Luaän vaên toát nghieäp
11
maïch theo maïch
PLMN: maïng di ñoäng coâng coäng maët ñaát
PSTN: Maïng ñieän thoaïi chuyeån maïch coâng
coäng
Hình 1.5: Moâ hình cuûa heä thoáng GSM
II. CAÙC KYÕ THUAÄT CÔ SÔÛ TRONG HEÄ THOÁNG THOÂNG TIN DI ÑOÄNG SOÁ
1. Giao dieän voâ tuyeán vaø truyeàn daãn
1.1. Giao dieän voâ tuyeán
Trong GSM, giao dieän radio söû duïng toång hôïp caû hai phöông thöùc phaân keânh
theo taàn soá vaø thôøi gian: FDMA (Frequency Division Multiple Access) caø TDMA
(Time Division Multiple Access). Trong FDMA, GSM söû duïng caùc baêng taàn taïi 900
Mhz (goïi laø GSM 900) vaø 1800 Mhz (goïi laø GSM 1800). Ñeå ñôn giaûn hoùa chæ ñeà caäp
ñeán GSM 900. Moãi keânh ñöôïc ñaëc tröng bôû moät taàn soá (soùng mang) goïi laø keânh taàn
soá RFCH (Radio chanel) cho moãi höôùng thu phaùt, caùc taàn soá naøy caùch nhau 200
MHz. Trong GSM 900, MS söû duïng 124 RFCH trong daõy taàn 25Mhz (töø 890 ñeán 915
MHz) vaø BTS söû duïng 124 RFCH trong daõy taàn töø 935 ñeán 960 Mhz ñeå phaùt (taát
nhieân MS phaùt thì BTS thu vaø ngöôïc laïi). Taïi moãi taàn soá TDMA laïi chia thaønh 8 khe
thôøi gian (time slot) töùc laø soá keânh ñöôïc taêng leân 8 laàn. Trong töông lai, soá khe seõ
ñöôïc taêng leân laø 16. Moät caëp RFCH (thu vaø phaùt) taïi moät khe thôøi gian ñöôïc goïi laø
moät keânh vaät lyù. Moät keânh ñöôïc söû duïng ñeå truyeàn moät nhoùm nhaát ñònh tham soá
thoâng tin ñöôïc goïi laø keânh logic (logical chanel). Moãi keânh vaät lyù ñöôïc gaùn cho moät
hoaëc moät soá keânh logic. Caùc keânh ñöôïc chia thaønh 2 loaïi:
- Keânh duøng ñeå taûi thoâng tin cuûa thueâ bao, nhö thoaïi, soá lieäu… ñöôïc goïi laø keânh
traffic TCH (traffic chanel). Coù 2 loaïi toác ñoä truyeàn treân TCH laø toác ñoä ñaày ñuû (full
rate) THC/F laø loaïi toác ñoä ñang ñöôïc söû duïng hieän nay vaø toác ñoä baèng moät nöõa (half
rate) TCH/H seõ ñöôïc söû duïng trong töông lai.
- Keânh ñieàu khieån CCH (control chanel) ñöôïc söû duïng ñeå truyeàn thoâng tin baùo
hieäu caùc thoâng tin quaûn lyù giao dieän Um.
1.2. Nguyeân lyù laäp moâ hình
Luaän vaên toát nghieäp
12
Maïng GSM ñaûm baûo truyeàn daãn ña dòch vuï. Nhieàu thoâng tin khaùc nhau ñöôïc
truyeàn daãn trong maïng naøy nhö: thoâng tin thoaïi, caùc daïng thoâng tin soá lieäu khaùc (vaên
baûn, hình aûnh fax, caùc file maùy tính, baûn tin vaø caùc baûn tin baùo hieäu beân trong maïng.
Ñeå laäp moâ hình truyeàn daãn ta coù theå söû duïng caáu truùc phaân lôùp nhö hình 1.6.
Hình 1.6: Caáu truùc phaân lôùp
Truïc ñöùng cuûa hình veõ theå hieän caùc lôùp khaùc nhau cuûa moâ hình. Lôùp thaáp nhaát
töông öùng vôùi thoâng tin thoâ, coøn lôùp cao nhaát töông öùng vôùi thoâng tin ñaõ ñöôïc tinh
cheá cho ngöôøi söû duïng. Truïc ngang töông öùng vôùi ñöôøng truyeàn daãn. Caùc thieát bò
khaùc coù theå ñöôïc söû duïng treân ñöôøng truyeàn daãn naøy. Caùc thieát bò naøy khoâng nhaát
thieát phaûi bieát ñaày ñuû thoâng tin maø noù truyeàn. Chaúng haïn caùc nuùt trung gian khoâng
caàn thieát ñaày ñuû ngöõ nghóa thoâng tin cuûa lôùp cao nhaát. Nhôø vaäy coù theå ñôn giaûn hoùa
caùc tieâu chuaån ôû caùc giao dieän baèng caùch chæ xeùt ôû caùc thuoäc tính lieân quan ñeán vieäc
tryeàn taûi thoâng tin.
1.3. Truyeàn daãn thoâng tin töø ñaàu cuoái naøy ñeán ñaàu cuoái kia cuûa maïng GSM
Xeùt quaù trình truyeàn daãn caùc thoâng tin thoaïi cuõng nhö phi thoaïi giöõa ngöôøi söû
duïng GSM vôùi ngöôøi söû duïng GSM khaùc hay vôùi ngöôøi söû duïng maïng ñieän thoaïi coá
ñònh coâng coäng PSTN, mang soá lieân keát ña dòch vuï ISDN, mang soá lieäu coâng coäng
chuyeån maïch goùi PSPDN vaø maïng soá lieäu coâng coäng chuyeån maïch theo maïch
CSPDN.
1.3.1. Truyeàn daãn tieáng (thoaïi)
Nuùt cuoái
Nuùt trung gian
Nuùt cuoái
Möùc thaáp
Möùc cao
Luaän vaên toát nghieäp
13
Truyeàn daãn tieáng giöõa moät thueâ bao GSM vaø moät thueâ bao PSTN. Coù theå ñöôïc
trình baøy theo caáu truùc nhieàu maët phaúng truyeàn daãn vôùi moãi maët phaúng theå hieän moät
daïng tín hieäu nhö hình 1.7.
Hình 1.7: Trình baøy tieáng
Töø hình ta thaáy tín hieäu phaùt ra töø mieäng cuûa thueâ bao di ñoäng ôû daïng aâm
thanh ñöôïc bieán ñoåi vaøo tín hieäu soá 13 kbit/s sau caùc quaù trình bieán ñoåi soá khaùc nhau
noù ñieàu cheá soùng mang ñöôïc phaùt vaøo khoâng trung ñöôïc thu laïi ôû anten BTS, ñöôïc
xöû lyù ñeå khoâi phuïc laïi tín hieäu soá ban ñaàu, ñöôïc boä ñoåi maõ tieáng bieán ñoåi vaøo tín
hieäu 64 kbit/s cho phuø hôïp vôùi toång ñaøi soá ñöôïc chuyeån maïch ñeán thueâ bao PSTN
ñöôïc bieán ñoåi vaøo tín hieäu töông töï vaø cuoái cuøng ñöôïc bieán ñoåi ngöôïc trôû laïi thaønh
aâm thanh ñeán tai nghe thueâ bao PSTN.
1.3.2. Caùc dòch vuï phi thoaïi
Caùc dòch vuï phi thoaïi naøy hay coøn goïi laø caùc dòch vuï truyeàn soá lieäu bao goàm
vieäc trao ñoåi caùc thoâng tin khaùc nhau sau ñaây: vaên baûn, caùc baûn veõ, caùc file maùy
tính, caùc hình aûnh ñoäng, caùc baûn tin. Moät soá boä phaän quan troïng cuûa caùc thoâng tin
Maët phaúng aâm thanh
Maët phaúng töông töï
Maët phaúng soá 13 kbit/s
Maët phaúng soá 64 kbit/s
BTS
Boä
chuyeån
Luaän vaên toát nghieäp
14
naøy ñöôïc xöû lyù ôû caùc thieát bò ñaàu cuoái (caùc thieát bò naøy coù theå raát phöùc taïp, chaúng
haïn server videotex hay heä thoáng xöû lyù baûn tin). Caùc chöùc naêng xöû lyù cuûa caùc thieát
bò ñaàu cuoái nhö sau:
- Maõ hoùa nguoàn: bieán ñoåi vaên baûn, hình aûnh, aâm thanh thaønh caùc chöõ soá cô hai
vaø ngöôïc laïi.
- Giao thöùc giöõa 2 ñaàu cuoái cho thoâng tin: toå chöùc trang phieân vaø ngoân ngöõ.
- Theå hieän thoâng tin cho ngöôøi söû duïng baèng hieån thò taïo aâm, in aán… Caùc thieát
bò ñaàu cuoái coù theå laø maùy fax, maùy tính caù nhaân, ñaàu cuoái maùy tính, videotex..v.v..
Ta xeùt khaû naêng mang giöõa caùc thieát bò ñaàu cuoái. Bieân giôùi giöõa GSM trong
tröôøng hôïp naøy coù theå laø: PSTN (maïng ñieän thoaïi chuyeån maïch coâng coäng), ISDN
(maïng soá lieân keát ña dòch vuï), PSPDN (maïng soá lieäu coâng coäng chuyeån maïch goùi),
CSPDN (maïng söû duïng truyeàn daãn baèng maïch) vaø thieát bò ñaàu cuoái. Ñeå keát noái GSM
vôùi theá giôùi beân ngoaøi ta söû duïng 2 chöùc naêng:
- Chöùc naêng töông taùc maïng IWF ñeå keát noái GSM vôùi maïng khaùc.
- Chöùc naêng thích öùng ñaàu cuoái TAF ñeå thích öùng thieát bò ñaàu cuoái vôùi phaàn
truyeàn daãn voâ tuyeán chung.
Caùc thieát bò giöõa TAF vaø IWF khoâng lieân quan ñeán dòch vuï giöõa caùc ñaàu cuoái
vaø ñöôïc goïi laø khaû naêng mang. Tröø fax, caùc chöùc naêng thích öùng phuïc thuoäc vaøo caùc
khaû naêng mang vaø maïng soá beân ngoaøi.
1.4. Truyeàn daãn beân trong GSM
Phaàn beân trong cuûa maïng truyeàn daãn GSM naèm giöõa moät ñieåm naøo ñoù beân
trong traïm di ñoäng (beân trong TAF ñoái vôùi truyeàn soá lieäu hay ôû nôi maø tieáng laø moät
tín hieäu aâm thanh ñoái vôùi truyeàn tieáng) vaø ñieåm töông taùc giöõa GSM vôùi caùc maïng
beân ngoaøi. Vaäy ta coù theå coi truyeàn daãn beân trong GSM ñöôïc giôùi haïn bôûi TAF vaø
IWF.
* Caáu truùc
Tröôùc heát ta khaûo saùt caùc chöùc naêng ñöôïc ñaët ôû bieân giôùi cuûa GSM (IWF ôû 1
phía, coøn phía kia laø TAF) sau ñoù seõ khaûo saùt caùc phaàn beân trong GSM.
IWF laø taäp hôïp caùc chöùc naêng thöïc hieän caùc thích öùng caàn thieát giöõa GSM vaø
caùc maïng beân ngoaøi. Chöùc naêng IWF raát haïn cheá vôùi ñaáu noái tieáng ôû PSTN hoaëc caùc
Luaän vaên toát nghieäp
15
soá lieäu cô baûn vôùi ISDN. Tuy nhieân caùc tröôøng hôïp khaùc chaúng haïn fax chöùc naêng
naøy raát phaùt trieån. IWF laø moät chöùc naêng naèm ôû moät nôi naøo ñoù giöõa MSC vaø maïng
beân ngoaøi. IWF coù theå laø moät boä phaän naèm trong MSC hoaëc naèm rieâng.
Baây giôø ta haõy xeùt traïm di ñoäng. Toàn taïi nhieàu caáu hình khaùc nhau cuûa traïm
di ñoäng (hình 1.8).
Hình 1.8: Caùc caáu hình cuûa traïm di ñoäng
MTO laø caáu hình ñôn giaûn nhaát, ôû ñaây taát caû caùc chöùc naêng chung, thieát bò ñaàu
cuoái, caùc chöùc naêng thích öùng ñöôïc keát hôïp chung vaøo moät thieát bò. Hieän nay caáu
hình naøy chuû yeáu cho tieáng. Caùc traïm di ñoäng toå hôïp nhö theá naøy cho caùc dòch vuï soá
lieäu khaùc (chaúng haïn cho fax) seõ xuaát hieän trong töông lai. ÔÛ MT2, TAF vaø caùc giao
dieän vôùi thieát bò ñaàu cuoái / modem kinh ñieån ñöôïc keát hôïp vôùi caùc chöùc naêng chung
ME trong moät thieát bò. ÔÛ MT1 söû duïng giao dieän ISDN “S” ñeå ñaáu noái tröïc tieáp ñaàu
cuoái ISDN. Ñeå coù theå ñaáu noái ñaàu cuoái söû duïng giao dieän ñaàu cuoái modem kinh ñieån
caàn söû duïng theâm boä thích öùng ñaàu cuoái.
Thieát bò
ñaàu cuoái
Thieát bò
ñaàu cuoái
Traïm di ñoäng (kieåu 0)
Ñaàu cuoái di
ñoäng (kieåu 2)
Ñaàu cuoái di
ñoäng (kieåu 1)
G
iao dieän ñaàu cuoái vôùi modem
Thích öùng ñaàu cuoái
Giao dieän ISDN “S”
1
LPF
A/D
Boä maõ hoùùa
BTS
RA 1
RA 2
RA0
Laáy maãu
Toác ñoä dò boä ban ñaàu
Chaúng haïn: 300 hay 9600 bit/s
Ñoàng boä
ÑB
Toác ñoä trung gian
(8hay 16 kbit/s)