thông tin di động ptit

Thông tin di đ ngộ

N i dung môn h cộ ọ

Ph n 1: T ng quan v h th ng TTDDầ ổ ề ệ ố Ph n 2: H th ng GSMầ ệ ố Ph n 3: 3G và UMTS/WCDMAầ Ph n 4: Các kênh và l p giao th c WCDMAầ ớ ứ

Tài li u tham kh oệ ả

Thông tin di đ ng s , Ericsson, 1996ộ ố www.wikipedia.org Tính toán m ng thông tin di đ ng s cellular, ạ ộ ố

Th y Vũ Đ c Thầ ứ ọ

GSM, CdmaOne and 3G Systems, Raymond Steele, Chin-Chun Lee, Peter Gould

GSM, Switching, Services and Protocols, John Wiley & Sons

Website c a t p chí b u chính vi n thông, đ a ch : ủ ạ ư ễ ị ỉhttp://www.tapchibcvt.gov.vn/

http://www.google.com http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_mobile_phones

http://www.google.com/

http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_mobile_phones

Ph n 1ầ

TỔNG QUAN VỀ

HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

N i dungộ

L ch s phát tri nị ử ể C u trúc h th ngấ ệ ố T bàoế Đa truy nh pậ

ξ1. L ch s phát tri nị ử ể

Gi i thi u chungớ ệ : H th ng thông tin di đ ng t bào s ệ ố ộ ế ố (Digital Cellular

mobile communication systems) hay còn g i là h th ng ọ ệ ốthông tin di đ ng ộ (mobile systems) là h th ng liên l c ệ ố ạv i nhi u đi m truy nh p khác nhau ớ ề ể ậ (access points, or base stations) trên m t vùng đ a lý hay còn goi là các cell. ộ ị

Ngu i s d ng có th di chuy n trong vùng ph sóng ờ ử ụ ể ể ủc a các tr m (base station)ủ ạ


Ra đ i vào nh ng năm 1920 ( là các ph ng ti n thông tin ờ ữ ươ ệgi a các đ n v c nh sát M )ữ ơ ị ả ỹ

1982 s d ng k thu t TDMA là Nhóm đ c trách di đông ử ụ ỹ ậ ặGSM (Group Special Mobile) sau này đ c đ i thành H ượ ổ ệth ng di đ ng toàn c u (ố ộ ầ Global System for Mobile communications Vi t Nam s d ng GSM t 1993ệ ử ụ ừ

1991 Qualcomm tri n khai h th ng di đ ng trên công ngh ể ệ ố ộ ệCDMA chu n ẩ IS-95A (Interim Standard-95A) Viêt Nam tri n khai h th ng di đ ng theo công ngh ể ệ ố ộ ệ

CDMA và đ a vào s d ng tháng 7/2003ư ử ụ


Các th h :ế ệ Th h th nh t (1G)ế ệ ứ ấ Th h th hai (2G)ế ệ ứ Th h th ba (3G)ế ệ ứ Th h th b n (4G)ế ệ ứ ố


First Generation (1G) H th ng thông tin di đ ng t ng t s d ng ph ng th c ệ ố ộ ươ ự ử ụ ươ ứ

đa truy nh p phân chia theo t n s FDMA và đi u ch t n ậ ầ ố ề ế ầs FM.ố

Đ c đi m:ặ ể Ph ng th c truy nh p: ươ ứ ậ FDMA D ch v đ n thu n là tho iị ụ ơ ầ ạ Ch t l ng th pấ ượ ấ B o m t kémả ậ


M t s h th ng đi n hình:ộ ố ệ ố ể

NMT: Nordic Mobile Telephone s d ng băng t n 450 MHz. ử ụ ầ

Tri n khai t i các n c B c Âu vào năm 1981 (Scandinavia)ể ạ ướ ắ

TACS: Total Access Communication System tri n khai t i ể ạ

Anh vào năm 1985.

AMPS: Advanced Mobile Phone System tri n khai t i B c ể ạ ắ

M vào năm 1978 t i băng t n 800 MHz.ỹ ạ ầ


Second Generation (2G) H th ng di đ ng s t bào:ệ ố ộ ố ế

Dung l ng tăngượ Ch t l ng tho i t t h nấ ượ ạ ố ơ H tr các d ch v s li u (data)ỗ ợ ị ụ ố ệ

Ph ng th c truy nh p: ươ ứ ậ TDMA, CDMA băng h p (NarrowBand)ẹ

Chuy n m ch: chuy n m ch kênh (Circuit Switching).ể ạ ể ạ


M t s h th ng đi n hình:ộ ố ệ ố ể

GSM: (Global System for Mobile Phone) - TDMA. Tri n khai ể

t i Châu Âu.ạ

D-AMPS (IS-136 - Digital Advanced Mobile Phone System)

– TDMA. Tri n khai t i Mể ạ ỹ

IS-95 (CDMA one) - CDMA. Tri n khai t i M và Hàn ể ạ ỹQu c.ố

PDC (Personal Digital Cellular) – TDMA, Tri n khai t i Nh t ể ạ ậB n.ả


Evolved Second Generation (2.5 G) Các d ch v s li u c i ti n :ị ụ ố ệ ả ế

T c đ bit dố ộ ata cao h n. ơ

H tr k t n i Internet.ỗ ợ ế ố

Ph ng th c chuy n m ch: ươ ứ ể ạ Chuy n m ch gói - ể ạ Packet Switching

Ví d :ụ

GPRS - General Packet Radio Services: Nâng c p t m ng GSM nh m h tr ấ ừ ạ ằ ỗ ợ

chuy n m ch gói (172 kbps).ể ạ

EDGE - Enhance Data rate for GSM Evolution H tr t c đ bit cao h n GPRS trên n n GSM (384 kbps)ỗ ợ ố ộ ơ ề


Third Generation (3G) H tr các d ch v s li u gói t c đ cao:ỗ ợ ị ụ ố ệ ố ộ

Di chuy n trên các ph ng ti n (Vehicles): ể ươ ệ

144 kbps - Macro Cell

Đi b , di chuy n ch m (Pedestrians):ộ ể ậ

384 kbps – Micro cell

Văn phòng ( Indoor, stationary users)

2 Mbps - Pico cell

D ch v đa ph ng ti n, k t n i qua Internet, ví d nh : ị ụ ươ ệ ế ố ụ ư

Video Streaming, video conference, web browsing, email,

navigational maps . .


Third Generation (3G)

Hai h ng tiêu chu n cho m ng 3G:ướ ẩ ạ

W-CDMA: UTMS:

Phát tri n t h th ng GSM, GPRSể ừ ệ ố

CDMA 2000 1xEVDO:

Phát tri n t h th ng CDMA IS-95ể ừ ệ ố

Cost of moving from GSM to cdmaOne overrides the benefit of the CDMA migration path

Source: U.S. Bancorp Piper Jaffray


Fourth Generation (4G)

Hi n nay đang xây d ng chu n.ệ ự ẩ C i ti n v d ch v d li u:ả ế ề ị ụ ữ ệ

T c đ bit: 20 – 100 Mb/s.ố ộ

Ph ng th c đi u ch :ươ ứ ề ế OFDM, MC-CDMA

Xu h ng k t h p: m ng lõi IP + m ng truy nh p di đ ng ướ ế ợ ạ ạ ậ ộ

(3G) và truy nh p vô tuy n Wimax & Wi-Fi !ậ ế

Distribution of GSM Subscribers

GSM is used by 70% of subscribers worldwide 564 M subs / 800 M subs in July 2001

Most GSM deployments in Europe (59%) and Asia (33%) ATT & Cingular deploying GSM in US today

Number of subscribersin the world (Jul 2001)

GSM71%

US TDMA10%

CDMA12%

PDC7%

Source: EMC World Cellular / GSM Association


Fourth Generation (4G)

Hi n nay đang xây d ng chu n.ệ ự ẩ C i ti n v d ch v d li u:ả ế ề ị ụ ữ ệ

T c đ bit: 20 – 100 Mb/s.ố ộ

Ph ng th c đi u ch :ươ ứ ề ế OFDM, MC-CDMA

Xu h ng k t h p: m ng lõi IP + m ng truy nh p di đ ng ướ ế ợ ạ ạ ậ ộ

(3G) và truy nh p vô tuy n Wimax & Wi-Fi !ậ ế

ξ2. C u trúc h th ngấ ệ ố

ξ2. C u trúc h th ngấ ệ ố

Trong đó: HLR: Home Location Register: b đăng ký đ nh v th ng ộ ị ị ườ

trú VLR: Visited Location Register: b đăng ký đ nh v t m trúộ ị ị ạ

AuC: Authentication Center: Trung tâm nh n th cậ ự

MSC: Mobile Switching Center: Trung tâm chuy n m ch di ể ạđ ngộ

ξ3. Khái ni m t bàoệ ế

Cell – t bào hay ô: là đ n v c s c a m ng, t i đó tr m di ế ơ ị ơ ở ủ ạ ạ ạ

đ ng MS ti n hành trao đ i thông tin v i m ng qua tr m thu phát ộ ế ổ ớ ạ ạ

g c BTS (BS).ố

Trong đó:

MS: Mobile Station - tr m di đ ng.ạ ộ

BTS (BS): Base Tranceiver Station (Base Station)


Trạm thu phát gốc Trạm thu phát gốc BTS BTS – – BBase ase TTransceiver ransceiver

SStationtation

Tế bào cellTế bào cell


Ph ng th c ph sóng: ươ ứ ủ an ten vô h ng và có h ngướ ướ 1 ho c 3 anten ặ

Đ nh y thu - Receive Sensitivity: ộ ạ M c công su t t i thi u mà t i đó máy thu v n nh n ứ ấ ố ể ạ ẫ ậ

đ c tín hi u.ượ ệ Đ n v : [dBm]ơ ị VD: Card m ng WLAN theo chu n 802.11 có đ nh y ạ ẩ ộ ạ

thu là -96 dBm

ξ4. Các ph ng th c đa truy nh pươ ứ ậ

FDMA: Frequency Division Multiple Access

đa truy nhâp phân chia theo t n sầ ố

TDMA: Time Division Multiple Access

đa truy nhâp phân chia theo th i gianờ

CDMA: Code Division Multiple Access

đa truy nhâp phân chia theo mã

Băng t n c a h th ngầ ủ ệ ố

M i h th ng thông tin di đ ng đ c c p phát m t ho c nhi u băng ỗ ệ ố ộ ượ ấ ộ ặ ềt n xác đ nh.ầ ị

Trong m i băng t n, các kênh vô tuy n c a h th ng s đ c n ỗ ầ ế ủ ệ ố ẽ ượ ấđ nh.ị

Ví d : Băng t n GSM 900 đ c c p phát làụ ầ ượ ấ- UL: 890 MHz – 915 MHz

- DL: 935 MHz – 960 MHz

Ph n 2ầ

HỆ THỐNG GSM

N i dungộ

C u trúc h th ngấ ệ ố Phân c p vùng ph c vấ ụ ụ Các giao di n ệ Các giao th cứ S d ng l i t n sử ụ ạ ầ ố Chu trình cu c g i và chuy n giaoộ ọ ể

ξ2.1. C u trúc h th ng GSMấ ệ ố

M ng thông tin di đ ng m t đ t công c ng PLMN (Public Land ạ ộ ặ ấ ộMobile Network) theo chu n GSM đ c chia thành 3 (4) phân h ẩ ượ ệchính sau:

Phân h chuy n m ch - ệ ể ạ NSS

Network Switching Subsystem.

Phân h vô tuy n - ệ ế RSS = BSS + MS

Radio SubSystem

Phân h v n hành và b o d ng - ệ ậ ả ưỡ OMS

Operation and Maintenance Subsystem

ξ2.1. C u trúc h th ng GSMấ ệ ố

msc

iwf

ec

eir

vlr

auc hlr

NSS

bsc

bts bts bts

S I E M E N SN IX D O R F

trauBSS

omc

Data NetwoRK

pstn

ms

Me sim

Kết nối mang thông tin báo hiệu /điều khiển Kết nối mang thông tin người sử dụng và báo hiệu

IWF: InterWorking Function Khối tương tác mạng EC: Echo Canceler Khối triệt tiếng vọng

Omc sOmc r

1. Tr m di đ ng MS - Mobile Stationạ ộ

Tr m di đ ng ạ ộ MS = ME + SIM ME : Mobile Equipment - thi t b di đ ngế ị ộ SIM: Subscriber Indentity Module

Module nh n d ng thuê bao.ậ ạ

ME = hardware + software

ME IMEI = Assigned at the factory

Serial Number Final Assembly

CodeType Approval

Code

6 digits 2 digits

IMEI

6 digits

Sp

1 digit

Tr m di đ ng MS - Mobile Stattionạ ộ

SIM: l u gi các thông tin nh n th c thuê bao và m t mã ư ữ ậ ự ậhóa/gi i m t mã hóa.ả ậ

Các thông tin l u gi trong SIM:ư ữ Các s nh n d ng ố ậ ạ IMSI, TMSI

Khóa nh n th c Kậ ự i

S hi u nh n d ng vùng đ nh v ố ệ ậ ạ ị ị LAI: (Location Area ID)

Khóa m t mã Kậ c

Danh sách các t n s lân c nầ ố ậ

Phân h tr m g c BSSệ ạ ố

BSS: Base Station Subsystem

BSS = TRAU + BSC + BTS TRAU (XCDR): B chuy n đ i mã và ph i h p t c đ .ộ ể ổ ố ợ ố ộ

BSC: B đi u khi n tr m g c.ộ ề ể ạ ố

BTS: tr m thu phát g c.ạ ố

BSS k t n i v i NSS qua lu ng PCM c s 2 Mbps.ế ố ớ ồ ơ ở

B đi u khi n tr m g c BSCộ ề ể ạ ố

BSC: Base Station Controller

B đi u khi n tr m g c BSC th c h ên các ch c ộ ề ể ạ ố ự ị ứ

năng sau:

Đi u khi n m t s tr m BTS: x lý các b n tin báo hi u, ề ể ộ ố ạ ử ả ệ

đi u khi n,v n hành & b o d ng đi/đ n BTS.ề ể ậ ả ưỡ ế

Kh i t o k t n i.ở ạ ế ố

Đi u khi n chuy n giao:Intra & Inter BTS HOề ể ể

K t n i đ n MSC, BTS và OMC.ế ố ế

BSS’s components

bsc

bts

trau

BSS

MSC

btsbts

BSS = TRAU + BSC + BTSBSS = TRAU + BSC + BTS

Tr m thu phát g c BTSạ ố

BTS: Base Tranceiver Station ho c ặ BS: Base Station

Tr m thu phát g c BTS th c h ên các ch c năng sau:ạ ố ự ị ứ Thu phát vô tuy n (Radio Carrier Tx and Rx)ế

Ánh x kênh logic vào kênh v t lý ạ ậ

( Logical to physical Ch Mapping )

Mã hóa/gi i mã hóa (Coding/Decoding)ả

M t mã hóa/gi i m t mã hóa(Ciphering/Deciphering)ậ ả ậ

Đi u ch / gi i đi u ch (Modulating/ Demodulating)ề ế ả ề ế

C u hình BSSấ

BTSBTS

BSC

BTS

BTS

BTS

BTS

1

2

3

4

6

7

BTS

5

BTS đặt gần: colocated BTS: BTS ở xa: remote BTS: ÷

* Vị trí của BTS so với BSC:

* Cấu hình kết nối các BTS:Hình sao: star ,,Hình chuỗi: chain ,,,Mạch vòng: loop ,, ,, ,,

B TRAU (XCDR)ộ

TRAU: Transcoding and Rate Adaption Unit

ho c ặ XCDR : TransCoDeR

chuyểnđổimã

MSC

PCM: 64 Kbps

LPC: 13 Kbps

BSC

M

UX

+ header: 3 Kbps

Ghép kênh: 4*(3+13) = 64 Kbps

Tốc độ 1 kênh thoại: 16 Kbps

1

2

3

4

1 TS 1 kênhthoại: 64 kbps

1 TS (64kbps) 4 kênh (16kbps)

2. Phân h chuy n m ch NSSệ ể ạ

T ng đài di đ ng MSCổ ộ

Ch c năng:ứ• X lý cu c g i (call procesing).ử ộ ọ• Đi u khi n chuy n giao (Handover control).ề ể ể• Qu n lý di đ ng (mobility management).ả ộ• X lý tính c c (billing).ử ướ• T ng tác m ng (interworking function):GatewayMSCươ ạ

GMSC

B đ nh v th ng trú HLRộ ị ị ườ

“HLR là c s d li u tham chi u l u gi lâu dài các thông tin v thuê ơ ở ữ ệ ế ư ữ ềbao”.

• Các s nh n d ng: IMSI, MSISDN.ố ậ ạ• Các thông tin v thuê baoề• Danh sách d ch v MS đ c/h n ch s d ng.ị ụ ượ ạ ế ử ụ• S hi u VLR đang ph c v MSố ệ ụ ụ

HLR: Home Location Register

B đ nh v t m trú VLRộ ị ị ạ

“VLR là c s d li u trung gian l u gi t m th iơ ở ữ ệ ư ữ ạ ờthông tin v thuê bao trong vùng ph c v MSC/VLRề ụ ụđ c tham chi u t c s d li u HLR”.ượ ế ừ ơ ở ữ ệ• Các s nh n d ng: IMSI, MSISDN,TMSI.ố ậ ạ• S hi u nh n d ng vùng đ nh v đang ph c v MS.ố ệ ậ ạ ị ị ụ ụ• Danh sách d ch v MS đ c/h n ch s d ngị ụ ượ ạ ế ử ụ• Tr ng thái c a MS (b n: busy; r i : idle)ạ ủ ậ ỗ

VLR: Visitor Location Register

Trung tâm nh n th c AuCậ ự

“AuC (AC) là c s d li u l u gi mã khóa cá nhân ơ ở ữ ệ ư ữKi c a các thuê bao và t o ra b ba tham s nh n ủ ạ ộ ố ậth c ‘triple: RAND, Kc,SRES’ khi HLR yêu c u ự ầđ ti n hành quá trình nh n th c thuê bao”.ể ế ậ ự

AuC: Aunthentication Center

Kh i nh n d ng thi t b EIRố ậ ạ ế ị

EIR: Equipment Identity Register

“EIR là c s d li u thông tin v tính h p l c a thi t b ME qua s ơ ở ữ ệ ề ợ ệ ủ ế ị ốIMEI”.

• M t thi t b s có s IMEI thu c 1 trong 3 danh sách: ộ ế ị ẽ ố ộ+ Danh sách tr ng (white list) -> valid MEắ+ Danh sách đen (black list) -> stolen ME+ Danh sách xám (gray list) -> ME is fauly or do not meet curent GSM

specifications

3. Phân h v n hành và b o d ng OMSệ ậ ả ưỡ

OMS: Operation and Maintenance Subsystem

Trung tâm v n hành và b o d ng OMCậ ả ưỡ

OMC: Operation and Maintenance Center

Trung tâm v n hành và b o d ng OMCậ ả ưỡ

C u trúc m ng GSMấ ạ

Vùng ph sóng - Vinaphoneủ

Miền Bắc

KV1: Hà Nội và các tỉnh phía Bắc đến

Quảng Bình

Vùng 1

KV1: Các tỉnh miền Trung từ Quảng trị đến Khánh hòa và

tỉnh Tây nguyên

Vùng 3

Vùng ph sóng - ủVinaphone

Vùng ph sóng - Vinaphoneủ

KV2: TP. Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam từ Ninh

thuận đến Cà mau

Vùng 2

ξ2.2. Phân c p vùng ph c vấ ụ ụ

GSM Service Area

Vùng ph c v PLMNụ ụ

Vùng đ nh v LAI ị ịvà vùng ph c v MSC/VLRụ ụ

Số nhận dạng vùng định vị LAI

S ố LAI: Location Area Identity => S nh n d ng vùng đ nh vố ậ ạ ị ị

S nh n d ng ô toàn c uố ậ ạ ầ GCI:

GCI = MCC + MNC + LAC + CI = LAI + CI

Location Area Code (LAC)

Mobile countryCode (MCC)

3 digits 2 digits 2 Bytes

MobileNetwork Code

(MNC)

Location AreaCode (LAC)

Mobile countryCode (MCC)

3 digits 2 digits

CellIdentity (CI)

2 Bytes 2 Bytes

Mobile NetworkCode (MNC)

ξ2.3. Các giao diện trong mạng GSM

Khái ni mệ

Giao di n - Interfaceệ :

”Là ranh gi i gi a các th c th ch c năng (ớ ữ ự ể ứ functional

entities) t i đó khuôn d ng d li u (ạ ạ ữ ệ protocols) và

quá trình trao đ i thông tin (ổ procedure) đ c chu n ượ ẩ

hóa”

GSM’s interfaces

Quá trình x lý tín hi u tho i GSMử ệ ạ

Speechcoding

ChannelCoding

Encry-ption

Inter-leaving

Burstassembly

Modu-lator

Speechdecoding

ChannelDe-

Coding

Decry-ption

Deinter-leaving

Burstdisasse-

mbly

Demod-ulator

TCH

transmitter

receiver

Mã hóa ngu nồ

Mã hóa kênh

M t mã ậhóa

Ghép xen

T o ạc mụ

Đi u ềchế

tho iạ

OR 26 (51 Frames) multiframes

0 1 2 3 2044 2045 2046 2047

0 1 2 3 47 48 49 50

0 1 24 25

T0 T1 …..

T11

S T12

…..

T24

I T0 T1

T2

T3

….

…..

…..

T48

T49

T50

1 superframe = 51 (26 Frames) multiframes

1 hyperframe = 2048 superframes = 2715648 TDMA frames

1 trafic multiframe = 26TDMA frames 1 control multiframe = 51TDMA frames

……….

……….

……

235.4 ms

26 * 51 = 1326 TDMA Frames

6.12 s

0 1 6 7...

TDMA Frameburst

slot 577 µs

4.615 ms

120 ms

Phân c p c u trúc khung - Frame hierarchyấ ấ

3 h 28 min 53.76 s

Kênh l u l ng - TCHư ượ

Kênh đi u khi n - CCHề ể

ξ2.5. S d ng l i t n sử ụ ạ ầ ố

Khái ni m:ệ

S kênh t n s là h u h nố ầ ố ữ ạ

S d ng l i t n s là vi c c p phát cùng m t nhóm t n s vô ử ụ ạ ầ ố ệ ấ ộ ầ ốtuy n t i các v trí đ a lý khác nhau trong m ng mà không làm nh ế ạ ị ị ạ ảh ng đ n ch t l ng k t n i t i giao di n vô tuy n do nhi u ưở ế ấ ượ ế ố ạ ệ ế ễđ ng kênh và nhi u kênh lân c n gây nên.ồ ễ ậ

Trong m ng GSM, m i tr m BTS đ c c p ạ ỗ ạ ượ ấ

phát m t nhóm t n s vô tuy n.ộ ầ ố ế

Các tr m thu phát g c BTS lân c n đ c c p ạ ố ậ ượ ấ

phát các nhóm kênh vô tuy n không trùng v i ế ớ

các kênh c a BTS li n k .ủ ề ề

Khái ni mệ

GGBB

FFEE

AACC

DD

AACC

BBGG

FF DDEE

DD

BB

FFEE

CCAA

GGM t c m - ộ ụ cluster có kích c N cell, đ c lăp l i t i ỡ ượ ạ ạcác v trí đ a lý khác nhau ị ịtrong toàn b vùng ph ộ ủsóng.

Các cell cùng tên đ c c p ượ ấ

phát cùng m t nhóm t n s vô ộ ầ ố

tuy n.ế

Khoảng cách giữa hai cell lân cận 2μ

Kho ng cách s d ng l i t n s Dả ử ụ ạ ầ ố

Kho ng cách s d ng l i t n s Dả ử ụ ạ ầ ố

D = khoảng cách giữa hai cell đồng kênh

Khoảng cách sử dụng lại tần số D

Ký hi u t ng quát : ệ ổ m u N/Mẫ

Trong đó:

N = t ng s site / clusterổ ố

M = t ng s cell / clusterổ ố

H s s d ng l i t n s : ệ ố ử ụ ạ ầ ố 1/M

M u s d ng l i t n sẫ ử ụ ạ ầ ố

V i site phân cung 120ớ 0 thì :

M = 3N

⇒3 m u chu n hóa:ẫ ẩ

M u ẫ 3/9, 4/12 và 7/21

M u s d ng l i t n sẫ ử ụ ạ ầ ố

Cell Cell 120120

00

Site ASite A

A1A1A2A2

A3A3

M u s d ng l i t n s 3/9ẫ ử ụ ạ ầ ố

Cluster

A1A1A2A2

A3A3 B1B1B2B2

B3B3

B1B1B2B2

B3B3

A1A1A2A2

A3A3 B1B1B2B2

B3B3C1C1C2C2

C3C3

A1A1A2A2

A3A3 B1B1B2B2

B3B3C1C1C2C2

C3C3

ξξ5. Chu trình cuộc gọi và chuyển giao5. Chu trình cuộc gọi và chuyển giao

Chu trình cu c g iộ ọ

Cu c g i k t thúc t i MSộ ọ ế ạ

MTC - Mobile Terminating Call

ví d : Cu c g i t PSTN đ n PLMN ụ ộ ọ ừ ế

Cu c g i kh i t o t MS ộ ọ ở ạ ừ

MOC - Mobile Originating Call

Tr ng thái c a MS:ạ ủ

MS t t máy (detached)ắ

MS b t máy (atached): ậ - r i (idle).ỗ

- b n (busy).ậ

0912345678

0912345678

Chu trình cu c g iộ ọCall sequence: MTC

TP. Ha Noi

HCM

Mobile Terminating Call (1)




Chuy n giao cu c g i – HO (Hand Over)ể ộ ọ

Phân loại chuyển giao theo cấp điều khiển

MSC MSC

BSC BSCBSC

BTS BTS BTSBTS

MS MS MS MS

12 3 4

ξ2.9. GPRS

General Packet Radio Service D ch v vô tuy n gói chung ị ụ ế

C u trúc c a GSMấ ủ

SD

Mobile Station

BTS

MSC/VLR

SIM MEBSC

Base StationSubsystem

GMSC

Network Subsystem

AUCEIR HLR

Other Networks

Note: Interfaces have been omitted for clarity purposes.

+

PSTN

PLMN

Internet

SD

Mobile Station

BTS

MSC/VLRBSC

Base StationSubsystem

GMSC

Network Subsystem

AUCEIR HLR

Other Networks

Note: Interfaces have been omitted for clarity purposes.

GGSNSGSN

SIM ME

+

PSTN

PLMN

Internet

Cấu trúc hệ thống GPRS

SGSN: Serving GPRS Support NodeNút h tr d ch v GPRSỗ ợ ị ụ

- Qu n lý di đ ngả ộ- M t mã và nénậ- Đóng gói và truy n d n góiề ẫ

GGSN: Gateway GPRS Support NodeNút h tr c ng GPRSỗ ợ ổ

- Liên k t gi a các m ngế ữ ạ- Đ nh tuy n d li uị ế ữ ệ

Ph n 3ầ

3G and UMTS/WCDMA

M c tiêuụ

Mô t các yêu c u chính c a UMTS/WCDMAả ầ ủ Li t kê các phiên b n chính c a chu n UMTS và cái mà phiên ệ ả ủ ẩ

b n đó h trả ỗ ợ Li t kê các thành ph n chính trong m ng UMTS và các ch c ệ ầ ạ ứ

năng c a chúngủ Mô t các giao th c giao di n vô tuy n UMTS và các kênhả ứ ở ệ ế

Tài li u tham kh oệ ả

Christophe Chevallier, Christopher Brunner, Andrea Garavaglia, Kevin P. Murray, and Kenneth R. Baker, editors. WCDMA (UMTS) Deployment Handbook, Wiley & Sons, Ltd., 2006. (ISBN 13: 978-0-470-03326-5) (ISBN 10: 0-470-03326-6)

Juha Korhonen, Introduction to 3G Mobile Communications, Artech House, 2001 (ISBN 10: 158053287X)

3rd Generation Partnership Project Technical Specifications, ftp://ftp.3gpp.org/Specs

T GSM đ n UMTSừ ế

3G hay IMT-2000 là gì? T ch c ITU (International Telecommunication Union) đ nh nghĩa các yêu ổ ứ ị

c u tr ng y u cho các d ch v vi n thông di đ ng qu c t (International ầ ọ ế ị ụ ễ ộ ố ếMobile Telecommunications 2000 / IMT-2000), th ng đ c bi t đ n ườ ượ ế ếnh …..ư

3G

ITU thông qua h chu n th a mãn đ c tiêu chí c a IMT-2000ọ ẩ ỏ ượ ủ

Các yêu c u 3Gầo Kh năng h th ng c i thi n, t ng thích v i h th ng 2G, h tr đa ả ệ ố ả ệ ươ ớ ệ ố ỗ ợ

ph ng ti n, các d ch v d li u gói t c đ cao th a mãn các tiêu chí ươ ệ ị ụ ữ ệ ố ộ ỏsau:

− 2 Mb/s trong môi tr ng c đ nh ho c trong tòa nhàườ ố ị ặ− 384kb/s trong môi tr ng thành ph ho c v i ng i đi bườ ố ặ ớ ườ ộ− 144kb/s trong môi tr ng di đ ng di n r ngườ ộ ệ ộ

UMTS là gì ?

Universal Mobile Telecommunications System – UMTS Là m t chu n IMT-2000 - gi i pháp vô tuy n di đ ng 3Gộ ẩ ả ế ộ Đ c thi t k đ có th đ c tri n khai s d ng l i ph n l n ượ ế ế ể ể ượ ể ử ụ ạ ầ ớ

m ng lõi GSM/GPRSạ UMTS s d ng công ngh truy nh p vô tuy n d a vào CDMA ử ụ ệ ậ ế ự

hoàn toàn m i trong d ng WCDMAớ ạ H tr đa d ch v , phân bi t ch t l ng d ch v t t h n và t c ỗ ợ ị ụ ệ ấ ượ ị ụ ố ơ ố

đ d li u cao h n ( t i 14Mb/s)ộ ữ ệ ơ ớ

WCDMA là gì?

WCDMA = wideband code division multiple access WCDMA (còn đ c bi t đ n nh UTRA-FDD) có các kênh ượ ế ế ư

riêng r m i kênh r ng 5MHz đ c dành cho liên l c c ẽ ỗ ộ ượ ạ ở ảuplink và downlink

WCDMA là công ngh m ng truy nh p vô tuy n (radio access ệ ạ ậ ếnetwork –RAN) trong chu n UMTSẩ

R t nhi u ng i s d ng t UMTS nh WCDMA ấ ề ườ ử ụ ừ ư Bài gi ng này dùng t WCDMA đ ch t i công ngh t i giao ả ừ ể ỉ ớ ệ ạ

di n vô tuy n s d ng trong UMTS, và UMTS đ ch t i m t ệ ế ử ụ ể ỉ ớ ộh th ng hoàn ch nhệ ố ỉ

M ng UMTSạ

D i t n đ c c p phát cho UMTS-WCDMAả ầ ượ ấ

Băng thông UMTS-WCDMA

Ai đ nh nghĩa các chu n UMTS/WCDMA ?ị ẩ

Các phiên b n và đ c tính 3GPPả ặ

Con đ ng phát tri n băng r ng di đ ng đã đ c hình thành thành côngườ ể ộ ộ ượ

M t s chu n UMTS ộ ố ẩ

Ch đủ ề S specification seriesố

Hi u su t RFệ ấ 25.1xx

L p v t lýớ ậ 25.2xx

L p 2 và 3ớ 25.3xx

UTRAN 25.4xx

L p NAS (CC,SS, SMS,MM)ớ 22.xxx, 23.xxx, 24.xxx

D ch v d li u chuy n m ch góiị ụ ữ ệ ể ạ 22.060, 23.060

D ch v d li u chuy n m ch kênhị ụ ữ ệ ể ạ 23.910

D ch v tho iị ụ ạ 26.Xxx

USIM 31.xxx

LTE 36.xxx

T GSM đ n WCDMA – d ch v d li uừ ế ị ụ ữ ệ

T GSM đ n WCDMA – s phát tri n c a ừ ế ự ể ủt c đ d li uố ộ ữ ệ

Ki n trúc m ng UMTSế ạ

Ki n trúc m ng UMTSế ạ

Thi t b ng i dùng (UE)ế ị ườ

Universal subscriber Indentity Module (USIM) ng d ng đ qu n lý thông tin ứ ụ ể ả

đăng ký hòa m ng c a UE và ạ ủcác ch c năng authenticationứ

Thi t b di đ ng (Mobile ế ị ộEquipment)

M ng truy nh p vô tuy n m t đ t toàn c u ạ ậ ế ặ ấ ầ(UTRAN) UTRAN = Universal terrestrial radio access network

M ng lõi (CN- core network) ạ

Topology m ng UMTS – quy ho ch m ngạ ạ ạ

Ph n 4ầ

Các kênh và l p giao th c WCDMAớ ứ

Đ i t ng h c h i c a ph nố ượ ọ ỏ ủ ầ

Mô t gói giao th c AS/NAS trong phiên b n 99 UMTSả ứ ả Gi i thích s khác bi t gi a m t ph ng ki m soát và m t ả ự ệ ữ ặ ẳ ể ặ

ph ng ng i s d ngẳ ườ ử ụ Mô t các ch c năng giao th c c a t ng truy nh p chính ả ứ ứ ủ ầ ậ Gi i thích các ch c năng kênh c a Rel99 chính và ánh x c a ả ứ ủ ạ ủ

chúng

Giao th c báo hi u UMTSứ ệ

Gói giao th c báo hi u UEứ ệ

M t ph ng ki m soát chuy n m ch kênhặ ẳ ể ể ạ

M t ph ng ki m soát chuy n m ch góiặ ẳ ể ể ạ

M t ph ng ng i dùng chuy n m ch kênhặ ẳ ườ ể ạ

M t ph ng ng i dùng chuy n m ch góiặ ẳ ườ ể ạ

V a truy nh pỉ ậ

Các giao th c v a truy nh pứ ỉ ậ

L p 3 – ki m soát ngu n vô tuy n (RRC – radio resource ớ ể ồ ếcontrol)

L p 2:ớ Giao th c h i t d li u gói ( PDCP – packet data convergence ứ ộ ụ ữ ệ

protocol) Ki m soát phát đa đi m/qu ng bá (BMC – broadcast/multicast ể ể ả

control) Ki m soát liên k t vô tuy n (RLC – radio link control)ể ế ế Ki m soát truy nh p môi tr ng truy n d n ( MAC - medium ể ậ ườ ề ẫ

access control) L p 1 – l p v t lýớ ớ ậ

L p 3 - Ki m soát ngu n tài nguyên vô ớ ể ồtuy n RRCế Ki m soát v a truy nh pể ỉ ậ Thông báo và nh n tinắ Báo cáo và ki m soát đo đ cể ạ Qu n lý k t n i RRCả ế ố Qu n lý bearer vô tuy nả ế Thông tin h th ng qu ng báệ ố ả

L p 2 – PDCP và BMCớ

Giao th c h i t d li u gói (PDCP)ứ ộ ụ ữ ệ Nén header c a gói IPủ Không s d ng cho d ch v chuy n m ch kênhử ụ ị ụ ể ạ

Ki m soát phát đa đi m/qu ng bá (BMC)ể ể ả H tr các b n tin phát qu ng bá trong t bào, bao g m:ỗ ợ ả ả ế ồ

Vi c phát các b n tin BMC đ n UEệ ả ế Chuy n phát các b n tin qu ng bá trong t bào đ n l p cao h n ế ả ả ế ế ớ ơ

(NAS)

Technology

thông tin di động ptit