Đồ án Hệ thống thông tin di động

chúng thành các gói, chọn đường, chuyển tiếp thông tin, điều khiển tuyến cho các gói, đảm trách xử lý cuộc gọi, kiểm soát luồng dữ liệu và cắt/hợp nếu cần. 3.3.1.Kênh CDMA tuyến xuống. 3.3.1.1. Kênh đồng bộ. Kênh đồng bộ hoạt động ở tốc độ 1200bps. Khung kênh đồng bộ được tổ chức như sau: Độ dài thông tin Dữ liệu CRC Đệm …000000 ... 8 bit 2-1146 bit 30 bit Hình 3.19: Chức thông tin kênh đồng bộ. Độ dài thông tin (tối đa 1184 bit). Trường chỉ thị độ dài thông tin gồm 8 bit, trường dữ liệu kênh đồng bộ tối đa 1146 bit, và trường CRC 30 bit, nếu thông tin không là bội số của 93 bit thì trường đệm được sử dụng (thiết lập bằng 0). Độ dài thông tin được BS giới hạn tối đa là: 148 octet hay 148 x 8 = 1184 bit Trường CRC được xác định bởi đa thức sinh sau: g(x) = 1+x+x2+x6+x7+x8+x11+x12+x13+x15+x20+x21+x29+x30 Thông tin sau khi mã hoá CRC thì được chia thành 3 nhóm (32 bit / nhóm) để hình thành các khung kênh đồng bộ bao gồm 31 bit dữ liệu và 1 bit bắt đầu bản tin (bit SOM). Bit SOM = 0 chỉ thị khung có trường đệm. Kênh đồng bộ gửi đi những thông tin sau: Dữ liệu nhận dạng hệ thống (SID) và nhận dạng mạng Dữ liệu đặc trưng cho độ dịch thời gian của dãy PN dẫn đườngcủa BS. Thông tin về thời gian hệ thống nhờ đó cung cấp một đồng hồ chuẩn cho MS. Thông tin về tốc độ dữ liệu được truyền trên kênh nhắn tin (4,8kbps hay 9,6 kbps) 3.3.1.2. Kênh nhắn tin Kênh nhắn tin dùng để truyền thông tin tới MS khi MS chưa được gán một kênh lưu lượng nào. Kênh nhắn tin được tổ chức thành các khung mỗi khung 20 ms, cứ 4 khung thành một khe 80 ms. Số khe cực đại trong một chu kỳ là 2048 cực tiểu là 16. Mỗi khung lại được chia thành các nửa khung 10ms. Bit đầu tiên cho mỗi nửa khung SCI gọi là bit chỉ thị gói có được đồng bộ hay không. Độ dài thông tin Dữ liệu CRC Đệm …000000 ... 8 bit 2-1146 bit 30 bit Hình 3.20: Tổ chức thông tin kênh nhắn tin. Độ dài thông tin (tối đa 1184 bit) Thông tin trên được chia thành các nhóm 47 hoặc 95 bit (ứng với tốc độ 4,8 hay 9,6kbps), được gửi đi trong nửa khung kênh nhắn tin cùng một bít SCI Khi truyền tin trong một nửa khung nếu còn trống 8 bit trở lên trước khi bắt đầu một nửa khung mới thì BS sẽ truyền gói ngay sau thông tin đó mà không có bít đệm. Gói này được gọi là gói không đồng bộ. Còn trong nửa khung đó nếu còn trống dưới 8 bit thì trước khi bắt đầu nửa khung mới BS sẽ sử dụng các bit đệm trước khi truyền các gói tiếp theo trong nửa khung tiếp. Gói này gọi là gói đồng bộ. Khi bắt đầu một khe mới BS luôn truyền gói thông tin đồng bộ bit SCI của khe được thiết lập bằng 1. Còn khi SCI = 0 là dấu hiệu chỉ ra khung không phải là khởi đầu của thông tin của một khe kênh nhắn tin. Kênh nhắn tin gửi đi các loại thông tin sau: Các thông số hệ thống gửi tới tất cả các MS trong vùng, dùng để xác định các đặc tính của hệ thống cell phục vụ. Thông tin về các thông số truy nhập gửi tới tất cả các MS trong vùng, để xác định đặc tính thông tin kênh truy nhập. Thông báo mệnh lệnh cho MS thực hiện một hoạt động nào đó. Thông báo chỉ định kênh lưu lượng cho MS 3.3.1.3. Kênh lưu lượng Truyền các thông tin sau: Thông tin mệnh lệnh cho MS thực hiện một hành động nào đó. Thông báo kiểm tra MS Thông tin chỉ dẫn chuyển vùng Thông tin lưu lượng thoại, dữ liệu… Tốc độ 9,6 kbps có thể truyền cả dữ liệu và báo hiệu. Các tốc độ khác nhỏ hơn chỉ có thể truyền lưu lượng cơ bản. 16 bit 16-1160 bit 8 bit Độ dài tin Dữ liệu CRC Đệm …0000… Cấu trúc khung như sau: Hình 3.21: Cấu trúc khung thông tin. 3.3.2. Các kênh CDMA tuyến lên. 3.3.2.1. Kênh truy nhập. Kênh truy nhập được MS sử dụng để thâm nhập, đăng ký mạng, gửi các burst dữ liệu, khởi tạo cuộc gọi, trả lời thông tin nhắn tin, trả lời yêu cầu tính hợp lệ. Phần mở đầu Gói thông tin kênh truy nhập 000…0000 Khe kênh truy nhập Hình 3.22: Khe kênh truy nhập. Phần mở đầu trợ giúp cho BS thu nhận kênh truy nhập Phần gói thông tin kênh truy nhập bao gồm thông tin kênh truy nhập và trường đệm nếu cần. Thông tin về độ dài các trường kênh truy nhập nhận được trên kênh nhắn tin. 3.3.2.2. Kênh lưu lượng. Cấu trúc kênh lưu lượng tuyến lên giống như cấu trúc kên lưu lượng tuyến xuống. Kênh lưu lượng tuyến lên truyền lưu lượng cơ bản, dữ liệu, hoặc khung báo hiệu. Khi dùng cho báo hiệu nó có thể truyền các thông tin sau: Trả lời tính hợp lệ do yêu cầu của BS trên kênh lưu lượng tuyến xuống. Thông tin hoàn thành chuyển vùng. Thông tin ngắn khi yêu cầu dịch vụ từ BS. Các yêu cầu từ MS tới BS hoặc các trả lời yêu cầu từ BS. 3.4. Quá trình xử lý cuộc gọi. 3.4.1. Quá trình đăng ký MS cần đăng ký với hệ thống trước khi có thể khởi tạo cuộc gọi. Khi MS bật máy nó cần đăng ký với hệ thống để báo rằng nó đã sẵn sàng thực hiện hoặc tiếp nhận cuộc gọi. Khi MS đi đến một vùng mới nó cũng cần đăng ký với vùng sở tại, các thông số nhận dạng vùng dịch vụ hiện thời được thu nhận qua kênh nhắn tin. Ngoài ra MS còn đăng ký với hệ thống khi có một trong những lý do sau: Khi khoảng cách giữa BS hiện thời và BS mà MS đăng ký lần cuối vượt qua một mức ngưỡng. Phương pháp này trạm gốc phát ra kinh độ, vĩ độ và các tham số khoảng cách của nó bằng các giá trị của các bản tin tham số hệ thống. Khi máy di động bắt đầu nhận các tín hiệu của trạm gốc mới máy di động nhận các thông tin kinh độ và vĩ độ trạm gốc mới. Máy di động nhờ sử dụng các thông tin kinh độ vĩ độ này và kinh độ, vĩ độ của trạm gốc được đăng ký lần trước tính toán khoảng cách. Nếu khoảng cách này vượt quá tham số khoảng cách của trạm gốc đăng ký lần trước máy di động thực hiện 1 đăng ký trên trạm gốc mới. Khi hệ thống yêu cầu tất cả hoặc một số MS cần phải đăng ký. Việc chỉ định này được thực hiện qua kênh nhắn tin. Khi các thông số hoạt động của MS bị thay đổi Đăng ký khi rời mạng. Việc đăng ký này cho phép xoá bỏ đăng ký cho MS đó ngay lập tức, nhờ vậy khi có một cuộc gọi đến MS hệ thống có thể trả lời ngay lập tức là MS đã rời mạng mà không cần thực hiện quá trình tìm gọi, qúa trình này thường được thực hiện khi máy di động tắt nguồn. Khi định thời trong MS kết thúc cho phép cơ sở dữ liệu trong mạng được xoá bỏ nếu MS không thực hiện việc đăng ký lại. Các bước của quá trình đăng ký: MS xác định rằng nó cần phải đăng ký với hệ thống (MS ở vào một trong các điều kiện trên). MS nhận thông tin kiểm tra tính hợp lệ được phát đi từ BS trên kênh nhắn tin. MS gửi đi mã nhận dạng MS quốc tế (IMSI), trả lời cho thông báo kiểm tra tính hợp lệ từ BS. BS xác định MS là hợp lệ. BS gửi thông tin đăng ký ISDN tới MSC. MSC nhận thông tin này và gửi thông tin tới VLR đang phục vụ . Nếu MS chưa được đăng ký tại VLR hiện thời thì VLR gửi đi thông báo đăng ký (REGNOT) tới HLR của người sử dụng thuê bao, gồm mã IMSI và dữ liệu khác nếu cần. HLR (của người sử dụng thuê bao) nhận thông báo đăng ký (REGNOT) và cập nhật cơ sở dữ liệu của nó bằng cách ghi lại vùng phục vụ của VLR đã gửi thông tin (VLR đang có MS cư trú). HLR (của người sử dụng thuê bao) gửi thông tin huỷ bỏ đăng ký tới VLR cũ (VLR mà MS đăng ký lần gần nhất trước đó) để VLR này xoá đăng ký cũ của MS. VLR cũ gửi thông báo xác nhận, và gửi thông tin giá trị cước của các cuộc gọi của MS trước đó. HLR gửi thông tin trả lời REGNOT tới VLR mới (đang có MS cư trú) cùng với thông tin mà VLR này yêu cầu, như: Kiểu MS, thông tin về mã khoá bảo mật, giá trị hiện thời của cước các cuộc gọi. Nếu việc đăng ký bị lỗi (Do IMSI không có hiệu lực, dịch vụ không cho phép hoặc chưa trả tiền cước ...) thì thông báo trả lời có một chỉ thị lỗi. Khi nhận được thông tin trả lời từ HLR thì VLR sẽ chỉ định một nhận dạng MS tạm thời (TMSI) sau đó gửi thông tin trả lời tới MSC. MSC nhận thông tin, tổ chức lại dữ liệu và gửi thông tin đăng ký ISDN tới BS BS nhận thông báo đăng ký và phát nó tới MS để xác nhận việc đăng ký. Các bước đăng ký của MS gắn với kênh nhắn tin như sau: MS có hiệu lực Cập nhật cơ sở dữ liệu MS BS MSC VLR mới VLR cũ HLR Xác định đăng ký Kiểm tra Đăng ký Đăng ký ISDN Đăng ký Thông báođăng ký Huỷ bỏ đăng ký Xác nhận Xácnhận REGNOT Xácnhận đăng ký Đăng ký ISDN Xácnhận đăng ký Hình 3.23: Sơ đồ đăng ký của MS . 3.4.2. Quá trình thiết lập một cuộc gọi từ MS. Quá trình thiết lập một cuộc gọi từ MS gồm các bước sau: MS gửi yêu cầu khởi tạo cuộc gọi tới BS. MS khởi tạo Người sử dụng trả lời Chuông Y/c điểm truy nhập dịch vụ thông tin cá nhân PCSAP Cắt chuông tạo tuyến nối MS BS MSC VLR HLR EX Trả lời Thiết lập ISDN Xác nhận Tiếp tục cuộc gọi ISDN Chỉ định kênh lưu lượng SS7 IAM SS7 ACM Cảnh báo ISDN ANM SS7 ISDN CONN Xác nhận Thông thoại Hình 3.24: MS khởi tạo cuộc gọi. BS gửi yêu cầu điểm truy nhập dịch vụ thông tin cá nhân (PCSAP) tới VLR VLR gửi trả lời cho BS. BS gửi thông tin thiết lập ISDN tới MSC. MSC gửi thông tin địa chỉ ban đầu (một phần địa chỉ ISDN của người sử dụng) bằng báo hiệu số 7 tới tổng đài đầu cuối. MSC gửi thông báo tiếp tục cuộc gọi ISDN tới BS. BS chỉ định kênh lưu lượng cho MS. MS điều chỉnh tới kênh lưu lượng và xác nhận kênh lưu lượng được chỉ định. Tổng đài đầu cuối kiểm tra trạng thái của máy điện thoại bị gọi và gửi lại thông tin hoàn thành địa chỉ (ACM) tới MSC. MSC gửi thông tin cảnh báo ISDN tới BS. MSC cung cấp âm chuông tới MS . Người bị gọi trả lời. Tổng đài đầu cuối gửi thông tin trả lời (ANM SS7) tới MSC. MSC gửi thông tin đấu nối ISDN ( ISDN CONN ) tới BS. MSC cắt chuông và tạo ra tuyến nối mạng. BS gửi thông tin xác nhận đấu nối tới MSC. Hai phía thông thoại. 3.4.3. Cuộc gọi tới MS. Trình tự như sau: Người sử dụng từ mạng khác quay số của MS. Tổng đài nguồn gửi IAM (Initial Address Message: bản tin địa chỉ ban đầu) bằng SS7 tới MSC MSC yêu cầu VLR danh sách các hệ thống vô tuyến (để nhắn tin tới MS ) cùng các dịch vụ có thể của MS và TMSI cho MS. VLR gửi TMSI và danh sách các BS trở lại MSC . MSC gửi thông tin yêu cầu thiết lập tuyến nối PCSAP tới tất cả các BS trong danh sách. Mỗi BS sẽ quảng bá thông tin thông báo cuộc gọi trên các kênh nhắn tin đến MS. MS trả lời nhắn tin trên bằng thông tin trả lời nhắn tin đối với mỗi BS. BS gửi trả lời yêu cầu tạo tuyến PCSAP tới MSC. BS gửi thông tin yêu cầu điểm truy nhập dịch vụ thông tin cá nhân (PCSAP) tới VLR. VLR trả lời yêu cầu này của BS. MSC gửi thông tin thiết lập ISDN tới BS. BS chỉ định kênh lưu lương cho MS. MS xác nhận kênh lưu lượng sau khi đã điều chỉnh tới kênh lưu lượng này. BS gửi thông tin cảnh báo ISDN tới MSC. MSC gửi thông tin hoàn thành địa chỉ bằng báo hiệu số 7 (SS7 ACM) tới tổng đài nguồn. Tổng đài nguồn gửi âm chuông tới thuê bao chủ gọi . Khi người sử dụng trả lời, MS gửi thông báo trả lời tới BS. BS gửi thông tin đấu nối ISDN tới MSC. MSC gửi thông báo trả lời bằng báo hiệu số 7 (SS7 ANM) tới tổng đài nguồn. MSC gửi thông báo xác nhận đấu nối ISDN tới BS. Tổng đài nguồn cắt âm chuông và tạo tuyến nối. Hai bên thông thoại . 3.4.4. Xoá cuộc gọi. Việc xoá cuộc gọi được thức hiện khi một trong hai phía đầu cuối muốn kết thúc cuộc gọi. Trình tự xoá cuộc gọi phụ thuộc vào MS hay thuê bao ở xa kết thúc trước. Trường hợp MS muốn kết thúc cuộc gọi trước: MS dừng máy. MS gửi thông tin giải toả tuyến tới BS. BS gửi thông tin giải toả đấu nối ISDN tới MSC. MSC gửi thông tin giải toả đấu nối bằng báo hiệu số 7 tới chuyển mạch đầu xa. MSC gửi thông tin giải toả ISDN tới BS. Tổng đài đầu xa gửi thông tin hoàn thành việc giải toả tuyến nối bằng báo hiệu số 7 tới MSC. BS gửi thông tin hoàn thành giải toả kênh thông tin ISDN tới MSC. BS gửi yêu cầu xoá PCSAP tới VLR. VLR dừng băng ghi cuộc gọi và gửi thông tin trả lời yêu cầu xoá PCSAP tới BS. Trường hợp đầu xa khởi tạo việc kết thúc gọi : Thuê bao đầu xa dừng máy. Tổng đài đầu xa gửi thông báo giải toả tuyến nối tới MSC. MSC gửi thông báo giải toả tuyến nối ISDN tới BS. BS gửi thông báo giải toả tới MS. MS xác nhận thông báo và tiến hành giải toả kênh lưu lượng. BS gửi thông tin giải phóng tuyến ISDN tới MSC. MSC gửi thông tin hoàn thành giải phóng tuyến ISDN tới BS. MSC gửi thông báo hoàn thành giải phóng tới tổng đài đầu xa bằng báo hiệu số 7. BS thông báo yêu cầu xoá điểm truy nhập dịch vụ thông tin các nhân (PCSAP) tới VLR. VLR kết thúc băng ghi cuộc gọi và gửi thông báo trả lời yêu cầu xoá PCSAP tới BS. 3.4.5. Lưu động. Lưu động là khả năng phân phát dịch vụ tới MS nằm ngoài vùng đăng ký thường trú Các dữ liệu về MS được lấy từ VLR. Nếu VLR chưa sẵn có thì VLR sẽ gửi thông tin truy cập dữ liệu về MS này ở HLR mà MS đó thường trú. Khi dữ liệu về MS này đã được ghi lại ở VLR thì việc xử lý, khởi tạo một dịch vụ bất kỳ giống hệt như trong vùng đăng ký của nó. Việc chuyển tải một cuộc gọi tới MS không đăng ký là không thể thực hiện được do mạng không biết vị trí MS đó ở đâu. Số đăng ký của MS phụ thuộc vào kế hoạch đánh số của mạng, nhưng thường gặp là đánh số dựa trên vùng địa lý. Khi MSC liên kết với 1 thuê bao nó sẽ kiểm tra số của thuê bao này, nếu thuê bao đó không thuộc vùng MSC này quản lý(từ vùng khác di chuyển đến) thì nó dựa vào số thuê bao đó tìm ra vùng thường trú của MS và hỏi HLR (của vùng MS thường trú) các thông tin về MS. Ví dụ: khi có một cuộc gọi tới một MS đang lưu động tới một vùng khác. Khi đó trình tự các bước như sau: Khi một thuê bao (mạng cố định hoặc di động) quay số đăng ký của MS Tổng đài gửi bản tin địa chỉ tới MSC thường trú bằng báo hiệu số 7. MSC yêu cầu VLR danh sách hệ thống vô tuyến có thể nhắn tin tới MS. Nếu MS đó đã di động ra khỏi vùng đăng ký thường trú thì sẽ không có danh sách các BS để tìm gọi MS trong VLR. MSC thường trú hỏi HLR về vị trí của MS . HLR cung cấp vị trí MSC hiện thời đang có MS di động tới. MSC thường trú gửi thông báo hoàn thành địa chỉ (ACM) bằng báo hiệu số 7 tới tổng đài. Hồi âm chuông được gửi tới thuê bao chủ gọi. MSC thường trú gửi thông báo trả lời tới tổng đài. MSC thường trú định hướng cuộc gọi tới MSC khách hiện thời bằng báo hiệu số 7 (gửi thông tin địa chỉ). Các bước tiếp theo giống như trường hợp cuộc gọi tới MS. 3.4.6. Chuyển vùng. Chuyển vùng là quá trình chuyển sang một kênh lưu lượng mới nhằm đảm bảo truyền tín hiệu được tốt nhất, một cuộc gọi không bị gián đoạn khi một thuê bao di động di chuyển qua vùng biên các trạm phủ sóng. Trong hệ thống tế bào tương tự, nếu tín hiệu thu thực tế giảm xuống giá trị ngưỡng, trạm gốc coi như máy di động tương ứng nằm ở ranh giới của vùng phục vụ được đưa ra. Trong trường hợp này trạm gốc tạo ra một yêu cầu tới bộ điều khiển hệ thống của MSC có 1 trạm gốc lân cận có thể thực hiện tiếp nhận tín hiệu với mức tín hiệu tốt hơn. Khi nhận yêu cầu bộ điều khiển hệ thống phát đi bản tin yêu cầu chuyển vùng tới trạm gốc lân cận. Khi một kênh của một trạm gốc mới được lựa chọn, 1 bản tin điều khiển được phát tới máy di động yêu cầu nó chuyển cuộc gọi tới kênh được lựa chọn. Đồng thời các bộ điều khiển hệ thống chuyển cuộc gọi từ trạm gốc tới kênh của trạm gốc mới, quá trình này gọi là chuyển giao cứng. Trong hệ thống tương tự chuyển vùng không thực hiện được khi không có các kênh khả dụng trong các trạm gốc lân cận. Ngoài ra quá trình xử lý chuyển vùng thất bại khi máy di động tương ứng nhận sai lệnh chuyển kênh. Thực tế xử lý chuyển vùng thường thất bại và vì vậy cần phải tăng tỷ lệ thành công chuyển vùng. Hơn nữa trong trường hợp một máy di động được định vị xung quanh vùng biên giới, cường độ của các tín hiệu thu của 2 trạm gốc liên tục thay đổi như là vị trí của máy di động được thay đổi và vì vậy xử lý chuyển vùng được thực hiện thay đổi giống như chơi bóng bàn. Tình huống này có thể quá tải bộ điều khiển hệ thống và làm khả năng mất liên lạc của cuộc gọi tăng lên. Đặc điểm chuyển vùng mềm của hệ thống CDMA sử dụng 2 trạm gốc cùng lúc và vì vậy nó có thể giảm khả năng mất liên lạc xẩy ra trên vùng danh giới trong khi chuyển vùng. Hơn nữa trong hệ thống CDMA khi cuộc gọi bắt đầu danh sách các trạm gốc có thể chuyển vùng cuộc gọi và các giá trị ngưỡng chuyển vùng được cung cấp cho thuê bao. Thuê bao ngoài việc dò tìm tín hiệu trong trạm gốc quản lý nó, nó còn tìm kiếm tất cả các tín hiệu dẫn đường (tầm quan trọng đặc biệt để các trạm gốc thực hiện chuyển vùng) và duy trì danh sách tất cả các tín hiệu dẫn đường cao hơn mức ngưỡng được đưa ra trong giai đoạn khởi đầu thiết lập cuộc gọi (điều này được mô tả trong hình vẽ). Danh sách này được truyền tới MSC mỗi khi tín hiệu dẫn đường của trạm gốc kiểm soát cuộc gọi giảm xuống dưới giá trị nhỏ nhất được yêu cầu cho thiết lập và duy trì cuộc gọi. Khi lệnh của MSC được chuyển qua trạm gốc trước khi chuyển, máy di động bắt đầu nhận tín hiệu của trạm gốc thứ 2, sau đó chất lượng của tín hiệu thu tăng lên nhờ tổ hợp đa dạng của 2 tín hiệu nhận được (số liệu phát của 2 trạm gốc giống nhau). Cùng lúc này cả 2 trạm gốc nhận lệnh điều khiển công suất. Khi nhận lệnh cả 2 trạm gốc phải yêu cầu tăng mức công suất của máy di động. Số liệu của máy di động, được cả 2 trạm gốc thu và sau đó gửi tới MSC. MSC chọn lọc các tín hiệu chất lượng tốt trong mọi khung 20 ms và sau đó coi nó như là số liệu được phát đi từ máy di động. Cell B Ngưỡng cho phép Thời gian Cell A Cell C Mức rơi Biên thời gian Mức tín hiệu Vùng chuyển giao Ec/Io Hình 3.25: Mức tín hiệu chuyển vùng của máy di động. Kiểu liên kết này được kết thúc với việc kết nối trở lại trạm gốc ban đầu, cắt kết nối với trạm gốc ban đầu hay chính thức bắt sóng với trạm gốc khác trước khi hoàn thành quá trình chuyển giao. Quá trình xử lý này được xác định thông qua sử dụng giá trị Ec/No của tín hiệu dẫn đường. Chỉ các tín hiệu đó vượt quá giới hạn được định nghĩa trước được nhận như là các tín hiệu dẫn đường mới. Quá trình được tăng cường bằng yêu cầu duy trì các ngưỡng tín hiệu tại vùng biên giữa các ô phủ sóng trong một thời gian nào đó. Tập hợp các dữ liệu như Eb/No từ MS, thông tin trạm gốc, cường độ tín hiệu dẫn đường … đã làm cho quá trình chuyển giao hoàn hảo hơn. Quá trình xử lý tương tự được thực hiện khi 1 máy di động chuyển động từ 1 hình quạt tới 1 hình quạt khác. Trong quá trình xử lý này được gọi là chuyển vùng mềm hơn, máy di động thực hiện các bước tương tự như chuyển vùng mềm. Trong khi chuyển vùng mềm hơn, trạm gốc tự nó nhận yêu cầu chuyển vùng để thêm tín hiệu phát qua 1 hình quạt mới. Kết quả là một đường dẫn song song được cung cấp như trong trường hợp chuyển vùng mềm. Máy thu của trạm gốc tổng hợp các tín hiệu nhận được qua 2 anten hình quạt và các tín hiệu phối hợp của nhiều giải điều chế. Bước này được thông báo tới MSC hoặc trạm gốc nhưng nó không trực tiếp điều khiển nó. Trong trường này không đường dẫn bổ xung nào được yêu cầu giữa MSC hoặc trạm gốc cho chuyển vùng mềm hơn và không cần tới phần cứng bổ xung. Một số ưu điểm của chuyển vùng mềm và chuyển vùng mềm hơn của hệ thống CDMA bao gồm 1 chuyển vùng mềm dẻo, sự chính xác các bít số liệu, các tỷ lệ mất cuộc gọi nhỏ, chất lượng cuộc gọi cao ở vùng giới hạn và giảm quá tải hệ thống chuyển mạch. Các bước của chuyển vùng mềm: Trong hệ thông CDMA cả BS và MS đều có thể yêu cầu chuyển vùng bất cứ khi nào xảy ra những hiện tượng sau: Khi cần có sự cân bằng tải giữa các BS để đạt hiệu quả lưu lượng cao hơn (dung lượng mềm). Khi khoảng cách MS vượt quá giới hạn, MS hoặc BS có thể khởi tạo chuyển vùng. Khi cường độ tín hiệu dẫn đường thấp hơn mức ngưỡng. Khi BS yêu cầu MS tăng công xuất lên mà MS đã tăng quá công suất cực đại của nó. Các bước chuyển vùng mềm có hai giai đoạn: Giai đoạn 1: MS xác định một BS khác làm đích để chuyển vùng. BS này phải có cường độ tín hiệu dẫn đường đủ lớn. Ta gọi BS đó là BS-B còn BS cũ là BS-A. MS gửi thông báo đo cường độ tín hiệu dẫn đường tới BS đang phục vụ (BS-A). BS-A gửi thông báo yêu cầu chuyển vùng giữa các BS tới MSC- MSC nhận yêu cầu chuyển vùng và gửi thông tin yêu cầu chuyển vùng tới BS-B BS-B thiết lập thông tin với MS bằng việc gửi tới nó thông báo lưu lượng không hợp lệ. BS-B gửi thông báo yêu cầu tham gia chuyển vùng tới MSC MSC điều khiển tuyến nối tới hai BS sao cho quá trình chuyển vùng không bị gián đoạn và gửi thông tin nhận biết sự tham gia của nó tới BS đích (BS-B) BS-B gửi thông báo nhận biết chuyển vùng giữa các BS tới MSC MSC gửi thông báo nhận biết chuyển vùng giữa các BS tới BS-A BS-A gửi thông tin chỉ dẫn chuyển vùng tới MS MS gửi thông tin hoàn thành chuyển vùng tới BS-A BS-A gửi thông báo thông tin chuyển vùng tới MSC MSC xác nhận thông báo bằng báo nhận thông tin chuyển vùng BS-A gửi lệnh yêu cầu đo cường độ tín hiệu dẫn đường tới MS MS thông tin cường độ tín hiệu dẫn đường tới BS-A Lúc này MS thông tin với cả hai BS. Cả hai BS cùng thông tin với MSC. MSC sử dụng tín hiệu tốt nhất từ hai BS. Sau đó khi tín hiệu dẫn đường đã đạt một mức ngưỡng nào đó MS không cần thông tin với cả hai BS nữa lúc đó MS yêu cầu MSC loại bỏ một BS. Việc loại bỏ một BS có 3 trường hợp là: Loại bỏ BS-B, loại bỏ BS-B, hoặc kết nối với một trạm gốc khác trước khi hoàn tất quá trình chuyển giao. Việc kết nối với một trạm gốc khác trước khi kết thúc quá trình chuyển giao, xẩy ra khi trạm gốc B (BS-B) và trạm gốc A (BS-A) có tín hiệu dẫn đường bị giảm dưới mức ngưỡng ngay trong khi vẫn chưa kết thúc quá trình chuyển giao mềm, (MS vẫn liên lạc với cả BS-A và BS-B). Quá trình này lại lặp lại giai đoạn 1 chuyển giao mềm. Việc loại bỏ một trong hai BS-A hoặc BS-B như sau: Loại bỏ BS cũ (BS-A). MS xác định rằng cường độ tín hiệu dẫn đường BS-A là không đủ mạnh để tiếp tục là một BS trong chuyển giao mềm. MS gửi thông tin cường độ tín hiệu dẫn đường này tới BS-A, và thông tin yêu cầu loại bỏ BS này khỏi quá trình chuyển giao. BS-A gửi thông tin chỉ dẫn chuyển vùng tới MS chỉ thị rằng BS-A sẽ bị loại khỏi quá trình chuyển giao. MS gửi thông báo hoàn thành chuyển vùng tới BS-A BS-A gửi thông báo chuyển giao diện cơ sở tới BS-A cùng thông tin của cuộc gọi đã được ghi lại BS-B xác nhận thông báo bằng thông báo báo nhận chuyển giao cơ sở. BS-B gửi thông báo thông tin chuyển giao tới MSC MSC gửi thông báo xác nhận thông tin chuyển giao tới BS-B BS-B gửi lệnh yêu cầu đo cường độ dẫn đường tới MS MS gửi thông tin đo cường độ dẫn đường tới BS-B BS-A gửi thông báo tới MSC yêu cầu giải phóng nó khỏi chuyển giao mềm MSC xác nhận thông tin bằng cách gửi đi thông báo báo nhận việc giải phóng tuyến nối tới BS-A. Và từ lúc này MS sẽ thông tin với BS-B. Loại bỏ BS mới (BS-B). MS xác định rằng cường độ tín hiệu dẫn đường BS-B là không đủ mạnh để tiếp tục là một BS trong chuyển giao mềm. MS gửi thông tin cường độ tín hiệu dẫn đường này tới BS-A, và thông tin yêu cầu loại bỏ BS-B này khỏi quá trình chuyển giao. BS-A gửi thông tin chỉ dẫn chuyển vùng tới MS chỉ thị rằng BS-B sẽ bị loại khỏi quá trình chuyển giao. MS gửi thông báo hoàn thành chuyển vùng tới BS-A BS-A gửi thông báo giải phóng BS-B tới MSC MSC gửi thông báo giải phóng tới BS-B BS-A gửi thông báo thông tin chuyển giao tới MSC MSC gửi thông báo xác nhận thông tin chuyển giao tới BS- BS-B gửi thông báo yêu cầu được giải phóng tới MSC MSC báo nhận yêu cầu này của BS-B Sau khi BS-B đã giải phóng các kênh vô tuyến của nó cho cuộc gọi nó gửi thông báo xác nhận giải phóng BS tới MSC MSC gửi báo nhận này tới BS-A BS-A gửi lệnh yêu cầu đo cường độ dẫn đường tới MS MS gửi thông tin đo cường độ dẫn đường tới BS-A Lúc này MS chỉ thông tin với BS-A. Chương 4 CấU TRúC CHUNG và dung lượng CủA MạNG CDMA 4.1. Cấu hình chung của mạng thông tin di động tế bào CDMA. PSTN/ PLMN Access Network SMSC MSC/VLR HLR/ AuC IWF VMS AIN LAN Switch Internet DCN Packet Core Network AAA PDSN (FA) CAN BSC BSC LAPD 3G BTS 3G BTS 3G BTS 3G BTS Public Circuit Network Hình 4.1: Cấu hình chung mạng CDMA. Trong đó : MSC : Trung tâm chuyển mạch. VLR (Visitor Location Register): Bộ đăng ký thuê bao tạm trú. BSC : Bộ điều khiển trạm gốc. BTS : Trạm thu phát gốc. BSM : Bộ quản lý trạm gốc. PDSN(FA) : Mạng dịch vụ dữ liệu gói (đơn vị ngoại lai). HA: đơn vị thường trú. AAA : Nhận thực, quản lý và tính cước. HLR : Bộ đăng ký định vị thuê bao thường trú. AuC : trung tâm nhận thực. SMSC : Trung tâm dịch vụ bản tin ngắn. OMC : trung tâm điều hành và bảo dưỡng. VMS : Hệ thống thư thoại. FMS : Hệ thống thư fax. IWF : Chức năng liên kết. CAN : Mạng ATM trung tâm. SCP : Bộ xử lý trung tâm dịch vụ. SMS : Hệ thống quản lý dịch vụ. IP : Ngoại vi thông minh. MT : Thiết bị đầu cuối di động (máy di động). 4.1.1. Các thành phần của mạng gồm 3 phần chính: Mạng lõi mạch điện gồm: MSC/VLR. HLR/AuC. SMSC. VMS/FMS. IWF. WIN/PPS. Mạng lõi gói tin gồm: PDSN AAA HA ROUTER, DHCP, DNS Mạng truy cập sóng điện từ: BSC BTS MSC 4.1.1.1. MS (máy di động). a) Chức năng máy di động. Anten của máy di động được nối tới một bộ thu phát qua 1 bộ ghép đôi cho phép cả hai phát và thu cùng lúc bởi 1 anten. Tín hiệu nhận được chuyển đổi từ băng VRF (cao tần) 850 MHz thành băng IF (trung tần). Theo thiết kế tiêu chuẩn bộ tổng hợp tần số được sử dụng cho trao đổi này, bộ thu có thể được sắp xếp ở tần số bất kỳ trong băng tần được sử dụng cho điện thoại tế bào. Tín hiệu băng IF qua bộ lọc thông giải SAW với băng 1,25 MHz. Tín hiệu IF ra, được lọc bằng cách này, được chuyển đổi thành tín hiệu số qua một bộ biến đổi tương tự/số và gửi tới 4 bộ thu liên quan, một bộ được gọi là bộ thu tìm kiếm và còn lại là 3 bộ thu số liệu. Rất nhiều tín hiệu lưu lượng dưới sự tăng cường tín hiệu dẫn đường được tế bào lân cận phát nằm trong các tín hiệu IF được số hoá. Bộ thu tín hiệu thực hiện sự tương quan của các tín hiệu theo trình tự PN. Quá trình xử lý tương quan này làm tăng tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu đối với các tín hiệu thích ứng với trình tự PN phù hợp mà không làm tăng nó đối với các tín hiệu khác. Do đó tạo ra độ lợi xử lý. Đầu ra tương quan này được giải điều chế theo sự tương quan nhờ sự dụng sóng mang dẫn đường từ các trạm gốc lân cận làm chuẩn pha sóng mang. Trình tự của ký hiệu số liệu được mã hoá lấy ra từ quá trình xử lý giải điều chế này. Các tín hiệu đa đường có thể được xác định nhờ các tính chất của trình tự PN. Khi các tín hiệu tới bộ thu máy di động qua nhiều đường khác nhau, có thể có một sự chênh lệch thời gian nhận được tính toán theo phân chia chênh lệch khoảng cách đường dẫn với vận tốc ánh sáng. Trong trường hợp sự chênh lệch thời gian dài hơn thời gian 1 chip thì một số đường dẫn có thể được xác định thông qua xử lý tương quan. Bộ thu có thể lựa chọn trong cách dẫn sớm nhất hoặc 1 trong các đường dẫn sau đó và thực hiện dò tìm và thu. Trong trường hợp các bộ thu này được sử dụng chúng có thể dò tìm và thu 3 đường dẫn khác nhau song song và thu được 1 đầu ra được tổ hợp đa dạng. Bốn bộ thu giải điều chế nằm trong thiết kế hiện tại của các máy di động CDMA. Một bộ được sử dụng để tìm kiếm và 3 bộ còn lại được dùng làm bộ thu số liệu. Khi hoạt động trong 1 trạm gốc bộ thu tìm kiếm đo thẩm tra đa đường được tạo ra do phản xạ của địa hình và nhà cửa. Trong đó 3 đường dẫn mạnh nhất được phân bổ tới 3 bộ thu số liệu. Bộ thu tìm kiếm bảo đảm 3 đường dẫn mạnh nhất có thể được phân bố tới các bộ thu số liệu ngay cả khi môi trường đường dẫn bị thay đổi.Trong suốt thời chuyển vùng mềm giữa 2 trạm gốc, bộ thu tìm kiếm được sử dụng để xác định đường dẫn mạnh nhất ngoài 2 đường dẫn và 3 bộ thu số liệu được phân bố để giải điều chế các đường này. Quá trình xử lý giải điều chế sử dụng thông tin từ tất cả 3 bộ thu khi tổ hợp dẫn đến tăng đáng kể trở kháng giao thoa. Hệ thống CDMA áp dụng kiểu tổ hợp tốc độ lớn nhất xác định tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu cho tất cả các đường dẫn được tổ hợp và đưa ra trọng số cho từng đường dẫn hơn là cộng chúng với nhau. Vì pha của mỗi đường được xác định thông qua điều chế dẫn đường trước khi tổ hợp nên sự tổ hợp này được thực hiện theo trật tự. Đầu ra của bộ tổ hợp các tốc độ khác nhau lớn nhất được chuyển tới bộ giải mã lấy ra 1 tốc độ đã được chèn vào từ các trình tự tín hiệu được tổ hợp trước đó và đầu ra được giải mã nhờ bộ giải mã chuẩn hoá hướng đi sử dụng thuật toán Viterbi. Bit giải mã được xử lý bởi bộ mã hoá tiếng nói hoặc bởi khách hàng số liệu. Tiếng nói của khách hàng di động truyền từ máy di động tới trạm gốc của bộ mã hoá tiếng nói số. Nó được chuyển thành mã có chuẩn hoá lỗi nhờ bộ mã hoá cuộn và được chèn vào cuối cùng. Kết quả các ký hiệu được mã hoá theo sóng mang PN và trong trường hợp này trình tự PN được chọn lọc bởi địa chỉ được ấn định cho mỗi lưu lượng. Đầu ra của bộ điều chế có công suất được điều khiển bởi các tín hiệu từ bộ điều khiển số và bộ thu tương tự. Nó được chuyển thành RF và thông qua bộ tổng hợp tần số sắp xếp các tín hiệu theo tần số ra riêng và sau đó được khuyếch đại tới mức đầu ra cuối cùng. Tín hiệu truyền dẫn đạt được bằng cách này được chuyển tới anten qua bộ ghép kép. 4.1.1.2. MSC (Trung tâm chuyển mạch di động). Đối với mỗi khối số liệu bộ mã hoá tiếng nói dự tính chất lượng tín hiệu được thu được từ trạm gốc thông thường trong khoảng 20 ms và sau đó nó truyền số liệu tới MSC. Dự tính chất lượng là tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu ở khoảng 20 ms. Đầu ra bộ mã hoá tiếng nói được chuyển tới MSC nhờ sử dụng các đường thoại chung hoặc các thiết bị vi ba. Trong trường hợp bộ thu đa dạng được sử dụng các tín hiệu có thông tin tương tự có thể được gửi đi từ 1 hay nhiều trạm gốc tới MSC. Vì giao thoa và nhiễu được tạo ra trong các đường dẫn từ máy di động tới trạm gốc tín hiệu từ 1 trạm gốc có thể có chất lượng cao hơn 1 trạm gốc khác. Chuyển mạch số của MSC cung cấp đường dẫn để dòng thông tin số liệu có thể được truyền từ 1 hay nhiều trạm gốc tới từng bộ chọn. Một bộ chọn và bộ mã hoá tiếng nói tương ứng được yêu cầu để xử lý từng cuộc gọi. Sau khi so sánh sự chỉ thị chất lượng tín hiệu kèm theo bít thông tin từ 1 hay nhiều trạm gốc bộ chọn, chọn bít của trạm gốc có chất lượng cao nhất nhờ bộ khung và gửi nó tới bộ mã hoá tiếng nói. Bộ mã hoá tiếng nói chuyển đổi tín hiệu tiếng nói số thành kiểu tín hiệu điện thoại PCM tiêu chuẩn với vận tốc 64kbps, kiểu tương tự hoặc các kiểu tiêu chuẩn khác. Bằng cách này nó được nối tới PSTN nhờ hệ thống chuyển mạch. Tín hiệu tiếng nói từ PSPN tới máy di động được đưa vào bộ mã hoá tiếng nói qua hệ thống chuyển mạch. Dòng bit thông tin đầu ra bộ mã hoá tiếng nói được chuyển tới 1 hoặc nhiều trạm gốc qua hệ thống chuyển mạch tiếp theo. Nếu máy di động không trong chuyển vùng mềm tín hiệu được chuyển tới 1 trạm gốc. Tuy nhiên nếu nó trong chuyển vùng mềm thì tín hiệu được truyền tới số lượng thích hợp các trạm gốc để được chuyển tới máy di động. Bộ điều khiển MSC phân bổ các cuộc gọi tới trạm gốc và tới các thiết bị của bộ mã hoá tiếng nói. Bộ điều khiển này cùng điều khiển với bộ điều khiển trạm gốc để phân bổ của bộ đếm thời gian với vùng đang tồn tại MSC không yêu cầu khẳng định các vùng đang tồn tại thông qua các tín hiệu nhắn tin. Phương pháp đăng ký dựa vào vùng được sử dụng rộng rãi để định nghĩa các danh giới vùng của hệ thống tế bào hoặc các danh giới giữa các hệ thống với nhau. Phương pháp đăng ký cắt nguồn được máy di động tương ứng thực hiện khi nguồn của máy di động tắt nguồn. Trong suốt quá thời gian tắt nguồn máy di động có thể đi ra ngoài vùng dịch vụ của hệ thống và kết quả sự đăng ký tắt nguồn không thể được thực hiện chính xác. Máy điện thoại cầm tay có thể được định vị trong các vùng có môi trường lan truyền vô tuyến kém hoặc có thể định hướng không chính xác, ngoài ra anten không thể được sắp đặt chính xác và do đó trạng thái thực hiện đăng ký tắt nguồn không rõ ràng hơn trường hợp các điện thoại trên các phương tiện được sử dụng. Mặc dù có sự không rõ ràng của nó nhưng sự đăng ký cắt nguồn được thực hiện chính xác có thể ngăn cản MSC nhắn tin cho máy di động một cách không cần thiết. Sự đăng ký dựa trên bộ đếm thời gian được máy di động thực hiện bất kỳ lúc nào kết thúc thời gian. Ngoài ra khi hoàn thành truy nhập hệ thống trạm gốc và máy di động định nghĩa thời gian của bộ định thời mới. Thời gian kết thúc của trạm gốc luôn luôn dài hơn thời gian kết thúc của máy di động. Trong trường hợp máy di động bị sự cố đối với thực hiện đăng ký cho tới khi thời gian của trạm gốc kết thúc, trạm gốc giả định rằng máy di động có thể kiểm soát hệ thống không lâu hơn hoặc đăng ký tắt nguồn của máy di động không thành công. Tóm lại khối trung tâm của hệ thống có chức năng sau: Chức năng xử lý cuộc gọi: Cuộc gọi thoại, cuộc gọi số liệu, và cuộc gọi quá giang. Dịch số. Nhắn tin. Bảo mật. Đăng ký định vị và chuyển giao. Giao tiếp trạm làm việc có chức năng bảo trì và vận hành. Gửi và xử lý đồ hoạ. Theo dõi thuê bao di động. Thống kê và tính cước. Điều khiển quá tải. Chức năng MAP (Phần ứng dụng di động). Chức năng liên kết làm việc với mạng. Giao tiếp với mạng PSTN /IN/Nhà cung cấp ở xa. VMF/FMS/IWF/HLR/SMSC/OMD (Máy chủ vận hành và bảo dưỡng trong mạng DCN)/Giao tiếp với hệ thống tính cước. Giao tiếp với BSC (3G IOS). 4.1.1.3. VLR ( Bộ đăng ký định vị thường trú). VLR là khối chức năng cung cấp thông tin khác nhau để cho các thuê bao di động trong MSC/VLR của hệ thống thông tin di động CDMA có thể thay đổi vị trí của chúng một cách tự do, thiết lập và giải phóng cuộc gọi, cung cấp các dịch vụ khác nhau. Các chức năng này gồm: Đăng ký định vị Thay đổi thông tin thuê bao di động Thẩm vấn vị trí Thẩm vấn định ttuyến tới thuê bao di động bị gọi Nhận thực SMS (Dịch vụ bản tin ngắn) NDSS (lựa chọn hệ thống nối trực tiếp đến mạng) 4.1.1.4. BSC (Bộ điều khiển trạm gốc). BSC nằm giữa MSC và BTS nó có nhiều chức năng khác nhau như quản lý trạng thái BTS, chức năng quản lý tài nguyên vô tuyến, chức năng chuyển giao cứng và chuyển giao mềm giữa MS và BSC, điều khiển công suất. BSC còn có thể đổi dữ liệu thoại dạng EVRC sang dạng PCM và ngược lại, nó cũng triệt tiếng dội xảy ra do bộ hybird của thuê bao hữu tuyến và trì hoãn. Các chức năng chính của BSC: Điều khiển chuyển giao Truyền mẫu tin trong suốt Chuyển mã Chọn lựa Xử lý dịch vụ bổ xung Định tuyến gói Quản lý tài nguyên cuộc gọi Báo hiệu giữa MSC và BTS Xử lý 3G IOS Vận hành và bảo dưỡng… 4.1.1.5. BTS (Trạm thu phát gốc). BTS nằm giữa MT và BSC. Nhiệm vụ chức năng chủ yếu của nó là truyền dẫn vô tuyến, nó điều khiển và duy trì các cuộc gọi cho máy di động, giúp MT nhận được trạm gốc lúc ban đầu, gửi dữ liệu cần thiết, phân bổ kênh lưu lượng theo yêu cầu và tạo tuyến cho các cuộc gọi. Các chức năng đó gồm có: Quản lý tài nguyên các cuộc gọi và điều khiển cuộc gọi Truyền dẫn Xử lý lỗi Đo và thống kê Xử lý tín hiệu vô tuyến, đo và kiểm tra vô tuyến và TPTL( Transmit Power Tracking Loop: Vòng giám sát công suất phát) Định tuyến và truyền gói 4.1.1.6. BSM (Bộ quản lý trạm gốc). Thiết bị chính của BSM là trạm làm việc ( Workstation) và các thiết bị phụ trợ như máy in, X-terminal. BSM có chức năng điều khiển vận hành và bảo dưỡng các bộ xử lý cuộc gọi và bộ mã hoá thoại, chúng làm việc như là một bộ điều khiển của BSC và tất cả các thiết bị của BTS. BSM truy cập NMS qua giao diện mạng LAN và sử dụng giao thức TCP/IP. BSM cung cấp các chức năng sau: Vận hành và bảo dưỡng BTS và BSC Nạp chương trình cho BTS và BSC Thu thập và xử lý cảnh báo Quản lý và xử lý thông tin liên quan đến vận hành Giao diện với nhân viên điều hành Quản lý chất lượng Xử lý lỗi Xử lý thống kê Truyền dữ liệu thông qua giao diện với OMD 4.1.1.7. PDSN (Mạng dịch vụ dữ liệu dạng gói). PDSN truy nhập vào mạng vô tuyến thông qua giao thức mạng ANSI-41, và cung cấp chức năng giao diện internet bằng thủ tục IP đơn giản và giao diện internet bằng giao thức IP di động dựa trên giao diện tuyến (link) giao thức PPP tuỳ thuộc vào sự khởi tạo cuộc gọi dữ liệu gói của thiết bị di động MT, bên cạnh đó nó còn cung cấp các chức năng: như nhận thực và cho phép truy nhập mạng internet của thuê bao, chức năng truy cập server để tính cước. 4.1.1.8. HA (Home Agent). HA phân phối các gói đến các nút mạng di động. Nó hoạt động như một bộ định tuyến (router) trong mạng chủ của mạng di động mà nó có thông tin định vị hiện tại của các nút di động. HA được hỗ trợ các chức năng sau: Kiểm tra tính di động. Nhận thực dịch vụ dữ liệu gói . Định tuyến gói đến FA (PDSN). Quản lý và thông tin bảo mật với FA. 4.1.1.9. AAA (Nhận thức, Cho phép hỗ trợ tính cước). AAA có thể tạo thành từ máy micro/mini workstation trong mạng CDMA. Nó cung cấp các chức năng sau: Liên kết hoạt đông với FA (foreign agent) PDSN thông qua hệ thông bảo an để tính cước cho thuê bao và nhận thực uỷ thác. Cung cấp hồ sơ thuê bao và thông tin chất lượng dịch vụ đến FA(PDSN). Định địa chỉ IP động cho Simple IP/Mobile IP. 4.1.1.10. HLR (thanh ghi định vị thường trú). HLR là một thành phần mạng, nó xử lý thông tin về thuê bao di động hoặc các thành phần mạng cấu hình được yêu cầu với cơ sở dữ liệu thời gian thực dung lượng cao. HLR nhận các thông tin định vị của các thuê bao di động di chuyển giữa các vùng được điều khiển bởi VLR của hệ thống chuyển mạch và lưu trữ nó vào bộ nhớ cơ sở dữ liệu trong HLR theo thời gian thực. Đăng ký định vị và giải phóng. Xử lý cuộc gọi. Quản lý thông tin thuê bao. Nhận dạng thuê bao và liên quan đến kế hoạch đánh số. Thông tin liên quan đến hoạt động của thuê bao. Thông tin liên quan đến các dịch vụ bổ xung. Thông tin liên quan đến tính cước. Đăng ký và huỷ bỏ dịch vụ bổ xung. Quản lý, vận hành và bảo trì hệ thống. Giao tiếp với nhân viên điều hành. Quản lý hỗ trợ (MTP,SCCP,TCAP) lớp thấp báo hiệu số 7. Quản lý thông tin định tuyến. 4.1.1.11. AuC (Trung tâm nhận thực). AuC thi hành quản lý thông tin và quyết định giả thuật ... AuC bao gồm các chức năng sau: Nhận thực cuộc gọi đăng ký v trí. Nhận thực cuộc gọi xuất phát. Kết thúc cuộc gọi. Thủ tục trả lời yêu cầu đặc biệt. Thủ tục nâng cấp SSD, yêu cầu BS(Hệ thống trạm gốc). Nâng cấp thông số. 4.1.1.12. SMSC (Trung tâm dịch vụ bản tin ngắn). SMC (trung tâm bản tin ngắn) là một hệ thống trao đổi mẫu tin dạng mẫu tự giữa SME (Short Message Entity - thực thể bản tin ngắn) và mạng CDMA. Các loại đầu cuối bản tin ngắn SME thuộc VMS (Hệ thống thư thoại ), E-mail, InP (Nhà cung cấp thông tin) FAX, PC (máy tính cá nhân). SMC được nối với HLR và MSC /VLR thông qua CCS7 (báo hiệu kênh chung số 7), với hệ thống quảng bá trạm gốc CBS (Cell Broadcast System) thông qua TCP/IP hoặc X.25. Các chức năng gồm có: Đệ trình bản tin. Quản lý bản tin. Phân phối bản tin. Công nhận bản tin. Các dịch vụ nhấc máy. Chuyển bản tin ngắn xuất phát từ máy di động. Quảng bá cell. Tái phân phát bản tin. 4.1.1.13. OMC (Trung tâm vận hành và bảo dưỡng). OMC là khối chức năng tích hợp mà nhờ nó nhân viên điều hành mạng có thể giám sát và điều khiển hệ thống bởi các phương tiện truyền dẫn mạng số liệu. OMC chịu trách nhiệm với tất cả các hoạt động có bản chất kỹ thuật và quản lý, các hoạt động này cần phải thay đổi theo các thay đổi của điều kiên bên trong và bên ngoài. Điều này làm tăng hoạt động tích hợp và độ tin cậy của mạng do đó giảm thiểu các chi phí vận hành bảo dưỡng. Trung tâm OMC cung cấp các giao diện thân thiện cho các nhân viên điều hành làm việc với các phần phụ của mạng. OMC hoạt động như là một công cụ được tập trung để hỗ trợ chức năng quản lý mạng hàng ngày và cung cấp cơ sở dữ liệu cho công việc thiết kế, hoạch định và tối ưu mạng. Các chức năng chính của OMC gồm: Giám sát các trạng thái hệ thống Quản lý sự cố và cảnh báo Quản lý lỗi Quản lý chất lượng Quản lý bảo mật 4.1.1.14. VMS (Hệ thống thư thoại). Nếu thuê bao di động không nhận được bản tin trực tiếp thì hệ thống VMS sẽ lưu bản tin thoại lại và thông báo cho máy thuê bao biết để kiểm tra bản tin. VMS thực hiện các chức năng sau: Gửi bản tin. Kiểm tra trạng thái gửi bản tin. Gửi liên tục bản tin. Gán ngày gửi bản tin. Gán ngày xoá bản tin. Chuyển đổi bản tin. Thay đổi chức năng chuyển đổi bản tin. Thông báo kết thúc. Thông báo kết thúc đặc biệt. Chọn phương pháp và thứ tự nhận bản tin. 4.1.1.15. FMS (Hệ thống thư fax). Hệ thống FMS cho phép các thuê bao dịch vụ này có thể gửi fax đến nhiều thuê bao khác nhau cùng lúc thông qua hệ thống hộp thư thoại, kiểm tra hoặc nhận các bản tin đã lưu lại trong hệ thống và gửi đến thuê bao thư thoại. FMS gồm những chức năng sau: Gửi chung Dịch vụ board (Board service) Chức năng gửi Chức năng nhận 4.1.1.16. IWF (Chức năng liên kết làm việc). IWF cung cấp các chức năng cần thiết cho thuê bao di động có các dịch vụ dữ liệu truy cập vào mạng và thực hiện thông tin dữ liệu thông qua thiết bị đầu cuối dữ liệu. Nó bao gồm các chức năng sau: Liên kết làm việc với MSC (Frame Relay và xử lý ISDN tốc độ cơ bản PRI) Chuyển mạch cuộc gọi dữ liệu Các modem data/fax Xử lý thủ tục chuyển tiếp dữ liệu BSC Chuyển đổi thủ tục Xử lý cuộc gọi và quản lý tài nguyên 4.1.1.17. CAN (Mạng ATM trung tâm). CAN giao tiếp với nhiều BSC, PDSN để cấu hình mạng dữ liệu gói và cung cấp tín hiệu chuyển giao và lưu lượng chuyển giao giữa các BSC và đường số liệu cho giao tiếp internet . Mặc dù CAN không phải là node cấu hình chuẩn nhưng nó được cung cấp cho việc cải thiện hoạt động chung của mạng CAN có các chức năng sau: Cung cấp đường truyền ATM Giao tiếp BSC Giao tiếp thiết bị quản lý BSC Giao tiếp PSDN 4.1.1.18. SCP (Bộ xử lý điều khiển dịch vụ). SCP có chương trình luận lý dịch vụ và dữ liệu được yêu cầu cho cho các dịch vụ mạng thông minh, bộ xử lý điều khiển dịch vụ có các chức năng sau: Cung cấp chức năng WIN pha 1, pha 2 Cung cấp môi trường thực thi luận lý dịch vụ Cung cấp dữ liệu thuê bao có liên quan đến các dịch vụ mạng thông minh Cung cấp các chức năng vận hành và bảo dưỡng hệ thống 4.1.1.19. SMS (Hệ thống quản lý dịch vụ). SMS là một thành phần mạng thực hiện điều khiển quản lý dịch vụ, điều khiển cung cấp dịch vụ, điều khiển phát triển dịch vụ. 4.1.1.20. IP (Mạng ngoại vi thông minh). IP bao gồm các tài nguyên đặc biệt như thông báo khách hàng, nhận giọng nói, tổng hợp giọng nói, ghi âm thoại, thu tín hiệu DTMF, chuyển đổi thủ tục, thu phát fax.IP cung cấp giao diện linh hoạt giữa người sử dụng mạng thông minh. Chức năng: Thu, tái tạo, biên tập thoại Phân tích DTMF Gửi, nhận fax Giao diện với nhân viên khai thác Vận hành và bảo dưỡng hệ thống Hỗ trợ thủ tục WIN 4.1.1.21. MT (Thiết bị đầu cuối thuê bao). MT (còn gọi là MS: mobile station ) là hệ thống cung cấp các dịch vụ thông tin vô tuyến cho thuê bao đứng yên hoặc di động. MT chứa ME (Mobile equipment) để truyền tín hiệu vô tuyến và ứng dụng điều khiển và USIM (môđun nhận dạng dịch vụ của người sử dụng) để cung cấp dịch vụ và bảo mật cho người dùng. Chức năng của MT: Xử lý cuộc gọi Modem (Xử lý tín hiệu số băng tần gốc) Xử lý tín hiệu analog băng tần IF/RF Mã hoá hình ảnh và âm thoại Hỗ trợ môđun nhận thực người sử dụng Giao tiếp các thiết bị ngoại vi Giao tiếp người dùng Cung cấp các dịch vụ truyền thông đa dịch vụ như thoại, dữ liệu, hình ảnh. 4.1.2. Kết nối gữa các thành phần: 4.1.2.1.Giao tiếp giữa MSC và BTS Giao tiếp giữa MSC và BTS được thực hiện thông qua BSC. BSC nằm giữa MSC và BTS. Một BSC có thể nối với 16 BTS để thực hiện chức năng giao tiếp giữa các tín hiệu hữu tuyến và vô tuyến trên cơ sở các tiêu chuẩn IS-95 với máy động và nhằm xử lý các chức năng thông thường mà các BTS đòi hỏi. Các chức năng chính của BSC: Chức năng truy nhập lẫn nhau giữa MSC và MS Chức năng chuyển giao Chức năng tự bảo dưỡng của BSC Chức năng quản lý BTS 4.1.2.2. Giao tiếp giữa MSC và HLR Giao tiếp giữa MSC và HLR để thực hiện việc chuyển hoặc yêu cầu dữ liệu phục vụ cho: Đăng ký vị trí của thuê bao di động Yêu cầu thông tin thuê bao Quản lý thông tin thuê bao Đăng ký, huỷ đăng ký dịch vụ giá trị gia tăng Kích hoạt, không kích hoạt MS Chuyển, lưu trữ dữ liệu cước và quản lý mật khẩu thuê bao 4.1.2.3. Giao tiếp giữa các MSC Giao tiếp giữa các MSC dùng cho việc thu phát các thông tin để thiết lập cuộc gọi, các thông tin để đăng ký vị trí và chuyển giao dữ liệu giữa các MSC. Có các dịch vụ cơ bản và các dịch vụ gia trong chức năng thiết lập cuộc gọi giữa các MSC bao gồm thiết lập cuộc gọi bình thường, kiểm tra liên tục, thử lại tự động, huỷ bỏ, bản tin thiết lập cuộc gọi, phong toả, giải toả trung kế trong dịch vụ cơ bản và chuyển cuộc gọi, gọi 3 bên, gọi hội nghị, chờ cuộc gọi, truy tìm số khởi tạo cuộc gọi, cấm khởi tạo, hiển thị số khởi tạo, cấm hiển thị số khởi tạo và bảo lưu cuộc gọi trong các dịch vụ gia tăng. 4.1.2.4. Giao tiếp giữa MSC và PSTN Giao tiếp này cần thiết cho sự kết nối giữa mạng PSTN tới thuê bao di động và ngược lại trong trường hợp thiết lập cuộc gọi giữa thuê bao di động và thuê bao PSTN. (Nó cần thiết cho sự liên kết giữa mạng di động và mạng PSTN) 4.1.2.5. Giao tiếp giữa MSC/BSC/BTS và OMC OMC là hệ thống vận hành và bảo dưỡng thu thập thông tin về lỗi, trạng thái của MSC, BSC, BTS dữ liệu thống kê, dữ liệu cước..., cơ sở thuê bao và chức năng báo hiệu No7 qua mạng truyền dẫn số liệu. 4.1.2.6. Giao tiếp giữa MSC và VMS/FMS Giao tiếp giữa MSC và VMS/FMS là cần thiết để thu phát thông tin FAX và thoại giữa các thuê bao thông qua hộp thư thoại. 4.2. Dung lượng hệ thống CDMA. Trong hệ thống thông tin di động tế bào Cellular, để đánh giá về dung lượng của hệ thống thông thường người ta dựa vào các tiêu chuẩn sau: Số người sử dụng trên một độ rộng băng tần. Số người sử dụng trong một tế bào. Tổng số người sử dụng trên một vùng diện tích được bao phủ của các tế bào. Dung lượng của hệ thống thông tin vô tuyến sử dụng ký thuật trải phổ bị giới hạn bởi nhiễu, trong khi dung lượng của các hệ thống thông tin vô tuyến truyền thống bị giới hạn bởi số kênh tín hiệu không gây ra nhiễu nhờ vào sự sắp xếp chúng theo thời gian hay theo tần số. Do dung lượng của hệ thống trải phổ phụ thuộc vào nhiễu nên việc điều khiển công suất là rất quan trọng đối với dung lượng của toàn hệ thống. Trong hệ thống CDMA thì dung lượng của nó được xác định theo công thức sau đây: Trong đó: N: Số người sử dụng trong hệ thống. Bss: độ rộng băng tần trải phổ. R: Tốc độ băng tần cơ bản lớn nhất. Eb/No: Tổng năng lượng bit trên mật độ tạp âm nhiễu. Vd: Hệ số tích cực của tiếng nói. CSec: Số sector trên một tế bào. Fr: Hệ số tái sử dụng tần số. f: Tỷ số của tổng nhiễu trung bình của các tế bào khác trên nhiễu trung bình của các người sử dụng khác trong cùng một tế bào. Từ công thức trên ta nhận thấy trong hệ thống CDMA số người sử dụng N luôn luôn tỷ lệ nghịch với tỷ số Eb/No. Tỷ số Eb/No càng nhỏ thì dung lượng của hệ thống càng lớn và ngược lại Eb/No càng lớn thì dung lượng của hệ thống càng nhỏ. Mặt khác ta thấy tỷ số Eb/No lại phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: Các phương pháp điều chế được sử dụng, tỷ số lỗi bit BER (Bit Error Rate), tốc độ của dữ liệu thông tin, suy hao của đường truyền, các ảnh hưởng của các luồng với nhau và hiện tượng fading… Hệ thống CDMA đang được sử dụng và thử nghiệm trên toàn cầu hiện đang sử dụng tiêu chuẩn của tỷ số Eb/No là 6,5dB. Một đặc điểm nổi trội của ký thuật CDMA so với các phương thức đa truy nhập khác là CDMA cho phép phát hiện ra các thành phần đa luồng và sử dụng máy thu RAKE để tổ hợp các tín hiệu thực tế này để thu được các tín hiệu có tỷ số Eb/No tốt hơn. Tín hiệu đi sử dụng phương thức mã hoá trực giao, mã hoá này làm cho tăng khae năng chống nhiễu. Việc mã hoá khối cung cấp cho khả năng chống lại lỗi cụm và mã hoá xoắn cung cấp cho khả năng làm giảm giá trị Eb/No theo yêu cầu. Hệ thống CDMA có khả năng điều khiển công suất làm cho chất lượng thoại và tỷ số lỗi bit BER ổn định. Bảng tra cứu các từ viết tắt AMPF Advanced Mobied Phone System Hệ thống thông tin di động tiên tiến ACCH Associated control channel Kênh điều khiển liên kết BCCH Broadcoast control channel Kênh quảng bá điều khiển BSC Base Station Controler Bộ điều khiển chạm gốc BSS Base Station subsystem Phân hệ trạm gốc BHCA Busy Hour call Attempts Gọi trong giờ bận BCC Base Station colour Code Mã màu trạm gốc C/I Carrier To Interference Ratio Tỷ số sóng mang trên nhiễu CCITT International Telegraph And Uỷ ban quốc tế về điện thoại Telephone consulative commite điện tín CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung CODEC Code And Decode Mã hoá và giải mã CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã DCCH Dedicate Control Channel Kênh điều khiển dành riêng DCE Data communication Equipment Thiết bị truyền số liệu DTX Discontinous Transmission Truyền phát gián đoạn DTE Data Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối số liệu ETS European Telecommunication Tiêu chuẩn viễn thông châu Stadard Âu ETSI European Telecommunication Viện tiêu chuẩn viễn thông Stadard Institude châu âu FDMA Frequence Divition Mutiple Acess Đa truy nhập phân chia theo tần số FACCH Fast associate control channel Kênh điều khiển liên kết nhanh FSK Frequency Shift Key Khoá điều chế dịch tần GSM Global System for Mobile Thông tin di động toàn cầu Communication GOS Grade of Service Cấp độ phục vụ GPS Global Position System Hệ thống định vị toàn cầu IMTS Improved Mobied Telephone Systems Hệ thống điện thoại di động cải tiến IMSI International Mobile Subscriber số nhận dạng thuê bao di Identity động quốc tế ISDN Integrated Service Digital Network Mạng số đa dịch vụ ITU International telecommunication Liên đoàn viễn thông quốc tế Union MS Mobile Station Trạm di động MSC Mobile Service Switching Center Tổng đài di động PAGCH Paging and Acess Kênh choá nhận truy cập và nhắn tin PHC Paging Channel Kênh nhắn tin PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công công cộng PSTN Public Switched Telephone Network Mạng thoại công cộng có chuyển mạch RACH Random access Channel Kênh truy cập ngẫu nhiên SACCH Slow associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết chậm SCH Synchronization Channel Kênh đồng bộ SDCCH Stand alone Dedicate Control Kênh điều khiển dành riêng Channel SDMA Space Divition Mutiple Acess Đa truy cập phân chia theo không gian TACH Traffic and Associate Channel kênh lưu lượng và liên kết TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng TDMA Time Divition Mutiple Acess Đa truy cập phân chia theo thời gian TMN Telephone Management Network Mạng quản lý viễn thông