BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
ISO 9001 : 2008
THIẾT KẾ TRẠM BTS CỦA MOBIFONE
TẠI HẢI PHÕNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ LIÊN THÔNG
NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
HẢI PHÒNG-2015
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
ISO 9001 : 2008
THIẾT KẾ TRẠM BTS CỦA MOBIFONE
TẠI HẢI PHÕNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ LIÊN THÔNG
NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
Ngƣời hƣớng dẫn: Th.S Phạm Đức Thuận
HẢI PHÒNG-2015
HẢI PHÒNG – 2015
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
—————-o0o—————–
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Sinh viên : Hoàng Thị Lan Anh
Mã sinh viên : 1213103002
Lớp: ĐTL601
Ngành: Điện tử viễn thông
Tên đề tài: Thiết kế trạm BTS của MobiFone tại Hải Phòng
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về
lý luận, thực tiễn, các số liệu tính toán và các bản vẽ).
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán.
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp:
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất
Họ và tên:
Học hàm, học vị:
Cơ quan công tác:
Nội dung hƣớng dẫn:
Phạm Đức Thuận
Thạc sĩ
Trƣờng Đại học Dân lập Hải Phòng
Toàn bộ đề tài
Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai
Họ và tên:
Học hàm, học vị:
Cơ quan công tác:
Nội dung hƣớng dẫn:
Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2015.
Yêu cầu phải hoàn thành trƣớc ngày tháng năm 2015.
Đã nhận nhiệm vụ: Đ.T.T.N
Sinh viên
Hoàng Thị Lan Anh
Đã nhận nhiệm vụ: Đ.T.T.N
Cán bộ hƣớng dẫn Đ.T.T.N
ThS. Phạm Đức Thuận
Hải Phòng, ngày … tháng … năm 2015
HIỆU TRƢỞNG
GS.TS.NSƢT Trần Hữu Nghị
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp.
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
2. Đánh giá chất lƣợng của Đ.T.T.N (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong
nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán các giá trị sử
dụng, chất lƣợng bản vẽ…).
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn :
(Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày … tháng … năm 2015
Cán bộ hƣớng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI
TỐT NGHIỆP
1. Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số
liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính toán chất lƣợng
thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài.
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện.
(Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày … tháng … năm 2015
Ngƣời chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
LỜI MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………………….. 1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG GSM
……………………… 3
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
………………………………………………………………….. 3
1.2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG TỔ ONG
…. 4
1.3. CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG GSM………………………………. 6
1.3.1. Phân hệ BSS …………………………………………………………………………….. 7
1.3.2. Phân hệ chuyển mạch SS( Switching Subsystem) …………………………. 9
1.3.3. Phân hệ vận hành và bảo dƣỡng OMS(Operation & Maintenance
Subsystem): ……………………………………………………………………………………….. 10
1.4. ĐĂNG NHẬP THIẾT BỊ VÀO MẠNG ……………………………………….. 11
1.4.1. Sơ đồ tổng quát
……………………………………………………………………….. 11
1.4.2. Nhiệm vụ của các khối chức năng
……………………………………………… 12
1.4.3. Các trƣờng hợp cuộc gọi trong mạng GSM ………………………………… 13
1.5. CÁC DỊCH VỤ MẠNG GSM
……………………………………………………… 16
1.6. TIN NHẮN ……………………………………………………………………………….. 16
1.6.1. Gửi tin nhắn. …………………………………………………………………………… 17
1.6.2. Nhận tin nhắn.
…………………………………………………………………………. 17
1.7. CÔNG NGHỆ MẠNG 3G
…………………………………………………………… 18
CHƢƠNG 2 TRẠM BTS – THIẾT KẾ XÂY DỰNG MỘT TRẠM BTS
CỦA MOBIFONE TẠI THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG …………………………. 20
2.1. KHÁI NIỆM VỀ BTS (BASE TRANSCEIVER STATION)…………… 20
2.2. CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THỐNG BTS
……………………………… 21
2.2.1. Cấu trúc các khối chức năng của BTS ALCATE
…………………………. 21
2.2.2. Các khối chức năng chính của hệ thống BTS ……………………………… 21
2.3. THIẾT KẾ XÂY DỰNG MỘT TRẠM BTS CỦA MOBIFONE TẠI
THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG
………………………………………………………………… 24
2.3.1. Các yếu tố cần quan tâm trƣớc khi đi vào tính toán
……………………… 24
2.3.2. Bài toán thực tế
……………………………………………………………………….. 25
CHƢƠNG 3 QUY TRÌNH LẮP ĐẶT MỘT TRẠM BTS …………………… 29
3.1. CÁC QUY TRÌNH LẮP ĐẶT …………………………………………………….. 29
3.1.1. Chuẩn bị một số điều kiện cơ bản trƣớc khi lắp đặt thiết bị ………….. 29
3.1.2. Quy trình lắp đặt anten và phiđơ ……………………………………………….. 33
3.1.3. Lắp đặt thiết bị BTS ………………………………………………………………… 38
3.1.4. Quy trình lắp đặt hệ thống nguồn DC ………………………………………… 45
3.2. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC ……………………………………………………………… 51
3.2.1. Nhà trạm sau khi lắp đặt
………………………………………………………….. 51
3.2.2. Các thiết bị hỗ trợ cho nhà trạm ………………………………………………… 51
3.2.3. CÁC THAM SỐ CẦN KIỂM TRA TRONG QUÁ TRÌNH LẮP ĐẶT
TRẠM BTS ……………………………………………………………………………………….. 52
KẾT LUẬN ………………………………………………………………………………………. 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………………. 56
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
1
LỜI MỞ ĐẦU
Trong cuộc sống hằng ngày, thông tin liên lạc ðóng một vai trò rất quan
trọng và không thể thiếu ðýợc. Nó quyết ðịnh nhiều mặt hoạt ðộng của xã hội,
giúp con ngýời mau chóng nắm bắt các thông tin có giá trị về vãn hóa, khoa
học kĩ thuật, giáo dục….
Ngày nay, với nhu cầu ngày càng rất cao về thông tin của con ngýời nên
ðòi hỏi những nhà cung cấp dịch vụ phải có những phýõng tiện hiện ðại ðể
ðáp ứng nhu cầu của khách hàng “mọi lúc, mọi nõi”. Hệ thống viễn thông
ngày nay không còn quá xa lạ với ngýời dân Việt Nam, ðặc biệt là hệ thống
thông tin di ðộng ðã rất phổ biến, không còn giới hạn cho những ngýời có thu
nhập cao nhý trýớc kia mà ngày càng trở thành dịch vụ phổ cập cho mọi ðối
týợng.
Trong hệ thống viễn thông, truyền dẫn ðóng vai trò hết sức quan trọng, có
thể nói là nền móng cho cả hệ thống. Hiện tại mạng thông tin di ðộng ðýợc sử
dụng trên công nghệ GSM (Global System for Mobile Communications). Các
máy điện thoại di động đƣợc hoà mạng GSM (Hệ thống thông tin di động
toàn cầu) thông qua các trạm BTS (Base transceiver station). Do vậy, các
công ty viễn thông ðýợc thành lập rất nhiều và có nhiều hoạt ðộng khác nhau,
trong ðó có Tổng Công ty Viễn thông MobiFone – một công ty cung cấp dịch
vụ uy tín chất lýợng ðýợc các nhà phát triển dịch vụ tin týởng và hợp tác lâu
dài.
Là một cán bộ đang công tác tại Công ty Dịch vụ MobiFone khu vực 5 –
Chi nhánh của Tổng Công ty Viễn thông MobiFone, tôi ðã chọn ðề tài “Thiết
kế trạm BTS của MobiFone tại Hải Phòng” làm ðồ án tốt nghiệp ðể nâng
cao trình ðộ chuyên môn và trau dồi kinh nghiệm quý báu cho công việc trong
týõng lai của bản thân.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
2
Ðề tài gồm 3 chƣơng:
Chương 1.
Tổng quan về mạng di ðộng GSM.
Chương 2.
Trạm BTS – Thiết kế xây dựng một trạm BTS của
MobiFone tại Thành phố Hải Phòng.
Chương 3.
Quy trình lắp đặt một trạm BTS.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
3
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG GSM
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Dịch vụ điện thoại di động bắt đầu xuất hiện ở các dạng sử dụng đƣợc
vào đầu những năm 1960, 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 lƣợng thấp.
Năm 1980 hệ thống điện thoại tổ ong điều tần sử dụng kỹ thuật đa thâm
nhập phân chia theo tần số xuất hiện. Nhƣng các hệ thống tổ ong tƣơng tự
không thể đáp ứng đƣợc nhu cầu ngày càng tăng do có quá nhiều hạn chế :
Phân bổ tần số rất hạn chế.
Dung lƣợng thấp.
Tiếng ồn khó chịu và nhiễu hệ thống xảy ra khi máy di động dịch
chuyển trong môitrƣờng phading đa tia .
Không đáp ứng đƣợc các dịch vụ mới hấp dẫn đối với khách hàng.
Không cho phép giảm đáng kể giá thành của thiết bị di động và cơ sở
hạ tầng
Không đảm bảo tính bí mật của các cuộc gọi.
Không tƣơng thích giữa các hệ thống khác nhau.
Do đó cần chuyển sang sử dụng kỹ thuật thông tin số cho thông tin di
động cùng với các thông tin di độngvới các kỹ thuật đa thâm nhập mới .Năm
1982 hệ thống thông tin di đông số sử dụng kỹ thuật đa thâm nhập phân chia
theo thời gian(TDMA) ra đời ở Châu Âu có tên là GSM (Global System for
Mobile Communication).
Tháng 5/1986 giải pháp TDMA băng hẹp đƣợc lựa chọn cho dịch vụ
viễn thông chung Châu Âu ở băng tần 900 Mhz. Năm 1985 công nghệ
CDMA bắt đầu phát triển và phiên bản đầu tiên là CDMA IS_95A. Các mạng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
4
CDMA đƣợc đƣa vào khai thác ở Hàn Quốc, HongKong, Argentina,
Brasil,Chile…Để tăng dung lƣợng của hệ thống thông tin di động, tần số các
hệ thống này đang đƣợc chuyển từ vùng 800-900 Mhz vào vùng 1,8-1,9 GHz.
Sự ra đời của loại hình thông tin di động số GSM là một bƣớc nhẩy vọt
của lĩnh vực thông tin, nó mang lại cho ngƣời sử dụng những lợi ích không
thể phủ nhận đƣợc. Cộng với sự phát triển của kỹ thuật hiện đại, sự đổi mới
công nghệ, mạng lƣới viễn thông toàn cầu nói chung cũng ngày càng đổi mới
theo chiều hƣớng tích cực, và trong cái chung đó, lĩnh vực thông tin di động
đã luôn cập nhật những thành tựu khoa học mới.
Hình 1.1. Tổng quan mạng GSM
1.2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG TỔ ONG
Toàn bộ vùng phục vụ của hệ thống điện thoại di động tổ ong đƣợc chia
thành nhiều vùng nhỏ, gọi là các ô, mỗi ô có một trạm gốc phụ trách và đƣợc
điều khiển bởi tổng đài sao cho thuê bao vẫn có thể duy trì cuộc gọi một cách
liên tục khi di chuyển giữa các ô.
GSM
Ký hiệu:
NSS: mạng và phân hệ chuyển mạch
BSS: phân hệ trạm gốc
OSS: phân hệ khai thác
MS: trạm di động
Hỡnh 1: Tổng quan mạng GSM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
5
Trong hệ thống điện thoại di động tổ ong thì tần số các máy di động là
không cố định ở một kênh nào đó mà kênh đàm thoại đƣợc xác định nhờ kênh
báo hiệu và máy di động đƣợc đồng bộ về tần số một cách tự động. Vì vậy
các ô kề nhau nên sử dụng tần số khác nhau còn nếu cách xa hơn thì có thể tái
sử dụng tần số đó. Để cho phép các máy di động có thể duy trì cuộc gọi liên
tục trong khi di chuyển giƣã các ô thì tổng đài sẽ điều khiển các kênh báo
hiệu hoăc kênh lƣu lƣợng theo sử dụng của máy di động để chuyển đổi tần số
của máy di động đó thành một tần số thích hợp một cách tự động.
Hình 1.2. Hệ thống điện thoại di động tổ ong
Hiệu quả sử dụng tần số của hệ thống điện thoại di động tăng lên vì các
kênh RF giữa các BS kề nhau có thể đƣợc định vị một cách hiệu quả nhờ việc
tái sử dụng tần số và do đó dung lƣợng thuê bao đƣợc phục vụ sẽ tăng lên.
F2
F3
F6
F1
F4
F5
F7
F6
F5
F1
F7
F4
F3
F2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
6
1.3. CẤU TRÖC CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG GSM
Mô hình cấu trúc hệ thống của một mạng thông tin di động GSM có sơ đồ
nhƣ sau:
Hình 1.3. Sơ đồ cấu trúc hệ thống của một mạng thông tin di động GSM
NSS
AU
C
HLR
MS
C
VLR
EIR
MAP
MAP
MAP
MAP
BSS
BSC
BTS
LAPD
BSSAP
MS
LAPDm
OSS
ISUP
MUP
TUP
Truyền báo hiệu
Truyền lƣu lƣợng
AUC: Trung tâm nhận thực
VLR: Bộ ghi ðịnh vị tạm trú
HLR: Bộ ghi ðịnh vị thýờng trú
EIR: Bộ ghi nhận dạng thiết bị
MSC: Trung tâm chuyển mạch
các dịch vụ mạng
BSC: Bộ ðiều khiển trạm gốc
BTS: Trạm thu phỏt gốc
NSS: Phừn hệ chuyển mạch
BSS: Phân hệ trạm gốc
MS: Trạm di ðộng
OSS: Phân hệ khai thác bảo dýỡng
PSPDN: Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói
CSPDN: Mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh
PSTN: Mạng ðiện thoại chuyển mạch công cộng
PLMN: Mạng di ðộng mặt ðất
ISDN: Mạng số dịch vụ tớch hợp
OMC: Trung tõm khai thỏc và bảo dýỡng
Cấu trỳc chung mạng GSM
ISDN
PSPDN
CSPDN
PSTN
PLMN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
7
Cấu trúc mạng GSM đƣợc chia thành 3 phân hệ chính:
Phân hệ chuyển mạch (SS: Switching Subsystem)
Phân hệ trạm gốc( BSS: Base Station Subsystem)
Phân hệ vận hành và bảo dƣỡng (OMS: Operation and Maintenance
Subsystem)
MSC
VLR
AC
EIR
HLR
GMSC
BSC
BTS
`
Sessions
Các mạng khác
SS
BSS
OMS
MS
MSC
VLR
AC
EIR
HLR
GMSC
BSC
BTS
`
Sessions
`
Sessions
Các mạng khác
SS
BSS
OMS
MS
Hình 1.4. Tổng quan về kiến trúc GSM
HLR (Home Location Register): Thanh ghi địa chỉ thƣờng trỳ
VLR(Visitor Location Register): Thanh ghi địa chỉ tạm trỳ
MSC(Mobile Switching Center): Trung tâm chuyển mạch di động
AC(Authentication Center) : Trung tâm nhận thực
1.3.1. Phân hệ BSS
Chức năng của BSS là tạo ra vùng hoạt động cho thuê bao di động và
thực hiện truyền dẫn thông suốt tín hiệu, BSS gồm có các thành phần : BTS,
BSC, MS.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
8
1.3.1.1.
MS(Mobile Station)
Trạm di động là thiết bị thu phát cá nhân do ngƣời đăng ký thuê bao
trực tiếp sử dụng. MS có thể là một máy điện thoại di động.Đối với hệ thống
GSM thì MS gồm có 2 thành phần chính là ME và SIM. ME(Mobile
Equipment) là thiết bị cứng thực hiện chức năng thu phát tín hiệu. ME trở
thành MS chỉ khi nào SIM card đƣợc gắn vào trong ME. Nếu không có SIM,
ME không thể thực hiện đƣợc bất kỳ dịch vụ nào.
SIM là thẻ chip mà bên trong cócác bộ nhớ để lƣu trữ thông tin cá nhân
của thuê bao di động và một số thông tin mạng. Trong quá trình hoạt động,
MS sẽ sử dụng các thông tin trong SIM. Thông tin lƣu trong SIM gồm có:
Nhận dạng số thuê bao quốc tế
Số vùng đăng ký
Khóa nhận thực Ki
1.3.1.2.
BTS( Base Transceiver System):
Trạm thu phát gốc, chức năng của BTS là tạo ra vùng hoạt động cho
MS. Vùng phủ sóng nhỏ nhất của một BTS gọi là một tế bào (Cell).
Cell: Là đơn vị cơ bản của hệ thống tế bào, đƣợc định nghĩa theo vùng
phủ sóng của BTS. Mỗi cell đƣợc cấp một số định danh duy nhất gọi là CGI
(Cell Global Identity)
Một BTS có thể phát và thu sóng ra một hay nhiều cell, và một hay
nhiều tần số khác nhau tuỳ theo lƣu lƣợng thoại phục vụ tại khu vực trạm gốc.
Mỗi cell có một trạm vô tuyến gốc BTS hoạt động trên một tập các kênh vô
tuyến. Các kênh vụ tuyến này sẽ khác các kênh vụ tuyến của các cell bên cạnh
để tránh hiện tƣợng can nhiễu. Hệ thống đƣợc xem nhƣ là một mạng lƣới của
các cell vụ tuyến cạnh nhau – hay có thể gọi là các vùng phủ sóng – các cell
này kết hợp với nhau để bảo đảm cho việc phủ sóng toàn khu vực. BTS giao
tiếp với MS qua đƣờng vô tuyến. BTS hoạt động dƣới sự điều khiển của BSC.
Bốn kênh phục vụ của 1 trạm phát sóng cơ bản phụ thuộc:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
9
Góc ngẩng của anten
Công suất phát của trạm
Địa hình, thời tiết…
Độ nhạy anten
1.3.1.3.
BSC (Base Station Controller)
Bộ điều khiển trạm gốc, chức năng chính của BSC là điều khiển các
hoạt dộng của BTS nhƣ: quản lý tài nguyên vô tuyến, điều khiển nhảy tần,
điều khiển chuyển giao, điều khiển công suất,…Một BSC có thể điều khiển
nhiều BTS. Với chức năng này, một BSC có thể đƣợc xem nhƣ một bộ
chuyển mạch của báo hiệu.
1.3.2. Phân hệ chuyển mạch SS( Switching Subsystem)
Chức năng của SS là xử lý cuộc gọi và quản lý thuê bao di động. Các thành
phần trong SS gồm có 5 thành phần:
1.3.2.1.
MSC ( Mobile Service Switching Center)
Một số các bộ điều khiển trạm gốc BSC đƣợc phục vụ bởi 1 tổng đài di
động MSC. Tổng đài di động MSC này có chức năng kiểm soát các cuộc gọi
tới cũng nhƣ gọi đi từ mạng ĐT di động đến các mạng khác nhƣ mạng chuyển
mạch công cộng PSTN, mạng liên kết dịch vụ số ISDN, mạng di động mặt đất
công cộng PLMN khác, mạng dữ liệu công cộng cũng nhƣ các mạng cá nhân
khác v.v.
MSC là nơi thực hiện việc thiết lập, định tuyến và giám sát các cuộc
gọi đến và từ thuê bao di động. Các tin nhắn ngắn, phân tuyến từ SMS –
GMSC hoặc gửi từ máy di động đều qua MSC.
1.3.2.2.
GMSC (Gateway Mobile Service Center)
GMSC là một MSC làm nhiệm vụ giao tiếp giữa mạng di động với các
mạng khác nhƣ PSTN, ISDN, PLMN, … Nó là tổng đài cổng của mạng GSM,
có chức năng định tuyến cuộc gọi đến MS tuỳ theo vị trí của MS đƣợc cung
cấp bởi HLR và định tuyến các cuộc gọi ra ngoài.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
10
1.3.2.3.
VLR (Visitor Location Register – Đăng ký vị trí tạm)
VLR là một cơ sở dữ liệu chứa tạm thời các thông tin về thuê bao di
động MS đang hoạt động trong vùng phục vụ MSC. Dựa vào vị trí và dữ kiện,
các thuê bao trong vùng phục vụ, VLR cung cấp các số chuyển vùng
(Roaming) để kết nối các cuộc gọi cho máy di động.
1.3.2.4.
HLR (Home Location Register – Đăng ký vị trí gốc)
HLR chứa dữ liệu và quản lý tất cả các thuê bao di động có trong hệ
thống. HLR lƣu giữ phần lớn các dữ liệu quan trọng, đó là các dữ kiện thƣờng
trỳ của thuê bao, bao gồm: các DV của thuê bao, thông tin về vị trí, các tham
số nhận thực. Khi có thuê bao mới, hay thay đổi DV, nó đều đƣợc ghi trong
HLR.
1.3.2.5.
AUC (Authentication Center – Trung tâm nhận thực)
Dữ kiện AUC đƣợc liên kết với HLR. Chức năng của AUC là cung cấp
cho HLR các tham số nhận thực và các khóamật mã dƣới dạng các tripled (bộ
ba).
Khả năng nhận thực của AUC giúp cho hệ thống GSM mang tính chất
bảo mật hơn các mạng điện thoại khác. Là nơi chứa các thông tin về số IMSI,
IMEI.
1.3.2.6.
EIR (Equipment Identity Register)- Bộ ghi nhận dạng thiết bị
Bộ ghi nhận dạng thiết bị này đƣợc nối với MSC thông qua một đƣờng
báo hiệu, để cho phép MSC kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị. Cần nhớ rằng việc
nhận thực thuê bao đƣợc thực hiện bởi các thông số từ AUC
1.3.3. Phân hệ vận hành và bảo dƣỡng OMS(Operation & Maintenance
Subsystem):
OMS thực chất là một mạng máy tính đƣợc nối với các thành phần trong
hệ thống để thực hiện chức năng điều hành và bảo dƣỡng hệ thống. Đây cũng
là nơi duy nhất mà ngƣời khai thác giao tiếp đƣợc với mạng di động. Một
OMS gồm có hai thành phần OMC và NMC.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
11
OMC: Trung tâm điều hành và bảo dƣỡng mạng. OMC thực hiện các
chức năng có tính cách cục bộ. Trung tâm này hổ trợ một số chức
năng sau:
Quản lý cấu hình mạng.
Quản lý quá trình làm việc của mạng
Quản lý bảo mật.
NMC: Trung tâm quản lý mạng, nó giám sát các OMC trong mạng.
Chức năng giám sát gồm:
Giám sát các sự cố và cảnh báo.
Xử lý một số sự cố trong mạng.
1.4. ĐĂNG NHẬP THIẾT BỊ VÀO MẠNG
Khi thiết bị di động ở trạng thái tắt, nó đƣợc tách ra khỏi mạng. Khi bật
lên, thiết bị dò tần số GSM để tìm kênh điều khiển. Sau đó, thiết bị đo cƣờng
độ của tín hiệu từ các kênh và ghi lại. Cuối cùng thì chuyển sang kết nối với
kênh có tín hiệu mạnh nhất.
Vì GSM là một chuẩn chung nên thuê bao có thể dùng điện thoại hệ
GSM tại hầu hết các mạng GSM trên thế giới. Trong khi di chuyển, thiết bị
liên tục dò kênh để luôn duy trì tín hiệu với trạm là mạnh nhất. Khi tìm thấy
trạm có tín hiệu mạnh hơn, thiết bị sẽ tự động chuyển sang mạng mới; nếu
trạm mới nằm trong LA khác, thiết bị sẽ báo cho mạng biết vị trí mới của
mình.
1.4.1. Sơ đồ tổng quát
Tất cả các cuộc gọi đi và đến MS đều qua BTS, đến BSC và MSC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
12
MSC
BSC
BTS
MS
MS
Các mạng khác
PSTN,ISDN
Hình 1.5.Các khối chức năng tham gia vào cuộc gọi
1.4.2. Nhiệm vụ của các khối chức năng
Trạm di động MS: Là một thuê bao dùng để truy nhập các dịch vụ của
hệ thống. MS gồm có một đầu cuối di động MT và một thiết bị đầu cuối TE.
Trong đầu cuối di động có một Modul thông minh dùng để xác nhận thuê bao
SIM (Subscriber Identity Module) mà thiếu SIM thì thiết bị di động không thể
truy nhập mạng GSM đƣợc ngoại trừ các số khẩn cấp nhƣ: Cảnh sát, cứu
thƣơng… Thực tế MS có rất nhiều hình dáng, kích thƣớc và chức năng khác
nhau, điều này tuỳ thuộc vào các nhà sản xuất hay các dịch vụ của mạng
GSM. MS có 2 chức năng chính là: Chức năng truyền dữ liệu và chức năng
liên quan đến truyền dẫn ở giao diện vô tuyến.
Trạm thu phát gốc BTS: Thực hiện các chức năng thu phát vô tuyến
trực tiếp đến các thuê bao di động MS trong tế bào BTS đó quản lý thông qua
giao diện vô tuyến Um nhƣ: Phát quảng bá các thông tin của hệ thống, thực
hiện thu phát một cuộc gọi…BTS đƣợc kết nối với BSC thông qua giao diện
A-bis (sử dụng đƣờng truyền vi ba hoặc cáp quang với tốc độ truyền dẫn trên
dƣới 100 Mb/s). Ngoài ra BTS còn có chức năng mã hoá và giải mã tiếng nói
(kênh), sửa lỗi, điều khiển công suất phát…
Trạm điển khiển gốc BSC: Thực hiện các chức năng chuyển mạch và
điều khiển các kênh vô tuyến của hệ thống BSS, BSC thực hiện việc quản lý
các kênh vô 8 tuyến và truyền các bản tin đến và đi từ thuê bao di động MS.
BSC ấn định kênh vô tuyến trong toàn bộ thời gian thiết lập cuộc gọi và giải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
13
phóng liên kết khi kết thúc cuộc gọi. Ngoài ra BSC còn có nhiệm vụ quản lý
các trạm BTS thuộc phạm vi của mình…
Trung tâm chuyển mạch di động MSC: Lập tuyến gọi và điều khiển
cuộc gọi; các thủ tục cần thiết để làm việc với các mạng khác nhƣ: Mạng điện
thoại chuyển mạch côngcộng PSTN, mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN, mạng
chuyển mạch số công cộng theo mạch CSPSN, mạng dữ liệu gói chuyển mạch
theo gói PSPDN… ; các thủ tục cần thiết để tiến hành chuyển điều khiển
(HO); các thủ tục liên quan tới quản lý quá trình di động của các trạm di động
nhƣ: Nhắn tin để thiết lập cuộc gọi, báo mới vị trí trong quá trình lƣu động và
nhận thực nhằm chống các cuộc truy nhập trái phép.
1.4.3. Các trƣờng hợp cuộc gọi trong mạng GSM
Thực hiện cuộc gọi từ điện thoại cố định đến thiết bị di động
Điểm khác biệt quan trọng so với gọi từ thiết bị di động là vị trí của
thiết bị không đƣợc biết chính xác. Chính vì thế trƣớc khi kết nối, mạng phải
thực hiện công việc xác định vị trí của thiết bị di động.
MSC
BTS
MS
BSC
Mạng điện
thoại cố
định
GMSC
Tổng đài
cố định
ĐT cố định
Hình 1.6. Cuộc gọi từ điện thoại cố định tới di động
Từ điện thọai cố định, số điện thoại di động đƣợc gửi đến mạng PSTN.
Mạng sẽ phân tích, và nếu phát hiện ra từ khóa gọi ra mạng di động, mạng
PSTN sẽ kết nối với trung tâm GMSC của nhà khai thác thích hợp.
GMSC phân tích số điện thoại di động để tìm ra vị trí đăng ký gốc
trong HLR của thiết bị và cách thức nối đến MSC/VLR phục vụ.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
14
HLR phân tích số điện thoại di động để tìm ra MSC/VLR đang phục vụ
cho thiết bị. Nếu có đăng ký dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi đến, cuộc gọi sẽ
đƣợc trả về GMSC với số điện thoại đƣợc yêu cầu chuyển đến.
HLR liên lạc với MSC/VLR đang phục vụ.
MSC/VLR gửi thông điệp trả lời qua HLR đến GMSC.
GMSC phân tích thông điệp rồi thiết lập cuộc gọi đến MSC/VLR
MSC/VLR biết địa chỉ LA của thiết bị nên gửi thông điệp đến BSC
quản lý LA này.
BSC phát thông điệp ra toàn bộ các ô thuộc LA.
Khi nhận đƣợc thông điệp, thiết bị sẽ gửi yêu cầu ngƣợc lại.
BSC cung cấp một khung thông điệp chứa thông tin.
Phân tích thông điệp của BSC gửi đến để tiến hành thủ tục bật trạng
thái của thiết bị lên tích cực, xác nhận, nhận diện thiết bị.
MSC/VLR điều khiển BSC xác lập một kênh rỗi, đổ chuông. Nếu thiết
bị di động chấp nhận trả lời, kết nối đƣợc thiết lập. Trong trƣờng hợp thực
hiện cuộc gọi từ thiết bị di động đến thiết bị di động, quá trình cũng diễn ra
tƣơng tự nhƣng điểm giao tiếp với mạng PSTN của điện thoại cố định sẽ đƣợc
thay thế bằng MSC/VLR khác.
Thiết bị kiểu yêu cầu một kênh báo hiệu.
BSC/TRC sẽ chỉ định kênh báo hiệu.
Thiết bị gửi yêu cầu thiết lập cuộc gọi cho MSC/VLR. Thao tác đăng
ký trạng thái tích cực cho thiết bị vào VLR, xác thực, nhận dạng thiết bị, gửi
số đƣợc gọi cho mạng, kiểm tra xem thuê bao có đăng ký dịch vụ cấm gọi ra
đều đƣợc thực hiện trong bƣớc này.
Nếu hợp lệ, MSC/VLR báo cho BSC/TRC một kênh đang rỗi.
MSC/VLR chuyển tiếp số đƣợc gọi cho mạng PSTN.
Nếu máy đƣợc gọi trả lời, kết nối sẽ đƣợc thiết lập.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
15
Cuộc gọi di động gọi di động:
MSC
BSC
BTS
MS1
MS2
BTS
BSC
Hình 1.7. Cuộc gọi MS tới MS
Cuộc gọi Di động gọi cố định:
MSC
BTS
MS
BSC
Mạng điện
thoại cố
định
GMSC
Tổng đài
cố định
ĐT cố định
Hình 1.8. Cuộc gọi từ di động tới điện thoại cố định
Cuộc gọi Di động gọi quốc tế:
MS
BTS
BSC
MSC
VTI
Operator
Thuê bao nƣớc ngoài
Hình 1.9. Cuộc gọi từ di động đi quốc tế
Cuộc gọi di động từ MS cho thuê bao chuyển vùng quốc tế:
MS
BTS
BSC
MSC
VTI
Operator
BSC
MSC
BTS
MS
Hình1.10. Cuộc gọi từ di động cho thuê bao chuyển vùng quốc tế
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG
Sinh viên: Hoàng Thị Lan Anh
16
1.5. CÁC DỊCH VỤ MẠNG GSM
Dịch vụ Hiển thị số chủ gọi (CLIP)
Dịch vụ Dấu số (CLIR)
Dịch vụ Chuyển cuộc gọi (Call Divert)
Dịch vụ Giữ cuộc gọi (Call Hold)
Dịch vụ Chờ cuộc gọi (Call Wait)
Dịch vụ Tự chặn cuộc gọi (Call Bar)
Dịch vụ Hộp thƣ thoại (Voicemail)
Dịch vụ Fax
Dịch vụ DATA
Dịch vụ MMS
Dịch vụ GPRS
Dịch vụ chuyển vùng quốc tế
Dịch vụ chuyển vùng quốc gia
Dịch vụ Tin nhắn
Dịch vụ Tin nhắn quảng bá
1.6. TIN NHẮN
Dịch vụ nhắn tin ngắn SMS là dịch vụ cho phép các thuê bao di động
Mobifone gửi các bản tin dạng text, hình ảnh đen trắng, nhạc chuông đơn âm
cho các thuê bao khác.
