking function):GatewayMSC
GMSC
49. Bộ
định
vị
thường
trú
HLR
HLR là cơ sở dữ liệu tham chiếu lưu giữ lâu dài các thông tin về thuê
bao .
• Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN.
• Các thông tin về thuê bao
• Danh sách dịch vụ MS được/hạn chế sử dụng.
• Số hiệu VLR đang phục vụ MS
HLR: Home Location Register
50. Bộ
định
vị
tạm
trú
VLR
VLR là cơ sở dữ liệu trung gian lưu giữ tạm thời thông tin về thuê bao
trong vùng phục vụ MSC/VLR được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu HLR .
• Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN,TMSI.
• Số hiệu nhận dạng vùng định vị đang phục vụ MS.
• Danh sách dịch vụ MS được/hạn chế sử dụng
• Trạng thái của MS (bận: busy; rỗi : idle)
VLR: Visitor Location Register
51. Trung
tâm
nhận
thực
AuC
AuC (AC) là cơ sở dữ liệu lưu giữ mã khóa cá nhân Ki của các thuê
bao và tạo ra bộ ba tham số nhận thực triple: RAND, Kc,SRES khi
HLR yêu cầu để tiến hành quá trình nhận thực thuê bao .
AuC: Aunthentication Center
52. Khối
nhận
dạng
thiết
bị
EIR
EIR: Equipment
Identity Register
EIR là cơ sở dữ liệu thông tin về tính hợp lệ của thiết bị ME qua số
IMEI .
• Một thiết bị sẽ có số IMEI thuộc 1 trong 3 danh sách:
+ Danh sách trắng (white list) -> valid ME
+ Danh sách đen (black list) -> stolen ME
+ Danh sách xám (gray list) -> ME is fauly or do not meet curent GSM
specifications
53. 3.
Phân
hệ
vận
hành
và
bảo
dưỡng
OMS
OMS: Operation and Maintenance Subsystem
54. Trung
tâm
vận
hành
và
bảo
dưỡng
OMC
OMC:
Operation and
Maintenance
Center
64. Số
nhận
dạng
vùng
định
vị
LAI
Số LAI: Location Area Identity => Số nhận dạng vùng định vị
Số nhận dạng ô toàn cầu GCI:
GCI = MCC + MNC + LAC + CI = LAI + CI
Location Area
Code (LAC)
Mobile country
Code (MCC)
3 digits 2 digits 2 Bytes
Mobile
Network Code
(MNC)
Location Area
Code (LAC)
Mobile country
Code (MCC)
3 digits 2 digits
Cell
Identity (CI)
2 Bytes 2 Bytes
Mobile Network
Code (MNC)
66. Khái
niệm
• Giao
diện
-‐
Interface:
Là
ranh
giới
giữa
các
thực
thể
chức
năng
(funcYonal
enYYes)
tại
đó
khuôn
dạng
dữ
liệu
(protocols)
và
quá
trình
trao
đổi
thông
Yn
(procedure)
được
chuẩn
hóa
73. Quá
trình
xử
lý
žn
hiệu
thoại
GSM
Speech
coding
Channel
Coding
Encry-
ption
Inter-
leaving
Burst
assembly
Modu-
lator
Speech
decoding
Channel
De-
Coding
Decry-
ption
Deinter-
leaving
Burst
disasse-
mbly
Demod-
ulator
T
C
H
transmitter
receiver
Mã hóa
nguồn
Mã hóa
kênh
Mật mã
hóa
Ghép
xen
Tạo
cụm
Điều
chế
thoại
74. OR 26 (51 Frames) multiframes
0 1 2 3 2044 2045 2046 2047
0 1 2 3 47 48 49 50
0 1 24 25
T0 T1 …
..
T1
1
S T1
2
…
..
T2
4
I T0
T1 T2 T3
…
.
…
..
…
..
T4
8
T4
9
T5
0
1 superframe = 51 (26 Frames) multiframes
1 hyperframe = 2048 superframes = 2715648 TDMA frames
1 trafic multiframe = 26TDMA frames 1 control multiframe = 51TDMA frames
……….
……….
……
235.4 ms
26 * 51 = 1326 TDMA Frames
6.12 s
0 1 6 7...
TDMA Frame
burst
slot 577 µs
4.615 ms
120 ms
Phân cấp cấu trúc khung - Frame hierarchy
3 h 28 min 53.76 s
78. Ý
nghĩa
các
kênh
• Dedicated
Control
Channels
(DCCHs)
Kênh
điểm-‐điểm
tương
ứng
với
1
kênh
D
trong
ISDN,
thường
gọi
là
kênh
Dm
• Standalone
Dedicated
Control
Channel
(SDCCH)
-‐ Phiên
ngắn:
thiết
lập
cuộc
gọi,
đăng
ký
hay
gửi
SMS
-‐ Tốc
độ
0.8kbps
-‐ 8
SDCCH
ghép
vào
1
kênh
vật
lý
-‐ SDCCH:
ghép
xen
4
khối
Yn
trong
đa
khung
51
79. Ý
nghĩa
các
kênh
• Fast
Associated
Control
Channel
(FACCH)
– Đi
trong
cùng
kênh
lưu
lượng
– Nguyên
tắc
ăn
cắp
chùm
Yn
từ
kênh
lưu
lượng
liên
quan
– Chùm
Yn
vận
chuyển
FACCH
phân
tách
với
chùm
Yn
lưu
lượng
bởi
bit
ăn
cắp
tại
điểm
cuối
tại
midamble.
– Dùng
cho
báo
hiệu
trong
kênh:
báo
hiệu
cắt
kết
nối,
chuyển
giao,
giai
đoạn
cuối
của
thiết
lập
kênh
– Tốc
độc
9.2Kbps
khi
đi
trong
kênh
TCH/F
– Tốc
độ
4.6kbps
với
TCH/H
• Slow
Associated
Control
Channel
(SACCH)
– Thông
Yn
đo
lường
kiểm
soát
trên
UL
– Kiểm
soát
định
thời
và
công
suất
80. Ý
nghĩa
các
kênh
• BCCH
-‐
Broadcast
Control
Channel
– Lặp
lại
một
dạng
thông
Yn
nào
đó
– Mô
tả
nhận
dạng,
cấu
hình
và
đặc
điểm
của
BTS
– Truyền
bản
Yn
đo
lường
báo
cáo
– Thông
Yn
về
LAI
– Tần
số
truyền
kênh
BCCH
là
cố
định
tại
BTS
• SCH
-‐
Synchroniza=on
Channel
– Truyền
mã
nhận
dạng
BS
và
giá
trị
hiện
thời
của
đồng
hồ
TDMA
– Truyền
trên
các
khung
1,
11,
21,
31
và
41
của
đa
khung
51
khung
81. Ý
nghĩa
các
kênh
• FCCH
-‐
Frequency
Correc=on
Channel
– Tạo
Yếng
báo
hiệu
trên
kênh
vô
tuyến
– Hiệu
chỉnh
lại
tần
số
của
các
MS
– Trên
khung
0,
10,
20,
30,
40
của
đa
khung
51
khung
• PCH
-‐
Paging
Channel
– Báo
hiệu
dịch
vụ
cho
MS
• AGCH
-‐
Access
Grant
Channel
– Mang
thông
Yn
trả
lời
của
BTS
với
yêu
cầu
thiết
lập
kênh
của
MS
• RACH
-‐
Random
Access
Channel
– Giống
AGCH
nhưng
trên
đường
UL
– MS
gửi
chùm
Yn
ngẫu
nhiên
yêu
cầu
cấp
kênh
– Là
kênh
chia
sẻ
dùng
chung
82. Yêu
cầu
sau
phần
này
• Sinh
viên
cần
nắm
được
các
kênh
logic:
–
Kênh
lưu
lượng
TCH/H,
TCH/F
tốc
độ
kênh
=?
–
Kênh
kiểm
soát
DCCH,
SDCCH,
FACCH,
SACCH,
CCCH,
BCCH,
SCH,
FCCH,
PCH,
AGCH,
RACH:
ý
nghĩa
để
làm
gì,
phát
trên
những
khe
thời
gian
nào
83. Sử
dụng
lại
tần
số
• Khái
niệm:
– Số
kênh
tần
số
là
hữu
hạn
– Sử
dụng
lại
tần
số
là
việc
cấp
phát
cùng
một
nhóm
tần
số
vô
tuyến
tại
các
vị
trí
địa
lý
khác
nhau
trong
mạng
mà
không
làm
ảnh
hưởng
đến
chất
lượng
kết
nối
tại
giao
diện
vô
tuyến
do
nhiễu
đồng
kênh
và
nhiễu
kênh
lân
cận
gây
nên.
84. Sử
dụng
lại
tần
số
• Các
cell
gần
nhau
sử
dụng
tần
số
khác
nhau
để
tránh
nhiễu
hay
crosstalk
• Mỗi
cell
có
thể
được
ấn
định
10
tới
50
tần
số
• Vùng
phủ
sóng
của
1
cell
được
gọi
là
footprint
và
bị
giới
hạn
trong
đường
bao
sao
cho
cùng
1
nhóm
kênh
truyền
có
thể
được
dùng
trong
các
cell
khác
cách
đủ
xa
85. Sử
dụng
lại
tần
số
Cần:
sóng
di
động
cần
truyền
tại
mức
công
suất
vừa
đủ
thấp
để
tránh
can
nhiễu
với
các
vùng
gần
kề
đang
sử
dụng
cùng
1
kênh
86. Trong
mạng
GSM,
mỗi
trạm
BTS
được
cấp
phát
một
nhóm
tần
số
vô
tuyến.
Các
trạm
thu
phát
gốc
BTS
lân
cận
được
cấp
phát
các
nhóm
kênh
vô
tuyến
không
trùng
với
các
kênh
của
BTS
liền
kề.
87. Khái
niệm
Các
cell
cùng
tên
được
cấp
phát
cùng
một
nhóm
tần
số
vô
tuyến.
G
B
F
E
A
C
D
A
C
B
G
F D
E
D
B
F
E
C
A
G
Một cụm - cluster có kích cỡ
N cell, được lăp lại tại các vị
trí địa lý khác nhau trong
toàn bộ vùng phủ sóng.
88. Chia
cell
A
C
B
G
F D
E
C
B
G
F D
E
Pphát trong cell nho
Pphát trong cell lon
=
Rcell nho
Rcell lon
!
"
#
$
%
&
n
93. D
=
khoảng
cách
giữa
hai
cell
đồng
kênh
Cluster được lặp lại bằng dịch tuyến tính
• i là các bước dịch dọc 1 hướng
• j là các bước dịch theo hướng khác
95. Khoảng
cách
sử
dụng
lại
tần
số
D
Chuẩn hóa theo kích thước của cell: R=1
D = 3M
96. Mẫu
sử
dụng
lại
tần
số
•
Ký
hiệu
tổng
quát
:
mẫu
N/M
Trong
đó:
N
=
tổng
số
site
/
cluster
M
=
tổng
số
cell
/
cluster
•
Hệ
số
sử
dụng
lại
tần
số:
1/M
97. Mẫu
sử
dụng
lại
tần
số
Với
site
phân
cung
1200
thì
:
M
=
3N
⇒ 3
mẫu
chuẩn
hóa:
Mẫu
3/9,
4/12
và
7/21
Cell 1200
Site A
A1
A2
A3
98. Mẫu
sử
dụng
lại
tần
số
3/9
Cluster
A1
A2
A3 B1
B2
B3
B1
B2
B3
A1
A2
A3 B1
B2
B3C1
C2
C3
A1
A2
A3 B1
B2
B3C1
C2
C3
99. Một
số
kích
thước
cluster
điển
hình
C
i
j
Ứng
dụng
1
1
0
Mạng
CDMA
3
1
1
4
2
0
7
2
1
Mạng
điện
thoại
tế
bào
tương
tự
9
3
0
Mạng
điện
thoại
tế
bào
tương
tự
12
2
2
100. Sử
dụng
lại
tần
số
• Khoảng
cách
sử
dụng
lại
tần
số
càng
xa,
xác
suất
can
nhiễu
càng
thấp
• Công
suất
trong
các
cell
đồng
kênh
càng
thấp,
xác
suất
can
nhiễu
càng
thấp
• Kết
hợp:
cần
kết
hợp
hai
yếu
tố
trên
để
chống
can
nhiễu
101. Dung
lượng
kênh
S: tổng kênh song công trong hệ
thống
k: số kênh cấp cho 1 cell
N: Kích thước cụm
M: số lượng cụm
à
Tổng kênh có thể dùng:
S=kN
Số lượng kênh/cell k
Dung lượng kênh C = MkN = MS
103. SIR,
S/I
–
C/I,
CIR
• Tỉ
số
žn
hiệu
trên
nhiễu
đồng
kênh
–
Signal
to
Interference
RaYo
• Còn
gọi
là
:
tỉ
số
song
mang
trên
nhiễu
• I:
nhiễu
đồng
kênh
• Khác
với
N:
nhiễu
từ
các
nguồn
nhiễu
khác
nhau,
môi
trường
104. SIR,
S/I
–
C/I,
CIR
S: công suất tín hiệu
i0
: số lượng các cell can nhiễu đồng kênh
Ii: công suất nhiễu gây ra do trạm BS của cell nhiễu
đồng kênh thứ i
SIR của đầu thu di động
105. SIR,
S/I
–
C/I,
CIR
Công suất thu trung bình tại khoảng cách d từ anten phát
hay
Với n: thiệt mũ đường truyền từ 2-4
106. SIR,
S/I
–
C/I,
CIR
Nếu công suất phát của các BS bằng nhau, SIR tại 1
mobile :
à
à
107. Với 1 cụm 7 cell hình sáu cạnh, giả sử có mobile nằm tại
cạnh của cell, SIR trong trường hợp xấu nhất:
109. Chu
trình
cuộc
gọi
• Cuộc
gọi
kết
thúc
tại
MS
MTC
-‐
Mobile
TerminaYng
Call
ví
dụ:
Cuộc
gọi
từ
PSTN
đến
PLMN
• Cuộc
gọi
khởi
tạo
từ
MS
MOC
-‐
Mobile
OriginaYng
Call
• Trạng
thái
của
MS:
– MS
tắt
máy
(detached)
– MS
bật
máy
(atached):
-‐
rỗi
(idle).
-‐
bận
(busy).
116. Phân
loại
chuyển
giao
theo
cấp
điều
khiển
MSC MSC
BSC BSCBSC
BTS BTS BTSBTS
MS MS MS MS
1
2 3 4
117. GPRS
General
Packet
Radio
Service
Dịch
vụ
vô
tuyến
gói
chung
118. Cấu
trúc
của
GSM
SD
Mobile Station
BTS
MSC/
VLR
SIM
ME
BSC
Base Station
Subsystem
GMSC
Network Subsystem
AUCEIR HLR
Other Networks
Note: Interfaces have been omitted for clarity purposes.
+
PSTN
PLMN
Internet
120. • SGSN:
Serving
GPRS
Support
Node
Nút
hỗ
trợ
dịch
vụ
GPRS
-‐ Quản
lý
di
động
-‐ Mật
mã
và
nén
-‐ Đóng
gói
và
truyền
dẫn
gói
• GGSN:
Gateway
GPRS
Support
Node
Nút
hỗ
trợ
cổng
GPRS
-‐ Liên
kết
giữa
các
mạng
-‐ Định
tuyến
dữ
liệu
122. MS ở trạng thái rỗi (idle mode)
1.
IMSI
attach
2.
Cập
nhật
vị
trí
–
dạng
IMSI
attach
3.
Thay
đổi
cell
trong
cùng
LA
4.
Cập
nhật
vị
trí
trong
cùng
MSC/VLR
5.
Cập
nhật
vị
trí
khác
MSC/VLR
6.
Cập
nhật
vị
trí
–
dạng
đăng
ký
theo
chu
kỳ
7.
IMSI
detach
8.
Detach
ngầm
!
123. IMSI Attach
MS
gửi
thông
điệp
IMSI
tới
mạng
để
báo
rằng
nó
đã
chuyển
sang
trạng
thái
idle.
!
1.
124. VLR
xác
định
rằng
đã
có
bản
ghi
dữ
liệu
(record)
cho
thuê
bao
hay
chưa.
Nếu
chưa
có,
VLR
liên
hệ
với
HLR
để
lấy
một
bản
sao
về
thông
tin
thuê
bao.
!
1.
2.
IMSI Attach
125. VLR
cập
nhật
trạng
thái
của
MS
là
idle.
!
1.
2.
3.
IMSI Attach
126. ACK
được
gửi
tới
MS.
!
1.
2.
3.
4.
4.
IMSI Attach
127. Cập nhật vị trí trong cùng MSC/VLR
1.
MS
lắng
nghe
kênh
BCCH
trong
cell
mới
để
xác
định
LAI.
LAI
mới
được
so
sánh
với
LAI
cũ.
Nếu
khác
nhau,
cập
nhật
vị
trí
là
cần
thiết.
!
128. 1.
MS
thiết
lập
kết
nối
với
mạng
qua
kênh
SDCCH.
Quá
trình
xác
thực
được
thực
hiện.
!
2.
2.
Cập nhật vị trí trong cùng MSC/VLR
129. 1.
Nếu
quá
trình
xác
thực
thành
công,
MS
gửi
yêu
cầu
cập
nhật
vị
trí
lên
hệ
thống.
!
2.
2.
3.
3.
Cập nhật vị trí trong cùng MSC/VLR
130. 1.
Quá
trình
xác
thực
được
thực
hiện.
Nếu
xác
thực
thành
công,
VLR
kiểm
tra
cơ
sở
dữ
liệu
của
nó
để
xác
định
nó
đã
có
bản
ghi
dữ
liệu
cho
MS
hay
chưa.
!
1.
Cập nhật vị trí khác MSC/VLR
131. 1.
Khi
VLR
không
tìm
thấy
bản
ghi
dữ
liệu
cho
MS,
nó
gửi
tới
HLR
yêu
cầu
bản
sao
thông
tin
thuê
bao
của
MS.
!
1.
2.
Cập nhật vị trí khác MSC/VLR
132. 1.
HLR
gửi
thông
tin
cho
VLR
và
cập
nhật
thông
tin
của
nó
về
vị
trí
cho
thuê
bao.
HLR
yêu
cầu
VLR
cũ
xóa
thông
tin
về
MS
của
nó.
!
1.
2.
3.
3.
Cập nhật vị trí khác MSC/VLR
133. 1.
VLR
lưu
trữ
thông
tin
thuê
bao
của
MS,
bao
gồm
vị
trí
mới
nhất
và
trạng
thái
(idle).
VLR
gửi
ACK
tới
MS.
!
1.
2.
3.
3.
4.
Cập nhật vị trí khác MSC/VLR
134. MS ở trạng thái hoạt động
1.
Cuộc
gọi
từ
MS
2.
Cuộc
gọi
đến
MS
3.
Handover
trong
cùng
BSC
(
intra
-‐
BCS)
4.
Handover
khác
BSC,
cùng
MSC
(inter
-‐
BSC,
intra
–
MSC)
5.
Handover
khác
MSC
(inter
–
MSC)
137. Cuộc
gọi
từ
MS
đến
PSTN
1.
1.
1.
MS
dùng
RACH
yêu
cầu
kênh
báo
hiệu.
!
A
B
138. Cuộc
gọi
từ
MS
đến
PSTN
1.
1.
2.
BSC/TRC
cấp
phát
kênh
báo
hiệu,
dùng
AGCH.
!
2.
2.
A
B
139. Cuộc
gọi
từ
MS
đến
PSTN
1.
3.
MS
gởi
yêu
cầu
thiết
lập
cuộc
gọi
qua
kênh
SDCCH
đến
MSC/VLR.
Qua
SDCCH,
các
thủ
tục
báo
hiệu
cho
cuộc
gọi
được
thực
hiện.
!
2.
3.
2.
1.
3.
A
B
140. Cuộc
gọi
từ
MS
đến
PSTN
1.
4.
MSC/VLR
yêu
cầu
BSC/TRC
cấp
phát
kênh
TCH
rảnh
cho
MS.
BTS
và
MS
được
điều
chỉnh
đến
kênh
TCH
này.
!
2.
3.
2.
1.
3.
4.
4.
4.
A
B
141. Cuộc
gọi
từ
MS
đến
PSTN
1.
5.
MSC/VLR
chuyển
số
thuê
bao
được
gọi
(B-‐
number)
đến
tổng
đài
của
PSTN
để
thiết
lập
kết
nối.
!
2.
3.
2.
1.
3.
4.
4.
4.
5.
A
B
143. 1.
1.
1.
PSTN
phân
tích
số
MSISDN
của
MS
và
xác
định
cuộc
gọi
là
tới
thuê
bao
mạng
di
động.
Một
kết
nối
được
thiết
lập
đến
GMSC
của
MS
đó.
!
144. 1.
1.
2.
GMSC
phân
tích
MSISDN
để
xác
định
HLR
mà
MS
đăng
ký
và
hỏi
HLR
thông
tin
định
tuyến
cuộc
gọi
đến
MSC/VLR
phục
vụ.
!
2.
145. 1.
1.
3.
HLR
chuyển
đổi
MSISDN
thành
IMSI
và
xác
định
MSC/VLR
đang
phục
vụ
MS.
HLR
cũng
kiểm
tra
dịch
vụ
“chuyển
cuộc
gọi
đến
số
C”.
Nếu
có
dịch
vụ
này,
cuộc
gọi
sẽ
được
định
tuyến
bởi
GMSC
đến
số
này.
!
2.
3.
146. 1.
1.
4.
HLR
yêu
cầu
MSRN
(Mobile
Station
Roaming
Number)
từ
MSC/VLR
phục
vụ.
!
2.
3.
4.
147. 1.
1.
5.
MSC/VLR
trả
về
MSRN
thông
qua
HLR
đến
GMSC.
!
2.
3.
4.
5.
5.
148. 1.
1.
6.
GMSC
phân
tích
MSRN
và
định
tuyến
cuộc
gọi
đến
MSC/
VLR.
!
2.
3.
4.
5.
5.
6.
149. 1.
1.
7.
MSC/VLR
biết
LA
của
MS.
Một
thông
điệp
paging
được
gửi
cho
tất
cả
các
BSC
trong
LA
đó.
!
2.
3.
4.
5.
5.
6.
7.
150. 1.
1.
8.
BSC
phân
phát
thông
điệp
này
đến
các
BTS
trong
LA.
BTS
gửi
thông
điệp
này
trên
kênh
PCH.
Để
tìm
gọi
(page)
một
MS,
mạng
dùng
IMSI
hoặc
TMSI
(chỉ
hợp
lệ
trong
vùng
phục
vụ
MSC/VLR).
!
2.
3.
4.
5.
5.
6.
7.
8.
8.
8.
8.
151. 1.
1.
9.
Khi
MS
phát
hiện
thông
điệp
paging,
nó
sẽ
yêu
cầu
cấp
kênh
SDCCH
trên
kênh
RACH.
!
2.
3.
4.
5.
5.
6.
7.
8.
8.
8.
8.
9.
9.
152. 1.
1.
2.
3.
4.
5.
5.
6.
7.
8.
8.
8.
8.
9.
9.
10.
10.
10.
BSC
cấp
phát
kênh
SDCCH,
dùng
AGCH.
!
153. 1.
1.
2.
3.
4.
5.
5.
6.
7.
8.
8.
8.
8.
9.
9.
10.
10.
11.
SDCCH
được
sử
dụng
để
thiết
lập
cuộc
gọi.
!
11.
11.
154. Handover:
cells
controlled
by
the
same
BSC
1.
1.
BSC
yêu
cầu
BTS
mới
kích
hoạt
kênh
TCH.
!
Handover trong cùng BSC
( intra - BCS)
155. Handover:
cells
controlled
by
the
same
BSC
1.
2.
BSC
gởi
thông
điệp
cho
MS
bao
gồm
thông
tin
về
tần
số
và
time
slot
và
mức
công
suất
tới
MS
thông
qua
BTS
cũ
bằng
cách
sử
dụng
kênh
FACCH.
!
2.
2.
Handover trong cùng BSC
( intra - BCS)
156. Handover:
cells
controlled
by
the
same
BSC
1.
3.
MS
chuyển
sang
tần
số
mới
và
truyền
burst
truy
cập
handover
trong
time
slot
đúng.
!
2.
2.
3.
Handover trong cùng BSC
( intra - BCS)
157. Handover:
cells
controlled
by
the
same
BSC
1.
4.
Khi
BTS
mới
phát
hiện
các
burst
handover,
nó
gởi
thông
tin
về
TA
trên
kênh
FACCH.
!
2.
2.
3.
4.
Handover trong cùng BSC
( intra - BCS)
158. Handover:
cells
controlled
by
the
same
BSC
1.
5.
MS
gởi
thông
điệp
hoàn
thành
handover
tới
BSC
thông
qua
BTS
mới.
!
2.
2.
3.
4.
5.
5.
Handover trong cùng BSC
( intra - BCS)
159. Handover:
cells
controlled
by
the
same
BSC
1.
6.
BSC
yêu
cầu
RBS
cũ
giải
phóng
TCH
cũ.
!
2.
2.
3.
4.
5.
5.
6.
Handover trong cùng BSC
( intra - BCS)
160. 1.
1.
BSC
cũ
gởi
tin
nhắn
yêu
cầu
handover
tới
MSC
chứa
nhận
dạng
của
cell
mới.
!
Handover khác BSC, cùng MSC
(inter - BSC, intra – MSC)
161. 1.
2.
MSC
biết
BSC
nào
điều
khiển
cell
mới
này
và
gởi
yêu
cầu
handover
tới
BSC
này.
! 2.
Handover khác BSC, cùng MSC
(inter - BSC, intra – MSC)
162. 1.
3.
BSC
mới
yêu
cầu
BTS
mới
kích
hoạt
kênh
TCH.
!
2.
3.
Handover khác BSC, cùng MSC
(inter - BSC, intra – MSC)
163. 1.
4.
BSC
mới
gởi
thông
điệp
tới
MS
thông
qua
MSC
và
BTS
cũ.
!
2.
3.
4.
4.
4.
4.
Handover khác BSC, cùng MSC
(inter - BSC, intra – MSC)
164. 1.
5.
MS
chuyển
sang
tần
số
mới
và
truyền
burst
truy
cập
handover
trong
time
slot
đúng.
!
2.
3.
4.
4.
4.
5.
4.
Handover khác BSC, cùng MSC
(inter - BSC, intra – MSC)
165. 1.
6.
BTS
mới
gởi
thông
tin
về
TA
trên
kênh
FACCH.
!
2.
3.
4.
4.
4.
5.
4.
6.
Handover khác BSC, cùng MSC
(inter - BSC, intra – MSC)
166. 1.
7.
MS
gởi
thông
điệp
hoàn
thành
handover
tới
MSC
qua
BSC
mới.
2.
3.
4.
4.
4.
5.
4.
7.
7.
7.
Handover khác BSC, cùng MSC
(inter - BSC, intra – MSC)
167. 1.
8.
MSC
yêu
cầu
BSC
giải
phóng
TCH
cũ.
!
2.
3.
4.
4.
4.
5.
4.
7.
7.
7.
8.
Handover khác BSC, cùng MSC
(inter - BSC, intra – MSC)
168. 1.
9.
BSC
cũ
yêu
cầu
BTS
cũ
giải
phóng
TCH.
!
2.
3.
4.
4.
4.
5.
4.
7.
7.
7.
8.
9.
Handover khác BSC, cùng MSC
(inter - BSC, intra – MSC)
169. DCell
1.
BSC
cũ
gởi
thông
điệp
yêu
cầu
handover
tới
MSC
phục
vụ
(MSC-‐
A),
với
nhận
dạng
của
cell
mới.
!
Handover khác MSC(inter – MSC)
170. DCell
1.
MSC-‐A
nhận
dạng
cell
mới
này
thuộc
MSC
khác
(MSC-‐B)
và
yêu
cầu
trợ
giúp.
!
2.
Handover khác MSC(inter – MSC)
171. DCell
1.
MSC-‐B
cấp
số
handover
để
tái
định
tuyến
cuộc
gọi.
Sau
đó
gởi
yêu
cầu
handover
tới
BSC
mới.
!
2.
3.
Handover khác MSC(inter – MSC)
172. DCell
1.
BSC
mới
yêu
cầu
BTS
mới
kích
hoạt
TCH.
!
2.
3.
4.
Handover khác MSC(inter – MSC)
173. DCell
1.
MSC-‐B
nhận
thông
tin,
và
chuyển
nó
tới
MSC-‐A
cùng
với
số
handover.
!
2.
3.
4.
5.
5.
Handover khác MSC(inter – MSC)
174. DCell
1.
Một
kết
nối
được
thiết
lập
tới
MSC-‐B,
có
thể
thông
qua
PLMN.
!
2.
3.
4.
5.
5.
6.
Handover khác MSC(inter – MSC)
175. DCell
1.
MSC-‐A
gởi
lệnh
handover
tới
MS,
thông
qua
BSC
cũ.
!
2.
3.
4.
5.
5.
6.
7.
7.
Handover khác MSC(inter – MSC)
176. DCell
1.
MS
chuyển
sang
tần
số
mới
và
truyền
burst
truy
cập
handover
trong
time
slot
đúng.
!
2.
3.
4.
5.
5.
6.
7.
7.
8.
Handover khác MSC(inter – MSC)
177. DCell
1.
Khi
BTS
mới
phát
hiện
các
burst
handover
này,
nó
gởi
thông
tin
về
TA.
2.
3.
4.
5.
5.
6.
7.
7.
8.
9.
Handover khác MSC(inter – MSC)
178. DCell
1.
MS
gởi
tin
nhắn
hoàn
thành
handover
tới
MSC
cũ
thông
qua
BSC
mới
và
MSC/VLR
mới.
2.
3.
4.
5.
5.
6.
7.
7.
8.
9.
10.
10.
10.
Handover khác MSC(inter – MSC)
179. DCell
1.
Một
đường
mới
trong
groupswitch
trong
MSC-‐A
được
thiết
lập
và
cuộc
gọi
được
chuyển
mạch
sang
đường
này.
2.
3.
4.
5.
5.
6.
7.
7.
8.
9.
10.
10.
10.
11.
Handover khác MSC(inter – MSC)
180. Short Message Service
q Mobile
originated
SMS:
MS
SMS–C
q
Mobile
terminated
SMS:
SMS–C
MS
181. Mobile Originated SMS
1.
!
MS
An
thiết
lập
kết
nối
vào
mạng,
như
trường
hợp
của
một
cuộc
gọi
thông
thường.
!
182. Mobile Originated SMS
1.
!
Nếu
xác
thực
thành
công,
MS
sẽ
gửi
tin
nhắn
bằng
cách
sử
dụng
SDCCH
tới
SMS-‐C
thông
qua
MSC
/
VLR.
SMS-‐C
sẽ
chuyển
tiếp
các
tin
nhắn
ngắn
đến
đích.
!
2.
2.
2.
187. Mobile terminated SMS
1.
SMS-‐GMSC
định
tuyến
tin
nhắn
tới
MSC/VLR
đang
phục
vụ
MS.
2.
3.
4.
5.
188. Mobile terminated SMS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
MS
được
“tìm
gọi”
và
một
kết
nối
được
thiết
lập
giữa
MS
và
mạng,
như
trường
hợp
thiết
lập
các
cuộc
gọi
bình
thường.
189. Mobile terminated SMS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Nếu
xác
thực
thành
công,
MSC/
VLR
sẽ
gửi
tin
nhắn
tới
MS.
Các
tin
nhắn
được
truyền
trên
kênh
báo
hiệu
SDCCH
7.
190. Mobile terminated SMS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Nếu
việc
gửi
tin
thành
công,
một
báo
cáo
được
gửi
từ
MSC
/
VLR
đến
SMS-‐C.
Ngược
lại,
các
HLR
nhận
thông
báo
của
MSC
/
VLR,
và
báo
“không
gửi
được
tin
nhắn”
tới
SMS-‐C.
7.
8.