Bài giảng Hệ thống viễn thông - Chương 2: Mạng di động (P2)

• M: tổng số kênh của hệ thống (1 cluster) • N: số tế bào của 1 cụm • K: tổng số tế bào của hệ thống C: dung lượng kênh RND 3 Khoảng cách giữa 2 tế bào lân cận sử dụng chung một nhóm tần số F1 F2 F3 F4F5 F6 F7 F1 F2 F3 F4F5 F6 F7 F1 R Cụm tế bào K N M C        TẾ BÀO VÀ CỤM TẾ BÀO Hệ số tái sử dụng đồng kênh Q N R D Q 3 Q nhỏ → dung lượng lớn Q lớn → chất lượng tốt TẾ BÀO VÀ CỤM TẾ BÀO • Ví dụ 1: • Tính khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 cell sử dụng cùng băng tần biết cell có bán kính 1 km và tổng số cell của 1 cluster là N = 3 • Vẽ cấu trúc cell )(33 3*33 kmR RRND   1 1 3 22    j i jiji TẾ BÀO VÀ CỤM TẾ BÀO Cell lớn (mật độ thấp) Cell nhỏ (mật độ cao) Tùy thuộc vào lưu lượng, các cell nhỏ hơn có thể được chia để sử dụng nguồn tài nguyên cell hiệu quả Cell nhỏ hơn (mật độ cao hơn) • Tách tế bào TẾ BÀO VÀ CỤM TẾ BÀO Base Transceiver Station (BTS) Mobile Telecom Switching Office (MTSO) Base Transceiver Station BTS NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Dò tìm kênh điều khiển mạnh nhất NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG BTS MTSO Yêu cầu dịch vụ BTS MTSO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Phát thông điệp đến các trạm gốc BTS MTSO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Phản hồi BTS MTSO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Gán kênh dữ liệu BTS MTSO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Truyền dữ liệu (thông thoại) BTS MTSO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Truyền dữ liệu (thông thoại) BTS MTSO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Handoff BTS MTSO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG TB gọi BTS MTSO BTS TB bị gọi Quét tìm kênh Quét tìm kênh Yêu cầu kết nối Yêu cầu kết nối Chuông chờChuông chờ Yêu cầu kết nốiYêu cầu kết nối Yêu cầu kết nối Yêu cầu kết nối Phản hồiPhản hồi Gán kênh Chỉnh kênh Gán kênh Chỉnh kênh Đỗ chuông Nhấc máyPhản hồiDừng chuông chờDừng chuông chờ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Đỗ chuông Một hệ thống có 32 cell với bán kính cell là 1.6 km. Tổng số kênh cấp cho toàn hệ thống là 336 kênh, hệ số sử dụng là N=7. Tính diện tích vùng phục vụ của hệ thống? Mỗi cell có bao nhiêu kênh? BÀI TẬP VỀ NHÀ TỔNG ĐÀI GSM TỔNG ĐÀI GSM • Trạm di động Mobile Station (MS) - Thiết bị di động mà người sử dụng nhìn thấy - Giao diện với người sử dụng: micro, loa, màn hình hiển thị, bàn phím) - Giao diện với thiết bị khác: máy tính, máy fax, - Chức năng chính của MS: - kết cuối trạm di động thực hiện chức năng về truyền dẫn, vô tuyến - bộ thích ứng đầu cuối thực hiện chức năng như 1 cửa nối thông thiết bị đầu cuối với kết cuối di động. Máy di động gồm SIM (Subscriber Identity Module) và ME(Mobile Equipment) - Thiết bị đầu cuối thực hiện các chức năng không liên quan đến mạng GSM TỔNG ĐÀI GSM • Phân hệ trạm gốc Base Station Subsystem (BSS) - BSS giao diện với MS bằng BTS - BSS giao diện với phân hệ chuyển mạch thông qua BSC - BSS được nối với phân hệ vận hành và bảo dưỡng OSS - BSS gồm BTS (Base Transceiver Station), BSC (Base Station Controller), TRAU (Transcoding and Rate Adapter Unit) TỔNG ĐÀI GSM • Phân hệ trạm gốc Base Station Subsystem (BSS) - BTS: gồm thiết bị thu phát tín hiệu sóng vô tuyến, an ten, bộ phận mã hoá và giải mã giao tiếp với BSC - TRAU: chuyển đổi mã thông tin từ các kênh vô tuyến (16kb/s) thành các kênh thoại chuẩn 64 (kb/s), mã hoá và giải mã tiếng, thích ứng tốc độ, là một bộ phận của BTS, có thể đặt cách xa BTS, có thể đặt trong BSC và MSC - BSC: quản lý các giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển (ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và chuyển giao), nối với BTS và MSC. Giao diện với MSC là A, giao diện với BTS là A bis. TỔNG ĐÀI GSM • Phân hệ chuyển mạch Switching Subsystem (SS) - Gồm: MSC, HLR, VLR, AUC, EIR - Chức năng: chuyển mạch, chứa cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quả lý di động của thuê bao, quản lý thông tin giữa những người sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác TỔNG ĐÀI GSM • Phân hệ chuyển mạch Switching Subsystem (SS) - MSC (Mobile Services Switching Center): là 1 tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số BSC - MSC chuyển mạch, tạo kết nối và xử lý cuộc gọi của thuê bao - MSC giao tiếp với BSS và giao tiếp với mạng ngoài qua cổng GMSC (Gateway MSC) - MSC có chức năng chính: - Xử lý cuộc gọi - Điều khiển chuyển giao - Quản lý di động - Tương tác mạng TỔNG ĐÀI GSM • Phân hệ chuyển mạch Switching Subsystem (SS) - HLR (Home Location Register): bộ định vị thường trú: là cơ sở dữ liệu lưu giữ thông tin về thuê bao, dịch vụ. HLR không phụ thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao và chứa các thông tin về vị trí hiện thời của thuê bao - HLR gồm: các số nhận dạng, các thông tin về thuê bao, danh sách dịch vụ, số hiệu VLR đang phục vụ MS TỔNG ĐÀI GSM • Phân hệ chuyển mạch Switching Subsystem (SS) - VLR (Visitor Location Register): là cơ sở dữ liệu về thuê bao thứ 2 trong GSM - VLR được nối với một hay nhiều MSC và có nhiệm vụ lưu giữ tạm thời số liệu hiện tại của các thuê bao đang nằm trong vùng phục vụ của MSC gồm: vị trí cell, số thuê bao đang kết nối, thời gian đàm thoại, dịch vụ sử dụng. Dữ liệu của VLR dùng để tính cước cuộc gọi - Mỗi MSC có 1 VLR (thường VLR nằm trong MSC) TỔNG ĐÀI GSM • Phân hệ chuyển mạch Switching Subsystem (SS) - EIR (Equipment Identity Register): thanh ghi nhận dạng thiết bị - EIR kiểm tra tính hợp lệ của ME qua số liệu nhận dạng di động quốc tế IMEI (International Mobile Equipment Identity) và chứa số liệu về phần cứng của thiết bị TỔNG ĐÀI GSM • Phân hệ chuyển mạch Switching Subsystem (SS) - AUC (Authentication Center): trung tâm nhận thực - AUC giải mã thông tin thuê bao thông qua khoá bảo mật của nhà sản xuất nhằm bảo mật thông tin thuê bao và nhà cung cấp dịch vụ - AUC kết nối với HLR, cung cấp cho HLR các tần số nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật TỔNG ĐÀI GSM • Phân hệ chuyển mạch Switching Subsystem (SS) - GMSC (Gateway MSC): lấy thông tin từ thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao TỔNG ĐÀI GSM • Phân hệ khai thác và bảo dưỡng - SV đọc thêm tài liệu CÁC THÔNG SỐ TIÊU CHUẨN CỦA HỆ THỐNG GSM • Băng thông hệ thống: - Uplink: 890MHz-915MHz - Downlink: 935MHz-960MHz • Khoảng cách giữa các sóng mang: 200KHz • Điều chế nén dữ liệu thoại dùng kỹ thuật GMSK • Tốc độ truyền dẫn dữ liệu giữa các mobile/carrier và mạng 270kbit/s • Phương thức truy xuất dữ liệu TDMA và FDMA • Mã hoá thoại dùng kỹ thuật RPE-LTP (Regular Pulse Excitation- Long Term Predicttion – Linear Prediction Coder)