1
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
ĐOÀN NGỌC PHƯƠNG
BÀI GIẢNG:
LẬP TRÌNH TRÊN ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG
TẬP BÀI GIẢNG
(Lưu hành nội bộ)
THÁI NGUYÊN THÁNG 08/NĂM 2010
2
CHƯƠNG 2: CÁC CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG
2.1 Công nghệ mạng thông tin di động GSM
2.1.1 Quá trình phát triển của mạng thông tin di động GSM
Những năm đầu 1980, hệ thống viễn thông tế bào trên thế giới phát triển mạnh mẽ
đặc biệt là ở Châu Âu mà không được chuẩn hóa về các chỉ tiêu kỹ thuật. Điều này đã
thúc giục Liên minh Châu Âu về Bưu chính viễn thông CEPT (Conference of European
Posts and Telecommunications) thành lập nhóm đặc trách về di động GSM (Groupe
Spécial Mobile) với nhiệm vụ phát triển một chuẩn thống nhất cho hệ thống thông tin di
động để có thể sử dụng trên toàn Châu Âu.
Ngày 27 tháng 3 năm 1991, cuộc gọi đầu tiên sử dụng công nghệ GSM được thực
hiện bởi mạng Radiolinja ở Phần Lan (mạng di động GSM đầu tiên trên thế giới).
Năm 1989, Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu ETSI (European Telecommunications
Standards Institute) quy định chuẩn GSM là một tiêu chuẩn chung cho mạng thông tin di
động toàn Châu Âu, và năm 1990 chỉ tiêu kỹ thuật GSM phase I (giai đoạn I) được công
bố.
Năm 1992, Telstra Australia là mạng đầu tiên ngoài Châu Âu ký vào biên bản ghi
nhớ GSM MoU (Memorandum of Understanding). Cũng trong năm này, thỏa thuận
chuyển vùng quốc tế đầu tiên được ký kết giữa hai mạng Finland Telecom của Phần Lan
và Vodafone của Anh. Tin nhắn SMS đầu tiên cũng được gửi đi trong năm 1992.
Những năm sau đó, hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM phát triển một cách
mạnh mẽ, cùng với sự gia tăng nhanh chóng của các nhà điều hành, các mạng di động
mới, thì số lượng các thuê bao cũng gia tăng một cách chóng mặt.
Năm 1996, số thành viên GSM MoU đã lên tới 200 nhà điều hành từ gần 100 quốc
gia. 167 mạng hoạt động trên 94 quốc gia với số thuê bao đạt 50 triệu.
3
Năm 2000, GPRS được ứng dụng. Năm 2001, mạng 3GSM (UMTS) được đi vào
hoạt động, số thuê bao GSM đã vượt quá 500 triệu. Năm 2003, mạng EDGE đi vào hoạt
động.
Cho đến năm 2006 số thuê bao di động GSM đã lên tới con số 2 tỉ với trên 700
nhà điều hành, chiếm gần 80% thị phần thông tin di động trên thế giới.
2.1.2. Kiến trúc tổng quát
Hình 2-1 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM
Các ký hiệu:
4
OSS
: Phân hệ khai thác và hỗ trợ BTS : Trạm vô tuyến gốc
AUC
: Trung tâm nhận thực MS : Trạm di động
HLR
: Bộ ghi định vị thường trú ISDN : Mạng số liên kết đa dịch vụ
MSC
: Tổng đài di động PSTN (Public Switched Telephone Network):
BSS
: Phân hệ trạm gốc Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng
BSC
: Bộ điều khiển trạm gốc PSPDN : Mạng chuyển mạch gói công
cộng
OM
C
: Trung tâm khai thác và bảo
dưỡng
CSPDN (Circuit Switched Public Data
Network):
SS : Phân hệ chuyển mạch Mạng số liệu chuyển mạch kênh công cộng
VLR
: Bộ ghi định vị tạm trú PLMN : Mạng di động mặt đất công cộng
EIR
: Thanh ghi nhận dạng thiết bị
Các thành phần chức năng trong hệ thống
Mạng thông tin di động công cộng mặt đất PLMN (Public Land Mobile Network)
theo chuẩn GSM được chia thành 4 phân hệ chính sau:
·Trạm di động MS (Mobile Station)
·Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem)
·Phân hệ chuyển mạch SS (Switching Subsystem)
5
·
Phân hệ khai thác và hỗ trợ (Operation and Support Subsystem)
Trạm di động (MS - Mobile Station)
Trạm di động (MS) bao gồm thiết bị trạm di động ME (Mobile Equipment) và một
khối nhỏ gọi là mođun nhận dạng thuê bao (SIM-Subscriber Identity Module). Đó là một
khối vật lý tách riêng, chẳng hạn là một IC Card hoặc còn gọi là card thông minh. SIM
cùng với thiết bị trạm (ME-Mobile Equipment) hợp thành trạm di động MS. SIM cung
cấp khả năng di động cá nhân, vì thế người sử dụng có thể lắp SIM vào bất cứ máy điện
thoại di động GSM nào truy nhập vào dịch vụ đã đăng ký. Mỗi điện thoại di động được
phân biệt bởi một số nhận dạng điện thoại di động IMEI (International Mobile Equipment
Identity). Card SIM chứa một số nhận dạng thuê bao di động IMSI (International
Subcriber Identity) để hệ thống nhận dạng thuê bao, một mật mã để xác thực và các thông
tin khác. IMEI và IMSI hoàn toàn độc lập với nhau để đảm bảo tính di động cá nhân.
Card SIM có thể chống việc sử dụng trái phép bằng mật khẩu hoặc số nhận dạng cá nhân
(PIN).
Trạm di động ở GSM thực hiện hai chức năng:
- 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 thẻ
gọi là SIM card. Trừ một số trường hợp đặc biệt như gọi cấp cứu… thuê bao chỉ có thể
truy nhập vào hệ thống khi cắm thẻ này vào máy.
Phân hệ trạm gốc (BSS - Base Station Subsystem)
BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động MS bằng thiết bị BTS thông qua giao
diện vô tuyến. Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng đài ở phân hệ chuyển mạch
SS. Tóm lại, BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ vậy đấu nối những người
sử dụng các trạm di động với những người sử dụng viễn thông khác. BSS cũng phải được
điều khiển, do đó nó được đấu nối với phân hệ vận hành và bảo dưỡng OSS. Phân hệ
trạm gốc BSS bao gồm:
·TRAU (Transcoding and Rate Adapter Unit): Bộ chuyển đổi mã và phối
hợp tốc độ.
·BSC (Base Station Controler): Bộ điều khiển trạm gốc.